用于确认科里奥利流量计的流量校准因子的方法技术

一种用于确认科里奥利流量计的流量校准因子的方法。根据该方法，定义所述材料流在参考温度下的至少一个密度；确定所述材料流的补偿的管道密度和管道温度；其中确定所述补偿的管道密度的步骤包括：通过在所述管道温度和所述参考温度不同时确定管道密度，以及通过针对管道温度和参考温度之间的差异补偿所确定的管道密度，来对该管道密度进行温度补偿；和检测误差条件，其中该检测误差条件的步骤包括将所述补偿的管道密度与所述至少一个密度进行比较。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于对科里奥利(Coriolis)流量计的校准进行确认的系统.更具体地，本专利技术涉及于使用密度测量来确定科里奥利流量计的校准是随时间基本上保持不变还是漂移.还更具体地，本专利技术涉及于增加该密度测量的精度，以更加精确地确认科里奥利流量计的流量校准因子.
技术介绍
已知如1985年1月1日授予J.E. Smith等人的美国专利No. 4491025和1982年2月11日授予J. E. Smith的Re. 31450中公开了使用科里奥利效应质量流量计对流经管道的材料的质量流量和其它信息进行测量.这些流量计具有一个或多个弯曲结构的流管.科里奥利质量流量计中的每一流管结构都具有一组固有振动模式，其可以是简单的弯曲、扭转、辐射或耦合类型的.每一流管被驱动以在这些固有模式其中之一下以共振振荡.部分地通过该流管的组合质量和该流管内的材料定义该振动的、充满材料的系统的固有振动模式.材料从该流量计入口側上的连接管道流入该流量计.该材料然后被引导通过该一个或多个流管并退出该流量计，到达连接在该出口側上的管道.驱动器向该流管施加力，该力使得该流管振荡.当没有材料流经该流量计时，沿着流管的所有点都以相同的相位振荡.当材料开始流经通过该流管时，科里奥利加速度使得沿着该流管上的每一点具有相对于与沿着该流管上的其它点不同的相位.该流管入口側上的相位迟后于该驱动器，而该出口側上的相位超前该驱动器.将拾取(pick off)传感器放置在该流管上的两个不同点上，以产生表示该流管在两个点上运动的正弦信号。在单位时间中计算从该拾取传感器接收到的两个信号的相位差.该两个拾取传感器信号之间的相位差与流经该一个或多个流管的该材料的质量流率成比例。通过将该相位差乘以流量校准因子来确定该材料的质量流率.在将该流量计安装到管道中之前，通过校准过程来确定该流量校准因子.在该校准过程中，让流体以给定流速流过该流管，并计算该相位差与该流速之间的关系(流量校准因子).该科里奥利流量计通过将该流量校准因子乘以该两个拾取信号的相位差来确定流速.该流量校准因子与该材料和该流管的橫截面属性成比例.该材料和该流管横截面属性的改变可以改变该流量计的流量校准因子.如果该流量计的流量校准因子改变，那么使用该原始的流量校准因子来计算流速就不够准确，流量校准因子此后称为FCF,其本身取决于该科里奥利流量计的其它参数，该流量校准因子的表达式为FCF=G，*E。*I ，其中G,是该流管的几何常数，En为杨氏弹性模量，并且In是该流管的转动惯量.于是，FCF的精确确定就取决于该流管的常数G,、杨氏模量、以及转动惯重的精确确定.几何常数G,和杨氏模量是相对稳定的值，并且不改变.然而项1 容易变化，因为其取决于本身可以改变的其它流管参数.该材料和该流管横截面属性的改变可以改变该流管的转动惯量.改变该流管横截面属性的一个范例是由于该流管的腐蚀而产生的改变.该材料和该流管横截面属性的改变的第二个范例是由于流经该管的材料涂附在该流管上.2000年7月25日的美国专利US6092409描述了一种通过将所測得的已知流体的密度与已知密度进行比较来确认该科里奥利流量计的流量校准因子的过程.与该预期密度的偏差可以表示该流管中的可能误差条件，诸如材料腐蚀或侵蚀.然而，问題是难以精确地测量密度或实施测量条件以便于进行精确的密度测量.材料密度可能容易随温度而显著变化.密度也可能随着其它参数诸如材料压力和材料组成的改变而小范围的改变.因此，本领域中需要一种系统，其可以更精确地检测指示科里奥利流量计所测得的质量流率可能会不准确的该材料和流管横截面属性的可能变化，
技术实现思路
