用于确定流量计的精度的方法和装置制造方法及图纸

用于测试流体流管道中的传感器（１１，１２）以确认其一部分为传感器的流量计的精度的方法和装置。其中，使用两个相似的传感器，将活动传感器和参考传感器的功能互换，以确认它们的运行精度。可选地，使用不同激励级以提供用于传感器输出的交叉相关的基础。可以使用单个、或多个分时传感器代替两个传感器。采用暂态或稳态响应。可以使用多种传感器类型。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及流量计，尤其涉及用于现场确认流量计的精度 的方法和i殳备。
技术介绍
有很多类型的流量计用来测量各种经过无数尺寸和形状的管 道的流动流体。才艮据具体情况，流量计输出精度可从有用、到重要、 到非常重要。这种计量器的精度最终取决于传感器或其它信号产生 元件的正常运行，传感器或其它信号产生元件与流动流体具有活动 (active )的关系。为了确认流量计是正常运行，且4是供精确信息，必须周期性地 测试传感器的正常运行。当精度非常重要时，传感器运行的确认通 常将比流量计提供有用、但不太重要的流量信息的情形更频繁。流量计校准的常规确认和信息的跟踪能力对日常检验和调整 需要是关键的。过去，已经证明这是困难的、耗时的、和成本高的。 例如，在水产业中， -使用机械掘进机执行任务，并移除流量计，导 致局部3土区的供水中断。这里有两种已^口方法确i人流量计的一交准。 一种方法是在处理或安装时将流量计移除，并将其送到有资格的实验室进行确认。另一 种方法是临时安装或连接一个具有已知参考流量测量标准的支管装置，与正在测试的计量器串if关。这是现场确认。以上两种方法都称为正在测试的计量器的"湿法"或完全的传 感器到输出的检验。在某些安装方式中，可能仅需要检查传感器到输出信号路径的 选才奪部分。例如，可以通过将4青确十进电阻箱代卢弄热流元件，并调整十进电阻箱以检查热散逸流量计的发射器电子设备(transmitter electronics )，以确认传感器或发射器的流量元件部分的微分电阻输 入与当前或其它输出的关系。由于它仅合成(synthesize )流量元件 输入，这种方法是專交不完整的，且通常不是较理想的。类似地，可以引入人造差压，例如文丘里流量计、皮托管阵 列、或基于孑L 口的测量器流量元4牛(orifice based meter flow element )，以确定丰命出正确;也对应于合成llr入4言号压差。这种局部方法称为"干法"校准。尽管干法校准检验通常不如 湿式校准检验精确和完全，但是在很多情况下，干法检验是容许的， 因为它们比湿法检验更方便且更便宜。它们的最大缺点是，它们不 检验流量元件输入信号的有效性，且依赖于上述合成输入。以上所述的湿法4交准过程是昂贵的、不方便的、耗时的，且需 要熟练的操作者以产生良好的结果。 一关S:而言，如先前所知的，干 法校准是较不精确的，且不能用于每个流量计。它们的最大缺点是， 不能4企查系统中的最每丈感元件、流中的主要元件，主要元件是传感 器或流量元件。
技术实现思路
在本专利技术的各个实施例中，本专利技术提供了 一种无需从过程中去 除部分或整个流量计，无需将参考标准或其它外部装置连接到流量 计的某部分，就可确认流量计的精度或校准的设备和方法。认为， 比起在大多数情况下的任何"千法"测试，管理机构更愿意接受本 专利技术所，提出的方法。在采用加热的传感器4支术的热散逸流量计中，在一个采用加热 的传感器和不加热的参考传感器的实施例中，切换传感器功能，获 取读数，并将读数与存储器中的校准数据进行比较。作为可选实施 例，这项:技术也应用于在单个传感器分时执行加热的传感器和参考 传感器功能的情形。稳态温差或可选地瞬时温度效应都可以用于这 些目的。其它实施例4吏得能通过利用不同的激励或激励级才全查传感器 功能，并将结果与存储器中的数据进行比较，而不是切换传感器的 功能。这最适用于两个传感器在电学上不同且桥接在一起并且不能 容易地互换的情形。通常，这些加热的传感器装置采用可以被类似 采用的第三温度传感器，例如，通过使它结合具有不同功率电平的 桥接传感器获得理想目的的所述第三温度传感器。流量计中使用了多种不同类型的基于温度的传感器。这些传感器包4舌电阻式温度4企测器(RTD)、热电偶、热电堆、半导体结、热每丈电阻、晶体管、以及二极管。与基于热的流速测量方法不同的 流速测量方法包括声波(包括超声波)、涡流、磁性、差压、科里奥矛J ( coriolis )、 容禾只式(positive displacement)、 牙口專争动口十片 (S呙 轮)流速测量方法。