RU2800929C1 - Method for correcting the flowmeter variable - Google Patents
Method for correcting the flowmeter variable Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800929C1 RU2800929C1 RU2022123028A RU2022123028A RU2800929C1 RU 2800929 C1 RU2800929 C1 RU 2800929C1 RU 2022123028 A RU2022123028 A RU 2022123028A RU 2022123028 A RU2022123028 A RU 2022123028A RU 2800929 C1 RU2800929 C1 RU 2800929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- flow
- flowmeter
- external pressure
- internal pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Варианты осуществления, описанные ниже, относятся к способам корректировки измеренных переменных расходомера Кориолиса, более конкретно, к корректировке измеренной переменной расходомера Кориолиса для воздействия на показатель измерения, вызванного изменениями во внутреннем давлении.The embodiments described below relate to methods for adjusting the measured variables of a Coriolis flow meter, more specifically, to adjusting a measured variable of a Coriolis flow meter to affect a measurement caused by changes in internal pressure.
Уровень техникиState of the art
Расходомеры Кориолиса могут использоваться для измерения массового расхода, плотности, объемного расхода и другой информации для технологической текучей среды.Coriolis flow meters can be used to measure mass flow, density, volume flow, and other process fluid information.
Фиг. 1 изображает примерный расходомер 100 Кориолиса, содержащий узел 10 измерительного устройства и измерительную электронную аппаратуру 20. Узел 10 измерительного устройства реагирует на изменения в потоке технологической текучей среды. Измерительная электронная аппаратура 20 соединяется с узлом 10 измерительного устройства через выводы 102 и предоставляет информацию о плотности, объемном расходе и массовом расходе операторам через интерфейс 26 измерительной электронной аппаратуры, в дополнение к другой информации.Fig. 1 depicts an exemplary Coriolis
Измерительный узел 10 включает в себя коллекторы 150 и 150', фланцы 103 и 103', параллельные расходомерные трубки 130 и 130', возбуждающий механизм 180 и датчики-преобразователи 170L и 170R скорости. Расходомерные трубки 130, 130' сгибаются в двух симметричных местоположениях по своей длине и являются практически параллельными по всей своей длине. Распорные пластины 140 и 140' служат для определения оси, относительно которой каждая расходомерная трубка колеблется.
Когда фланцы 103 и 103' соединяются, через впускной конец 104 и выходной конец 104' с технологической линией (не показана), технологическая текучая среда поступает во впускной конец 104 измерителя через фланец 103 и проводится через коллектор 150. Коллектор 150 делит и направляет технологическую текучую среду через расходомерные трубки 130 и 130'. После выхода из расходомерных трубок 130 и 130' технологическая текучая среда повторно объединяется в единый поток посредством коллектора 150' и направляется к выпускному концу 104', соединенному фланцем 103' с технологической линией (не показана).When
Обе расходомерные трубки 130 и 130' возбуждаются посредством возбуждающего механизма 180 в противоположных направлениях в первом несинхронном режиме изгибания расходомера. Этот возбуждающий механизм 180 может содержать какую-либо одну из множества хорошо известных компоновок, такую как магнит, установленный на расходомерную трубку 130', и встречно включенная катушка, установленная на расходомерной трубке 130, и через которую переменный ток пропускается для вибрации обеих расходомерных трубок. Подходящее напряжение возбуждающего механизма прикладывается измерительной электронной аппаратурой 20 к возбуждающему механизму 180.Both
Измерительная электронная аппаратура 20 предоставляет возбуждающий сигнал возбуждающему механизму 180, чтобы осуществлять вибрацию расходомерных трубок 130 и 130', через выводы 102. Измерительная электронная аппаратура 20 принимает левый и правый сигналы скорости от датчиков-преобразователей 170L и 170R скорости через выводы 102, чтобы вычислять массовый расход, объемный расход и/или информацию о плотности для потока, проходящего через измерительный узел 10.The
В некоторых применениях расходомеров, например, при добыче нефти и газа, требуется высокая степень точности измерителя. Различные внутренние давления на линии могут соответствовать различным жесткостям расходомерной трубки, однако, и жесткость расходомерной трубки влияет на чувствительность к кориолисовым силам и собственной частоте расходомерных трубок измерителя. Некоторые проектные решения измерителя Кориолиса, следовательно, испытывают отклонение в показателях расхода и/или плотности вследствие влияния внутреннего давления линии на характеристики вибрации расходомерных трубок.Some flow meter applications, such as oil and gas production, require a high degree of meter accuracy. Different internal line pressures may correspond to different flow tube stiffnesses, however, and the flow tube stiffness affects the sensitivity to Coriolis forces and natural frequency of the meter flow tubes. Some Coriolis meter designs therefore experience variation in flow and/or density due to the effect of line internal pressure on the vibration characteristics of the flow tubes.
