提供了一种流量计，该流量计包括传感器组件(10)和计量器电子设备(20)。该流量计还具有一个或更多个流管(130、130’)以及驱动机构(180)，该驱动机构联接至流管(130、130’)并且定向成在流管中引发驱动模式振动。一对拾取传感器(170L、170R)联接至流管(130、130’)，并且配置成测量由驱动机构(180)引起的振动响应。至少一个应变计(200A、200B)联接至传感器组件(10)，并且配置成检测传感器组件(10)中的应变。计量器电子设备(20)与驱动机构(180)以及应变计(200A、200B)串联连接。计量器电子设备(20)配置成检测应变发生变化的频率。
1、振动导管传感器、比如科里奥利质量流量计和振动密度计通常通过检测包含流动材料的振动导管的运动来操作。通过处理从与导管相关联的运动传感器接收的测量信号，可以确定与导管中的材料相关联的特性比如质量流量、密度等。振动材料填充系统的振动模式通常受导管及导管中所包含材料的组合质量、刚度和阻尼特性的影响。
2、众所周知，使用振动流量计来测量流动通过管道的材料的质量流量和其他特性。例如，在1985年1月1日授予j.e.smith等人的美国专利no.4,491,025以及1983年11月29日授予j.e.smith的re.31,450中公开了振动式科里奥利流量计。这些流量计具有一个或更多个流体管。科里奥利质量流量计中的每个流体管构型都有一组固有振动模式，固有振动模式可以是简单的弯曲、扭转、径向、侧向或联接类型。每个流体管都被驱动以这些固有模式中的一个固有模式进行共振振荡。振动模式通常受容纳流体的管及管中所包含材料的组合质量、刚度和阻尼特性的影响，因此通常在流量计的初始校准期间使用众所周知的技术确定质量、刚度和阻尼。常见的设计是使两个流管以单一模式形状振动，所述单一模式形状可以描述为这些管的异相弯曲模式。该模式通常被称为“驱动”模式，因为该模式是计量器的驱动线圈有意激发的振动模式。
>4、驱动器、比如音圈式驱动器向一个或更多个流体管施加力。该力导致一个或更多个流体管振荡。当没有材料流动通过流量计时，流体管沿线的所有点都会以相同的相位振荡。随着材料开始流动通过流体管，科里奥利加速度会导致流体管沿线的每一点相对于流体管沿线的其他点具有不同的相位。流体管入口侧上的相位滞后于驱动器，而出口侧上的相位领先于该驱动器。在流体管上的两个不同点处安置有传感器，以产生代表流体管在两点处的运动的正弦信号。以时间为单位计算从传感器接收到的两个信号的相位差。5、两个传感器信号之间的相位差与流动通过一个流体管或多个流体管的材料的质量流量成比例。通过将相位差乘以流量校准因子来确定材料的质量流量。该流量校准因子取决于流体管的材料特性和横截面特性。影响流量校准因子的流体管的主要特性之一是流体管的刚度。在将流量计安装到管道中之前，通过校准过程确定流量校准因子。在校准过程中，流体以给定的流速通过流体管，并且相位差与流速之间的比例得以计算。正如本领域所公知的，流体管的刚度和阻尼特性也在校准过程期间确定。
6、科里奥利流量计的一个优点是，由于振动流体管中没有运动部件，因此测量的质量流量的准确性在很大程度上不受流量计中的运动部件磨损的影响。流速由流体管上两点之间的相位差与流量校准因子相乘来确定。唯一的输入是指示流体管上两点的振荡的来自传感器的正弦信号。相位差是根据正弦信号计算出来的。由于流量校准因子与流体管的材料和横截面特性成比例，因此相位差测量和流量校准因子不受流量计中的运动部件磨损的影响。
7、典型的科里奥利质量流量计包括一个或更多个传感器(或拾取传感器)，这些传感器通常被采用以便于测量一个流动导管或多个流动导管的振动响应，并且通常位于驱动器的上游和下游的位置处。拾取传感器与电子仪器连接。该仪器接收来自两个拾取传感器的信号，并除此之外对这些信号进行处理以得出质量流量测量值等。
8、任何机械结构中将总是存在形状和固有频率不同的振动模式，而且科里奥利流量计也不例外。在某些条件下，除计量器设计成进行激励的一个模式或多个模式以外的振动模式的激励是不期望的。这样的不期望的模式激励会干扰通过流量计的流体流量的精确测量。不期望的模式激励也会对计量器的可靠性和寿命产生不利影响。
9、下面描述的实施方式克服了这些问题和其他问题并且实现了本领域的进步。下面描述的实施方式提供了一种流量计，该流量计采用应变计检测何时发生意外振动模式的不期望激励，并且被用作诊断工具以用于排查流量测量性能问题并保护流量计免受损坏。
技术实现思路
1、根据一实施方式，提供了一种流量计，该流量计包括传感器组件和计量器电子设备。该流量计包括一个或更多个流管以及驱动机构，该驱动机构联接至一个或更多个流管并且定向成在一个或更多个流管中引发驱动模式振动。一对拾取传感器联接至一个或更多个流管，并且配置成测量流管的由驱动机构引起的振动响应。至少一个应变计联接至传感器组件，其中，所述至少一个应变计配置成检测传感器组件中的应变。计量器电子设备与驱动机构以及至少一个应变计连接，并且驱动机构与至少一个应变计串联连接。计量器电子设备配置成检测应变发生变化的频率。
2、根据一实施方式，提供了一种用于检测具有传感器组件和计量器电子设备的流量计中的模式激励的方法。该方法包括利用驱动机构使一个或更多个流管中的至少一个流管以驱动模式振动的方式而振动，并且利用一对拾取传感器测量流管的由驱动机构引起的振动响应。设置有联接至传感器组件的至少一个应变计。驱动机构和至少一个应变计连接至计量器电子设备，其中，驱动机构和至少一个应变计串联连接。用至少一个应变计检测传感器组件中的应变。检测应变发生变化的频率。
3、方面
4、根据一方面，提供了一种包括传感器组件和计量器电子设备的流量计，该流量计包括一个或更多个流管以及驱动机构，该驱动机构联接至一个或更多个流管并定向成在一个或更多个流管中引发驱动模式振动。一对拾取传感器联接至一个或更多个流管，并且配置成测量流管的由驱动机构引起的振动响应。至少一个应变计联接至传感器组件，其中，所述至少一个应变计配置成检测传感器组件中的应变。计量器电子设备与驱动机构以及至少一个应变计连接，并且驱动机构和至少一个应变计串联连接。计量器电子设备配置成检测应变发生变化的频率。
5、优选地，计量器电子设备配置成在从至少一个应变计接收到的信号中检测非驱动模式频率下的振动。
6、优选地，计量器电子设备配置成当检测到的非驱动模式频率下的振动小于或等于与驱动模式频率的预定接近度时，产生警报和通知中的至少一者。
7、优选地，计量器电子设备配置成当检测到的非驱动模式频率下的振动小于或等于与驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与驱动模式频率之间的间隔保持稳定的情况下，诊断信息包括用以对流量计零点进行校准的指令。