披露的所有实施例及其等价物，根据本专利技术的 原理工作，纟是供对流量计的正确、方便、和快速的精度检-验和确^人。附图说明在结合附图进行阅读时，根据以下的详细描述，本专利技术的目的、优点、和特点将变得更加显然，其中在附图中图1是本专利技术的流量计的一个实施例的框图2是本专利技术的可选实施例的才匡图3是根据本专利技术的安装在管道中的示范性传感器的放大侧视图4示出图1和图2的系统的阻力变化对流体质量流速的实例 的曲线图5示出在典型才喿作环境中的图3的传感器的正视图6是在本专利技术的示范性实施例中，图5所示的安装的俯视图7示出基于声波的传感器系统的正视图8A是类似于图3的侧浮见图，示出带有与传感器元件相关的 清洗喷嘴的可选实施例；图8B是图8A的实施例的顶视图9A和9B是基于涡流传感器的流量计的示意图，其中在一 端示出涡;危导入4干；以及图10示出用来描述利用本专利技术的原理的系统方法的桅杆上的 多对传感器元件。具体实施例方式本专利技术纟是供了在现场对流量计的精度进行正确而快速的确认。 在其各个实施例中，本专利技术能够在不同激励级的应用、或一个或多个传感器的分时操作、或其组合之间进行切换，以提供理想测试。 本专利技术既不需要拆卸，也不需要将附加装置临时连接到流量计，以 完成用于确i人的测试。现在参看附图，尤其参看图1、 3、 5、和6,现在将描述本发 明的具体实施例。图1的框图示出根据本专利技术的系统的实施例。为了进行解释， 将々i定传感器A ( 11 )和传感器B ( 12 )是热装置(thermal device )， 例如电阻式温度4企测器(RTD)。众所周知，RTD通常成对安装， 其中 一个是加热的且是活动传感器，另 一个是相对或基本不加热的 参考传感器。经过管道中的传感器的流体流？I起活动传感器的热散 逸。温差(differential temperature )的变4匕反映为孩吏分电阻(differential resistance)的变化。这种稳态AT或AR表示管道中的流体或介质的 瞬时质量流速。可选地，某些流量计将将AT保持为常量，并测量 使AT作为流速指数(indicator)保持不变所需要的可变功率。随着恒定功率的施加，活动传感器和参考传感器之间的AT或 AR根据该信息确定质量流速。当然，流体类型及其特征是已知的， 并且参与计算。可选地，另一种方式是通过流量计确定流体流，温 度(电阻)差可以保持恒定，且功率的稳态变化确定质量流速。而 且，通过^夺^戈恒定功率、恒定电流、或恒定电压，AT或AR可以 作为流速函数;陂改变。也存在副作用，主要是可能需要考虑压力和 温度，以《更正确反映工作情况。其它工作情况可包4舌流动介质中的 紊流、高强度声音、和才几才成震动。电源13给流量计供电。信号调节器14产生流量计中的其它元 件可能需要的功率电平和信号格式。交叉连接电路15提供对传感 器11和12的切换。传感器输出的信号通过交叉连接电路反馈到信 号调节器、以及交叉相关检测器16。信号处理器21根据传感器的 输出确定质量流速。电源可以将信号调节器所确定的任何适合的功率电平和格式 提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试用于检测流场中流体流速的流量计的精度的方法，所述流量计具有至少一个传感元件，所述方法包括：为处于第一施加的激励级的传感元件准备第一组校准数据；为处于与所述第一施加的激励级不同的第二施加的激励级的传感元件准备第二组 校准数据；将所述第一组和第二组校准数据储存在存储器中；在所述流场中安装所述传感元件；接着测量处于参考第三施加的激励级的传感元件的输出；通过将所述第一级激励施加给所述传感元件激励所述传感元件；测量处于所 述第一施加的激励级的所述传感元件的输出；将由所述第一级激励激励的传感元件的输出与所述第三激励级下的传感器的输出进行比较，以确定经过所述流场中的传感元件的第一流体流速；接着再次测量处于参考第三施加的激励级的传感元件的输出； 通过将所述第二级激励施加给所述传感元件激励所述传感元件；测量由所述第二级激励激励时的所述传感元件的输出；以及接着将由所述第二级激励激励的传感元件的输出与在所述第三激励下的所述传感器的输出进行比较，以确定经过所述流场中的传 感元件的第二流体流速；以及接着将如此确定的第一和第二流体流速进行比较。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里P迪恩，马尔科姆M麦奎因，
申请(专利权)人：流体元件国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]