Поскольку стенки расходомерной трубки имеют тенденцию быть тонкими, чтобы добиваться чувствительности, необходимой для измерений расхода и плотности, невозможно включать в нее штуцер для измерения давления, чтобы измерять давление в расходомерных трубках. Следовательно, некоторые операторы измерителей предшествующего уровня техники предусматривают штуцер для измерения давления за пределами расходомера, чтобы измерять давление технологической текучей среды в соединительном технологическом трубопроводе. В общем, операторы позиционируют эти штуцеры для измерения давления выше по потоку от расходомера, чтобы избегать вязкостного сопротивления. Альтернативно, некоторые операторы предполагают фиксированное давление в линии на основе рационального опыта и знания управления процессом, когда оно влияет на давление в трубопроводе в системе.Since the walls of the flow tube tend to be thin in order to achieve the sensitivity required for flow and density measurements, it is not possible to include a pressure fitting in order to measure the pressure in the flow tubes. Therefore, some prior art meter operators provide a pressure sensing port outside the flow meter to measure process fluid pressure in a connecting process piping. In general, operators position these pressure taps upstream of the flowmeter to avoid viscous drag. Alternatively, some operators assume a fixed line pressure based on rational experience and knowledge of process control when it affects the line pressure in the system.
С помощью либо измеренного верхнего по потоку давления в трубопроводе, либо предполагаемого давления в трубопровод измерители предшествующего уровня техники применяют коэффициент компенсации давления к показаниям измерения расходомера на основе внешне измеренного давления, чтобы корректировать изменения в жесткости измерителя. Коэффициент компенсации давления, который представляет отношение давления в трубопроводе к требуемой корректировке показателя измерения для изменения в жесткости вследствие давления, определяется посредством типового испытания на производстве. В общем, коэффициент компенсации давления является универсальным коэффициентом, который определяется для конкретной модели расходомера или для всех измерителей аналогичного размера и конструкции.Using either the measured upstream line pressure or the estimated line pressure, prior art meters apply a pressure compensation factor to the flowmeter measurement reading based on the externally sensed pressure to correct for changes in meter stiffness. The pressure compensation factor, which represents the ratio of the pressure in the pipeline to the required correction of the measured value for the change in stiffness due to pressure, is determined by means of a type test in production. In general, the pressure compensation factor is a universal factor that is defined for a specific meter model or for all meters of similar size and design.