8、优选地，计量器电子设备配置成当检测到的非驱动模式频率下的振动小于或等于与驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与驱动模式频率之间的间隔发生变化的情况下，诊断信息包括用以识别并消除导致频率间隔可变性的潜在安装和/或过程条件变化的指令。
9、优选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种流量计(5)，所述流量计(5)包括传感器组件(10)和计量器电子设备(20)，所述流量计(5)包括：
2.根据权利要求1所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成从所述至少一个应变计(200A、200B)接收到的信号中检测非驱动模式频率下的振动。
3.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与驱动模式频率的预定接近度时，产生警报和通知中的至少一者。
4.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔保持稳定的情况下，所述诊断信息包括用以对流量计零点进行校准的指令。
5.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔发生变化的情况下，所述诊断信息包括用以识别并消除导致频率间隔可变性的潜在安装和/或过程条件变化的指令。
6.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到已知与计量器可靠性问题相关联的非驱动模式的频率时，产生警报和通知中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的流量计(5)，其中，所述至少一个应变计(200A、200B)联接至所述一个或更多个流管(130130’)中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的流量计(5)，其中，所述至少一个应变计(200A、200B)联接至撑杆(140、140’)。
9.一种用于检测具有传感器组件和计量器电子设备的流量计中的模式激励的方法，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述计量器电子设备配置成从所述至少一个应变计接收到的所述信号中检测非驱动模式频率下的振动。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述计量器电子设备配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时，产生警报和通知中的至少一者。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，由所述计量器电子设备输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔保持稳定的情况下，所述诊断信息包括用以对流量计零点进行校准的指令。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，由所述计量器电子设备输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔发生变化的情况下，所述诊断信息包括用以识别并消除导致频率间隔可变性的潜在安装和/或过程条件变化的指令。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括当检测到已知与计量器可靠性问题相关联的非驱动模式的频率时，由所述计量器电子设备产生警报和通知中的至少一者。
15.根据权利要求9所述的方法，包括将所述至少一个应变计联接至所述一个或更多个流管中的至少一个流管。
16.根据权利要求9所述的方法，包括将所述至少一个应变计联接至撑杆。
...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种流量计(5)，所述流量计(5)包括传感器组件(10)和计量器电子设备(20)，所述流量计(5)包括：
2.根据权利要求1所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成从所述至少一个应变计(200a、200b)接收到的信号中检测非驱动模式频率下的振动。
3.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与驱动模式频率的预定接近度时，产生警报和通知中的至少一者。
4.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔保持稳定的情况下，所述诊断信息包括用以对流量计零点进行校准的指令。
5.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到的非驱动模式频率下的所述振动小于或等于与所述驱动模式频率的预定接近度时、以及非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的间隔是保持稳定还是变化时，输出诊断信息，其中，在非驱动模式频率与所述驱动模式频率之间的所述间隔发生变化的情况下，所述诊断信息包括用以识别并消除导致频率间隔可变性的潜在安装和/或过程条件变化的指令。
6.根据权利要求2所述的流量计(5)，其中，所述计量器电子设备(20)配置成当检测到已知与计量器可靠性问题相关联的非驱动模式的频率时，产生警报和通知中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的流量计(5)，其中，所述至少一个应变计(200a、200b)联接至所述一个或更多个流管(130130’)中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的流量...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·艾伦·布特勒，安德鲁·蒂莫西·帕滕，
申请(专利权)人：高准有限公司，
类型：发明
国别省市：
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