[发明专利]间接质量流量传感器

说明书

技术领域

以下描述的实施例涉及组合质量流量传感器系统，并且更特别地涉及与体积流量计量器电连通的密度计量器，其输出质量流量测量值。

背景技术

存在振动计量器，比如科里奥利(Coriolis)质量流量计量器，其可直接测量流体的质量流量。虽然科里奥利质量流量计量器在各种工业中已获得巨大成功，但是存在某些情形，其中科里奥利质量流量计量器是非所需的。例如，在一些情形中，为流管使用高纯度金属比如钽或钛的成本在大流量情形中变得过分地昂贵，在所述大流量情形中，管的尺寸需求过量的金属。另一情形可以是：顾客已经具有安装在他们的系统中的密度计量器或体积流量计量器，并且仅仅需要其它计量器以便生成质量流量。在这些情形中，顾客可能不希望更换现有传感器，而是仅仅增加缺失的测量装置，以便使用公式(1)计算质量流量：

(1)

其中：

是质量流量；

Q是体积流量；而

ρ是密度。

使用密度计量器和体积流量计量器的组合而不是科里奥利质量流量计量器来生成质量流量的一个问题是所涉及的过量布线问题，如图1中所示。

图1示出了现有技术质量流量传感器系统10。现有技术质量流量传感器系统10可包括密度计量器11和体积流量计量器12。密度计量器11和体积流量计量器12定位在承载工艺流体的流动导管5内。密度计量器11可以包括任一种众所周知的密度计量器，比如科里奥利密度计量器、湿度计量器、x射线光密度计量器、伽马光密度计量器等。体积流量计量器12可以包括测量体积流量的任何众所周知的计量器，比如超声波流量计、磁流量计、涡轮流量计、旋涡流量计等。

现有技术质量流量传感器系统10还包括中央处理系统13。如所示，密度计量器11经由电引线14与中央处理系统13电连通。类似地，体积流量计量器12经由电引线15与中央处理系统13电连通。因此，计量器11、12中的每个向中央处理系统13发送信号。中央处理系统13处理接收自密度计量器11的信号，以生成密度测量值。同样地，中央处理系统13处理接收自体积流量计量器12的信号，以生成体积流量。中央处理系统13可以随后基于所生成的密度和体积流量生成质量流量。质量流量然后可以经由引线16提供至用户或另一处理系统。作为一个替代方案，中央处理系统13可以仅仅输出单独的密度和体积流量，而不计算质量流量。顾客于是必须使用另一处理系统，以基于来自中央处理系统13的输出确定质量流量。

现有技术质量流量系统10遭受多个问题的困扰。一个问题是由于所需布线量的增加。虽然密度计量器11和体积流量计量器12常常定位成彼此相对靠近，但是中央处理系统13可能定位成远离密度计量器11和体积流量计量器12。因此，因为每个计量器11和12独立地与中央处理系统13连通，所以布线量是重复的。

现有技术系统10的另一问题是：如果有必要更换密度计量器11或体积流量计量器12，则中央处理系统13有必要被重新编程，以接收来自新计量器的新信号。通常，中央处理系统13可能是顾客自身的设备，从而顾客需要执行更新编程。

类似地，许多用户仅仅想知道质量流量，而并不一定需要知道具体的密度或体积流量。然而，在现有技术系统10中，用户只被提供表示密度和体积流量的信号，从而需要独立地执行质量流量的计算。

因此，本领域中需要这样一种系统，其可使用密度计量器和体积流量计量器来提供质量流量输出。此外，本领域中需要这样一种系统，其可减少所需布线，尤其是计量器与中央处理系统之间的所需布线。以下描述的实施例克服了这些以及其它问题，从而实现了本领域中的进步。以下描述的实施例提供一种质量流量系统，其使用密度计量器和体积流量计量器中的一者或两者来执行质量流量计算。因此，只需计量器之一与中央处理系统连通。因此，系统输出质量流量，并且用以与中央处理系统连通所需的布线得到减少。

发明内容