Могут, однако, быть существенные различия в давлении за пределами расходомера и в расходомерных трубках. Даже если разница в давлении между внешним штуцером для измерения давления и расходомерной трубкой точно известна в один момент времени, дальнейшая неопределенность в дифференциальном давлении может увеличиваться, приводя в результате к дополнительным погрешностям измерения переменной потока. Например, эффекты Бернулли на текучей среде могут вынуждать давление внутри расходомерных трубок увеличиваться или уменьшаться относительно давления за пределами расходомера, если площадь поперечного сечения и скорость является различной в расходомерных трубках в сравнении с наружной стороной расходомерных трубок в технологическом трубопроводе. Разница в давлении между внешним штуцером для измерения давления и расходомерными трубками может также изменяться после типового испытания, например, вследствие накопления осаждений в расходомере. Увеличение потока через расходомер может вызывать дополнительные потери давления между штуцером для измерения давления и внутренностью расходомерных трубок. Увеличение вязкости испытываемой технологической текучей среды может вызывать дополнительную потерю давления между штуцером для измерения давления и внутренностью расходомерных трубок. Эти различия в давлении между внутренностью расходомерных трубок и внешней стороной расходомера могут привносить погрешности в показатели измерений расходомера.There may, however, be significant differences in pressure outside the flowmeter and in the flow tubes. Even if the difference in pressure between the external pressure port and the flow tube is known exactly at one point in time, further uncertainty in the differential pressure may increase, resulting in additional errors in the measurement of the flow variable. For example, Bernoulli effects on the fluid may cause the pressure inside the flow tubes to increase or decrease relative to the pressure outside the flow meter if the cross-sectional area and velocity is different in the flow tubes compared to the outside of the flow tubes in the process conduit. The pressure difference between the external pressure port and the flow tubes may also change after a type test, for example due to build-up of deposits in the flow meter. Increasing flow through the flowmeter can cause additional pressure loss between the pressure tap and the inside of the flowtubes. Increasing the viscosity of the process fluid being tested can cause additional pressure loss between the pressure sensing port and the interior of the flow tubes. These differences in pressure between the inside of the flow tubes and the outside of the flow meter can introduce inaccuracies in the measurement of the flow meter.
В некоторых случаях, условия установки не позволяют установку штуцера для измерения давления на той же стороне измерителя (т.е., выше по потоку или ниже по потоку), что и местоположение штуцера для измерения давления во время калибровочного типового испытания. В таких случаях будет дополнительная неопределенность в показаниях расходомера, поскольку давление, используемое, чтобы выполнять корректировку для изменения в жесткости расходомерной трубки, будет известно даже менее точно. Эта проблема также применяется к двухсторонним проточным установкам, где верхнее или нижнее по потоку местоположение штуцера для измерения давления будет чередоваться, когда направление потока чередуется между передним и задним через измеритель.In some cases, installation conditions do not allow mounting of the pressure port on the same side of the meter (ie, upstream or downstream) as the location of the pressure port during calibration type testing. In such cases, there will be additional uncertainty in the flow meter reading because the pressure used to correct for the change in flow tube stiffness will be known even less accurately. This problem also applies to two-way flow installations where the upstream or downstream location of the pressure sensing port will alternate when the direction of flow alternates between upstream and downstream through the meter.
Необходим более точный способ корректировки показания расходомера для изменений в жесткости, получающихся в результате изменений во внутреннем давлении.What is needed is a more accurate way to correct the flowmeter reading for changes in hardness resulting from changes in internal pressure.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В первом варианте осуществления предоставляется способ для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса. Способ содержит этап приема первого внешнего давления, измеренного с помощью первого датчика давления, расположенного в первом технологическом трубопроводе, размещенном на первом конце расходомера Кориолиса. Способ дополнительно содержит этап определения второго внешнего давления во втором технологическом трубопроводе, размещенном на втором конце, противоположном первому концу расходомера Кориолиса. Способ дополнительно содержит этап определения расчетного внутреннего давления расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления. Способ дополнительно содержит этап приема переменной потока. Способ дополнительно содержит этап формирования скорректированной переменной потока на основе расчетного внутреннего давления расходомера, коэффициента компенсации давления и переменной потока.In a first embodiment, a method is provided for adjusting the flow variable based on the internal pressure within a Coriolis flowmeter. The method includes the step of receiving the first external pressure measured by the first pressure sensor located in the first process pipeline located at the first end of the Coriolis flowmeter. The method further comprises the step of determining the second external pressure in the second process pipeline located at the second end opposite the first end of the Coriolis flowmeter. The method further comprises the step of determining an estimated internal pressure of the flowmeter based on the first external pressure and the second external pressure. The method further comprises the step of receiving a flow variable. The method further comprises the step of generating an adjusted flow variable based on the calculated internal pressure of the flowmeter, the pressure compensation factor, and the flow variable.