通过提供一种用于确认科里奥利流量计的流量校准因子的系统来解决上述和其它问题，并在本领域中实现进步.科里奥利流量计在该流管上具有拾取传感器，其与仪表电子装置连接.通过该仪表电子装置接收来自该拾取传感器的信号，并且将其转换为机器可读的或数字信号.该数字信号被用作该仪表电子装置中的处理器所执行的应用程序的数据，以确定流经该流管的材料的某些属性，诸如质量流率和密度.用于这些应用程序的指令存储在与该处理器连接的存储器中.本专利技术涉及一种通过处理器执行的应用程序，其确认科里奥利流量计的流量校准因子.当具有先知特征密度的材料、诸如当工作流体流经该流管时，该确认应用程序测量该流管的振荡周期.使用用于根据该流管的振荡周期确定该材料密度的等式的微分，然后使用所测得的振荡周期来检测该流管中的可能误差条件.如上所述，该流量校准因子FCF需要可靠的密度信息，从而该流量校准因子才能足够精确，以便于通过该科里奥利流量计产生可靠的流量信息.然而，通常难以得到可靠的密度信息，因为密度会随着其它科里奥利流量计参数的改变而显著改变，随之改变最大的这种参数是该工作材料的温度.温度改变是很平常的，因此当温度改变时仅仅测量密度而不进行其它测量的处理可以提供的流量校准因子确认精度不够，不足以满足科里奥利流量计的操作.本专利技术提供一种通过能够克服不可避免的温度变化的处理来测量密度的方法和设备.根据本专利技术的第一可能示范实施例，通过一种定义将被用于该密度确定的参考温度的处理克服该温度变化.然后监视该工作材料的温度变化，并且当该工作材料的温度等于该预选择的参考温度时进行密度测量.此时，进行密度测量并将其记录下来.该工作材料的温度可以随着时间而连续改变，但是每次温度改变并且变得与该参考温度相等时就再次确定该密度.通过这种方式，就得到并记录了一系列密度测量，以提供一系列温度补偿的密度测量.通过该处理，提供给该仪表电子装置的数据处理设备的密度读数基本上是常数值，其没有由于在该工作材料的不同温度下对该工作材料进行密度测量而产生的误差.该处理因此减少了密度信息中的误差，该误差是由于温度变化而对该工作材料造成不可避免的变化而产生的，如上所述，温度变化是密度测量中最大的误差来源，由于通过上述方法基本上避免了这些误差，所得到的该密度測量于是可以用来精确地确认该流量校准因子，然而，如果需要，该温度补偿的密度信息可以进一步补偿材料压力的变化.这是通过确定该材料的密度变化与压力变化之比并将该比值乘以所测得的该管道压力与预选参考压力之差而完成的.这样就给出了进一步的补偿因子，可以将其应用于该密度信息，以产生对温度变化和压力变化都进行补偿的密度确定.该信息然后可以用于确认该流量校准因子，然而其可以进一步补偿随着材料组成的变化而内在产生的密度变化.如果需要这样，该温度和压力补偿密度信息可以进一步补偿材料组成的变化，并然后将其应用于确定精确的流重校准因子.根据本专利技术的第二可能示范实施例，可以通过编程一个与关于所有可能搮作温度、操作压力和材料组成的信息关联的多维查找表的步稞，来进行对温度和/或压力和/或材料组成进行补偿的密度确定.该表然后可以首先用来提供温度补偿的密度信息.这是通过如下步骤完成的确定瞬时材料温度和密度读数；和将该信息输入到产生表示补偿到先前预选参考温度的密度读数的查找表中.通过这种方式，可以得到不同温度时的多个密度读数，但是每一读数都是被温度补偿到该预选参考温度.这样提供的一系列密度读数与在该测量温度等于该预选温度时的时间间隔期间所得到的密度读数相等.这样所得到的该温度补偿的密度读数然后可以按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对材料流的流量校准因子进行确认的方法，所述方法包括下列步骤：　定义所述材料流在参考温度下的至少一个密度；　确定所述材料流的补偿的管道密度和管道温度，其中确定所述补偿的管道密度的步骤包括：通过在所述管道温度和所述参考温度不同时 确定管道密度，以及通过针对所述管道温度和所述参考温度之间的差异补偿所确定的管道密度，来对该管道密度进行温度补偿；和　检测误差条件，其中该检测误差条件的步骤包括将所述补偿的管道密度与所述至少一个密度进行比较。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：AT帕滕，GR杜菲尔，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]