[发明专利]用于确定振动流量计中的零点偏移的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及振动流量计，并且更特别地，涉及用于确定振动流量计的零点偏移中的变化的方法和装置。

背景技术

振动传感器(诸如例如振动密度计和科里奥利(Coriolis)流量计)是普遍已知的，并且被用于测量流过所述流量计中的导管的物质的质量流和其它信息。在全部给J.E.Smith等人的美国专利4109524、美国专利4491025和Re.31450中公开了典型的(exemplary)科里奥利(Coriolis)流量计。这些流量计具有一个或多个直线结构或者曲线结构的导管。科里奥利质量流量计中的每个导管结构具有一组固有的振动模式，其可以是简单弯曲类型的、扭转类型的或者耦合类型的。每个导管可以被驱动以在优选的模式下振动。

物质从所述流量计的入口侧上的连接的管道流进所述流量计，被引导通过所述(一个或多个)导管，并且经过所述流量计的出口侧流出所述流量计。所述振动的、物质填充的系统的固有振动模式部分地被所述导管和在所述导管内流动的物质的组合质量所确定。

当没有流通过所述流量计时，被施加给所述(一个或多个)导管的驱动力使得沿所述(一个或多个)导管的所有点以一致的相位或小的“零点偏移”振动，其是在零流量测量的时间延迟。当物质开始流过所述流量计时，科里奥利(Coriolis)力使得沿所述(一个或多个)导管的每个点具有不同的相位。例如，在所述流量计的入口端处的相位滞后于在集中的驱动器(centralized driver)位置处的相位，而在所述出口处的相位超前于在所述集中的驱动器位置处的相位。所述(一个或多个)导管上的拾取传感器(pick-off sensor)产生表示所述(一个或多个)导管的运动的正弦信号。从所述拾取传感器输出的信号被处理以确定所述拾取传感器之间的时间延迟。所述两个或者更多拾取传感器之间的所述时间延迟与流过所述(一个或多个)导管的物质的质量流率成比例。

被连接到所述驱动器的计量电子设备产生驱动信号以运行所述驱动器，并且根据从所述拾取传感器接收的信号确定物质的质量流率和其它特性。所述驱动器可以包括许多众所周知的配置中的一个；然而，磁铁和反作用驱动线圈已经在流量计工业中得到大的成功。交流电流被传送到所述驱动线圈，用于以期望的流管振幅和频率振动所述(一个或多个)导管。将所述拾取传感器提供为与所述驱动器配置非常相似的磁铁和线圈配置在本领域中也是已知的。然而，虽然所述驱动器接收诱导运动的电流，所述拾取传感器可以使用由所述驱动器提供的运动以诱导电压。由所述拾取传感器测量的所述时间延迟的量是非常小的，经常以毫微秒被测量。因此，如下是必要的：使所述转换器输出是非常精确的。

一般地，可以初始地校准科里奥利(Coriolis)流量计，并且可以产生随同零点偏移一起的流量校准因子。在使用中，可以将减去所述零点偏移的由所述拾取传感器测量的时间延迟乘以所述流量校准因子，以生成质量流率。在大多数情形中，所述科里奥利流量计典型地被制造者初始地校准，并且被假定提供精确的测量而不需要随后的校准。此外，现有技术方法包括在安装之后通过停止流动、关闭阀而校准流量计，并且因此为所述流量计提供了在处理过程情况下的零点流率参考的用户零点。

如上面所描述的，在许多振动传感器(包括科里奥利流量计)中，零点偏移可能是存在的，现有技术方法初始地对其进行校正。虽然该初始确定的零点偏移可以在有限的情况中充分地校正所述测量，由于各种操作条件(主要是温度)中的变化，所述零点偏移可能随时间而变化，导致仅仅部分的校正。然而，其它操作条件也可能影响所述零点偏移，包括压力、流体密度、传感器安装情况等等。此外，所述零点偏移可能从一个流量计到另一个流量计以不同的速率变化。这可能在如下情形中是特别重要的：多于一个流量计被串联连接，以致于如果同样的流体流正被测量，则所述流量计中的每个应读出相同的。

因此，在本领域中存在对用以确定和补偿振动传感器的所述零点偏移中的变化的方法的需要。本发明克服了该问题和其它问题，并且实现了本领域中的前进。

发明内容