Во втором варианте осуществления предоставляется электронная аппаратура для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса. Электронная аппаратура содержит интерфейс для приема первого внешнего давления от первого датчика давления и систему обработки на связи с интерфейсом, при этом система обработки сконфигурирована, чтобы принимать первое внешнее давление, измеренное с помощью первого датчика давления, расположенного в первом технологическом трубопроводе, размещенном на первом конце расходомера Кориолиса, определять второе внешнее давление во втором технологическом трубопроводе, размещенном на втором конце, противоположном первому концу расходомера Кориолиса, определять расчетное внутреннее давление расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления, принимать переменную потока и формировать скорректированную переменную потока на основе расчетного внутреннего давления расходомера, коэффициента компенсации давления и переменной потока.In a second embodiment, electronics are provided for adjusting the flow variable based on the internal pressure within the Coriolis flowmeter. The electronic apparatus comprises an interface for receiving a first external pressure from a first pressure sensor and a processing system in communication with the interface, wherein the processing system is configured to receive the first external pressure measured by the first pressure sensor located in the first process pipeline located at the first end. of the Coriolis flow meter, determine the second external pressure in the second process pipeline located at the second end opposite the first end of the Coriolis flow meter, determine the calculated internal pressure of the flow meter based on the first external pressure and the second external pressure, receive the flow variable, and generate a corrected flow variable based on the calculated internal flowmeter pressure, pressure compensation factor and flow variable.
В третьем варианте осуществления система корректировки расходомера конфигурируется, чтобы корректировать переменную потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса. Система содержит модуль приема первого давления, сконфигурированный, чтобы принимать первое внешнее давление от первого датчика давления, расположенного в первом технологическом трубопроводе, размещенном на первом конце расходомера Кориолиса, модуль приема второго давления для определения второго внешнего давления во втором технологическом трубопроводе, размещенном на втором конце, противоположном первому концу расходомера Кориолиса, модуль расчета внутреннего давления расходомера, сконфигурированный, чтобы определять расчетное внутреннее давление расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления, модуль приема переменной потока, сконфигурированный, чтобы принимать переменную потока, и модуль корректировки переменной потока, сконфигурированный, чтобы формировать скорректированную переменную потока на основе расчетного внутреннего давления расходомера, коэффициента компенсации давления и переменной потока.In a third embodiment, the flowmeter correction system is configured to correct the flow variable based on the internal pressure within the Coriolis flowmeter. The system comprises a first pressure receiving module configured to receive a first external pressure from a first pressure sensor located in the first process pipeline located at the first end of the Coriolis flowmeter, a second pressure receiving module for determining the second external pressure in the second process pipeline located at the second end opposite the first end of the Coriolis flow meter, a flow meter internal pressure calculation module configured to determine the estimated internal pressure of the flow meter based on the first external pressure and the second external pressure, a flow variable receiving module configured to receive the flow variable, and a flow variable correction module configured to generate a corrected flow variable based on the meter's calculated internal pressure, pressure compensation factor, and flow variable.
АспектыAspects
Согласно дополнительному аспекту, определение второго внешнего давления может быть основано на коэффициенте потери давления, скорости текучей среды, вязкости текучей среды и плотности.According to a further aspect, the determination of the second external pressure may be based on the pressure loss coefficient, fluid velocity, fluid viscosity, and density.
Согласно дополнительному аспекту, определение второго внешнего давления может дополнительно содержать прием показателя второго внешнего давления от второго датчика давления, расположенного во втором технологическом трубопроводе.According to a further aspect, determining the second external pressure may further comprise receiving an indication of the second external pressure from a second pressure sensor located in the second process conduit.
Согласно дополнительному аспекту, определение расчетного внутреннего давления расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления может дополнительно содержать усреднение первого внешнего давления и второго внешнего давления.According to a further aspect, determining the calculated internal pressure of the flowmeter based on the first external pressure and the second external pressure may further comprise averaging the first external pressure and the second external pressure.
Согласно дополнительному аспекту, определение расчетного внутреннего давления может дополнительно основываться на площади поперечного сечения технологического трубопровода, диаметре технологического трубопровода, площади поперечного сечения проточной трубки расходомера Кориолиса, измеренной плотности ρ и измеренном расходе M.According to a further aspect, the determination of the calculated internal pressure may further be based on the cross-sectional area of the process conduit, the diameter of the process conduit, the cross-sectional area of the Coriolis flow tube, the measured density ρ, and the measured flow rate M.
Согласно дополнительному аспекту, коэффициент компенсации давления может быть сопоставлен с давлением внутри расходомерных трубок.According to a further aspect, the pressure compensation factor can be compared to the pressure inside the flow tubes.
Согласно дополнительному аспекту, переменная потока может быть, по меньшей мере, одной из: массового расхода, объемного расхода или плотности.In a further aspect, the flow variable may be at least one of mass flow, volume flow, or density.
Согласно дополнительному аспекту, определение расчетного внутреннего давления расходомера может быть дополнительно основано на направлении расходомера.According to a further aspect, the determination of the calculated internal pressure of the flowmeter may be further based on the direction of the flowmeter.
Согласно дополнительному аспекту, система обработки может быть дополнительно сконфигурирована, чтобы определять второе внешнее давление на основе коэффициента потери давления, скорости текучей среды, вязкости текучей среды и плотности.According to a further aspect, the processing system may be further configured to determine the second external pressure based on the pressure loss ratio, fluid velocity, fluid viscosity, and density.
Согласно дополнительному аспекту, система обработки может быть дополнительно сконфигурирована, чтобы определять второе внешнее давление посредством приема показателя измерения второго внешнего давления от второго датчика давления, расположенного во втором технологическом трубопроводе.According to a further aspect, the processing system may be further configured to determine the second external pressure by receiving a measurement of the second external pressure from a second pressure sensor located in the second process conduit.
Согласно дополнительному аспекту, система обработки может быть дополнительно сконфигурирована, чтобы определять расчетное внутреннее давление расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления путем усреднения первого внешнего давления и второго внешнего давления.According to a further aspect, the processing system may be further configured to determine the estimated internal pressure of the flowmeter based on the first external pressure and the second external pressure by averaging the first external pressure and the second external pressure.
Согласно дополнительному аспекту, система обработки может быть дополнительно сконфигурирована, чтобы определять расчетное внутреннее давление на основе площади поперечного сечения технологического трубопровода, диаметра технологического трубопровода, площади поперечного сечения проточной трубки расходомера Кориолиса, измеренной плотности ρ и измеренного расхода M.According to a further aspect, the processing system may be further configured to determine the calculated internal pressure based on the process conduit cross-sectional area, the process conduit diameter, the Coriolis flowmeter flow tube cross-sectional area, the measured density ρ, and the measured flow rate M.
Согласно дополнительному аспекту, коэффициент компенсации давления может быть сопоставлен с давлением внутри расходомерных трубок.According to a further aspect, the pressure compensation factor can be compared to the pressure inside the flow tubes.
Согласно дополнительному аспекту, переменная потока может быть, по меньшей мере, одной из: массового расхода, объемного расхода или плотности.In a further aspect, the flow variable may be at least one of mass flow, volume flow, or density.
Согласно дополнительному аспекту, определение расчетного внутреннего давления расходомера может быть дополнительно основано на направлении расходомера.According to a further aspect, the determination of the calculated internal pressure of the flowmeter may be further based on the direction of the flowmeter.
Согласно дополнительному аспекту, модуль приема второго давления может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы определять второе внешнее давление на основе коэффициента потери давления, скорости текучей среды, вязкости текучей среды и плотности.According to a further aspect, the second pressure receiving module may be further configured to determine the second external pressure based on the pressure loss ratio, fluid velocity, fluid viscosity, and density.
Согласно дополнительному аспекту, модуль приема второго давления может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы принимать показание второго внешнего давления от второго датчика давления, расположенного во втором технологическом трубопроводе.According to a further aspect, the second pressure receiving module may be further configured to receive a second external pressure reading from a second pressure sensor located in the second process conduit.
Согласно дополнительному аспекту, модуль оценки внутреннего давления расходомера может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы усреднять первое внешнее давление и второе внешнее давление.According to a further aspect, the internal pressure estimation module of the flowmeter may be further configured to average the first external pressure and the second external pressure.
Согласно дополнительному аспекту, модуль расчета внутреннего давления расходомера может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы определять расчетное внутреннее давление на основе площади поперечного сечения технологического трубопровода, диаметра технологического трубопровода, площади поперечного сечения расходомерной трубки расходомера Кориолиса, измеренной плотности ρ и измеренного расхода M.According to a further aspect, the flowmeter internal pressure calculation module may be further configured to determine the calculated internal pressure based on the process piping cross-sectional area, the process piping diameter, the Coriolis flowmeter flow tube cross-sectional area, the measured density ρ, and the measured flow rate M.
Согласно дополнительному аспекту, коэффициент компенсации давления может быть сопоставлен с давлением внутри расходомерных трубок.According to a further aspect, the pressure compensation factor can be compared to the pressure inside the flow tubes.
Согласно дополнительному аспекту, переменная потока может быть, по меньшей мере, одной из: массового расхода, объемного расхода или плотности.In a further aspect, the flow variable may be at least one of mass flow, volume flow, or density.
Согласно дополнительному аспекту, модуль оценки внутреннего давления расходомера может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы определять расчетное внутреннее давление расходомера на основе направления расходомера.According to a further aspect, the flowmeter internal pressure estimation module may be further configured to determine an estimated flowmeter internal pressure based on the direction of the flowmeter.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Один и тот же ссылочный номер представляет один и тот же элемент на всех чертежах. Следует понимать, что чертежи необязательно должны быть нарисованы в масштабе.The same reference number represents the same element throughout the drawings. It should be understood that the drawings need not be drawn to scale.
Фиг. 1 изображает расходомер 100, в соответствии с вариантом осуществления;Fig. 1 depicts a
Фиг. 2 изображает систему 200 расходомера, в соответствии с вариантом осуществления;Fig. 2 depicts a
Фиг. 3 изображает способ 300, в соответствии с вариантом осуществления;Fig. 3 depicts a
Фиг. 4 изображает электронную аппаратуру 400, в соответствии с вариантом осуществления; иFig. 4 depicts
Фиг. 5 изображает систему 500, в соответствии с вариантом осуществления.Fig. 5 depicts a
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Фиг. 2-5 и последующее описание изображают конкретные примеры для изучения специалистами в области техники того, как создать и использовать оптимальный режим заявки. Для целей изучения принципов изобретения, некоторые традиционные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники поймут вариации из этих примеров, которые подпадают в рамки заявки. Специалисты в данной области техники поймут, что признаки, описанные ниже, могут быть объединены различными способами, чтобы формировать множественные вариации заявки. В результате, заявка не ограничивается конкретными примерами, описанными ниже, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.Fig. 2-5 and the following description depict specific examples for those skilled in the art to learn how to create and use an optimal claim mode. For the purposes of studying the principles of the invention, some conventional aspects are simplified or omitted. Those skilled in the art will appreciate variations from these examples that fall within the scope of the application. Those skilled in the art will appreciate that the features described below can be combined in various ways to form multiple variations of an application. As a result, the application is not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.
Фиг. 2 изображает систему 200 расходомера, в соответствии с вариантом осуществления. Система 200 расходомера может быть использована для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса. Система 200 расходомера может включать в себя расходомер 202 Кориолиса, первый датчик 204 давления, первый технологический трубопровод 208a, второй технологический трубопровод 208b и электронную аппаратуру 210.Fig. 2 depicts a
В вариантах осуществления расходомер 202 Кориолиса может быть аналогичен датчику 100 расходомера Кориолиса. В дополнительных вариантах осуществления, однако, датчик расходомера 202 Кориолиса может включать в себя другую конфигурацию. Например, расходомер 202 Кориолиса может содержать одну или более расходомерных трубок, которые являются прямыми или изогнутыми, как будет понятно специалистам в области техники.In embodiments,
На фиг. 2 технологическая текучая среда входит и выходит из расходомера 202 Кориолиса через первый технологический трубопровод 208a и второй технологический трубопровод 208b. В изображенном варианте осуществления первый технологический трубопровод 208a ассоциируется с впуском для текучей среды на первом конце 212a, а второй технологический трубопровод 208b ассоциируется с выпуском для текучей среды на втором конце 212b расходомера 202 Кориолиса. Это не предполагается как ограничение, однако. В вариантах осуществления второй технологический трубопровод 208b и второй конец 212b могут быть ассоциированы с впуском. В дополнительных вариантах осуществления система 200 расходомера может быть двухсторонней, означающей, что каждый из первого конца 212a и второго конца 212b может поочередно служить в качестве впуска или выпуска.In FIG. 2, process fluid enters and exits
В вариантах осуществления первый датчик 204 давления может содержать любой тип датчика, включающего в себя, но не ограничивающегося этим, резистивный, емкостной, пьезоэлектрический, оптический или MEMS-датчик давления или измерительный преобразователь.In embodiments, the
В вариантах осуществления система 200 расходомера может дополнительно содержать электронную аппаратуру 210. Электронная аппаратура 210 может быть использована для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления в расходомере 202 Кориолиса. В вариантах осуществления электронная аппаратура 210 может предоставлять скорректированную переменную потока оператору.In embodiments,
Электронная аппаратура 210 находится на связи с первым датчиком 204 давления и либо измерительной электронной аппаратурой 20, либо измерительным узлом 10, ассоциированным с расходомером 202 Кориолиса. В дополнительных вариантах осуществления электронная аппаратура 210 может дополнительно быть на связи со вторым датчиком 206 давления. В вариантах осуществления электронная аппаратура 210 может предоставлять дополнительный интерфейс, чтобы предоставлять скорректированную информацию о переменной потока оператору.The
В вариантах осуществления система 200 расходомера может содержать как электронную аппаратуру 210, так и измерительную электронную аппаратуру 20, ассоциированную с расходомером 202 Кориолиса. Альтернативно, электронная аппаратура 210 может содержать только электронную аппаратуру для системы 200 расходомера, означающую, что электронная аппаратура 210 дополнительно предоставляет функции, описанные относительно измерительной электронной аппаратуры 20 выше для расходомера 202 Кориолиса.In embodiments,
В дополнительных вариантах осуществления система 200 расходомера может содержать второй датчик 206 давления. Второй датчик 206 давления может быть такого же типа или отличного типа от первого датчика 204 давления.In additional embodiments,
Фиг. 3 изображает способ 300, в соответствии с вариантом осуществления. Способ 300 может быть использован для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса. В вариантах осуществления способ 300 может исполняться посредством электронной аппаратуры 210. В вариантах осуществления переменная потока может содержать, по меньшей мере, одно из массового расхода, объемного расхода или показателя плотности.Fig. 3 depicts a
Способ 300 начинается с этапа 302. На этапе 302 принимается первое внешнее давление, измеренное с помощью первого датчика давления, расположенного в первом технологическом трубопроводе, размещенном на первом конце расходомера Кориолиса. Например, сигнал может быть принят от первого датчика 204 давления, указывающий давление технологической текучей среды в первом технологическом трубопроводе 208a, размещенном на первом конце 212a.The
Способ 300 продолжается этапом 304. На этапе 304 определяется второе внешнее давление во втором технологическом трубопроводе, размещенном на втором конце, противоположном первому концу расходомера Кориолиса.The
В вариантах осуществления определение второго внешнего давления может быть основано на одном или более коэффициентах потери давления, которые являются характеристикой измерителя, в дополнение к скорости текучей среды, плотности и вязкости. Физика, вызывающая падение давления, испытываемое вязкими потоками через сечение трубопровода, описывается в ряде классических введений к пособиям по механике текучих сред. Один или более коэффициентов потери давления характеризует потерю давления, по меньшей мере, через сечение расходомера Кориолиса, например, расходомера 202 Кориолиса. В вариантах осуществления один или более коэффициентов потери давления могут содержать одно или более предварительно определенных значений, измеренных на производстве или определенных на основе вычислительной модели. В вариантах осуществления один или более коэффициентов потери давления может представлять потери вследствие трения трубы и/или физических признаков расходомера, таких как коллекторы 150, 150', фланцы 103, 103', изгибы в расходомерных трубках 130, 130' или любой другой физический признак, известный специалистам в области техники. Скорость текучей среды может быть определена на основе массового расхода и плотности, измеренной с помощью расходомера 202 Кориолиса и площади поперечного сечения расходомерной трубки 130, 130'. С коэффициентом потери давления и скоростью текучей среды возможно определять второе внешнее давление с помощью уравнения Дарси-Вейсбаха или любым другим способом, известным специалистам в области техники.In embodiments, the determination of the second external pressure may be based on one or more pressure loss coefficients that are characteristic of the meter, in addition to fluid velocity, density, and viscosity. The physics behind the pressure drop experienced by viscous flows through a cross section of a pipeline is described in a number of classic introductions to fluid mechanics textbooks. One or more pressure loss coefficients characterize the pressure loss across at least a section of a Coriolis flowmeter, such as a 202 Coriolis flowmeter. In embodiments, the one or more pressure loss coefficients may comprise one or more predetermined values measured in production or determined based on a computational model. In embodiments, one or more pressure loss coefficients may represent losses due to pipe friction and/or physical features of the flowmeter, such as
В вариантах осуществления вязкость текучей среды может быть измерена за пределами системы 200 расходомера и передана электронной аппаратуре 210, или она может быть введена оператором на основе известной технологической текучей среды. Плотность может быть измерена посредством расходомера 202 Кориолиса.In embodiments, the viscosity of the fluid may be measured outside of the
В дополнительных вариантах осуществления определение второго внешнего давления может содержать прием показателя второго внешнего давления, находящегося во втором технологическом трубопроводе. Например, в вариантах осуществления системы 200 расходомера, которая включает в себя второй датчик 206 давления, может быть возможным определять второе внешнее давление с помощью второго датчика 206 давления.In additional embodiments, determining the second external pressure may comprise receiving an indication of the second external pressure located in the second process conduit. For example, in embodiments of the
Способ 300 продолжается этапом 306. На этапе 306 расчетное внутреннее давление расходомера определяется на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления.
В вариантах осуществления определение расчетного внутреннего давления расходомера содержит усреднение первого внешнего давления и второго внешнего давления. Например, расчетное внутреннее давление Pinner_1A расходомера может быть определено посредством уравнения 1A:In embodiments, determining the calculated internal pressure of the flowmeter comprises averaging the first external pressure and the second external pressure. For example, the calculated internal pressure P inner_1A of the flowmeter can be determined using Equation 1A:
. (Уравнение 1A) . (Equation 1A)
В уравнении 1A может содержать первое внешнее давление, а может содержать второе внешнее давление. представляет потерю давления между первым внешним давлением и вторым внешним давлением, которая в вариантах осуществления может содержать потерю давления через расходомер 202 Кориолиса или через расходомер 202 Кориолиса и части первого технологического трубопровода 208a и второго технологического трубопровода 208b.In Equation 1A may contain the first external pressure, and may contain a second external pressure. represents the pressure loss between the first external pressure and the second external pressure, which in embodiments may include the pressure loss through the
В дополнительных вариантах осуществления определение расчетного внутреннего давления расходомера на основе первого внешнего давления и второго внешнего давления может дополнительно содержать принятие во внимание эффекта Бернулли в расчетном внутреннем давлении расходомера. Принятие во внимание эффекта Бернулли в расчетном внутреннем давлении расходомера может дополнительно содержать определение расчетного внутреннего давления на основе площади поперечного сечения технологического трубопровода, диаметра технологического трубопровода, площади поперечного сечения расходомерной трубки расходомера Кориолиса, измеренной плотности ρ и измеренного массового расхода M.In additional embodiments, determining the design internal pressure of the flowmeter based on the first external pressure and the second external pressure may further comprise taking into account the Bernoulli effect in the design internal pressure of the flowmeter. Taking into account the Bernoulli effect in the design internal pressure of the flowmeter may further comprise determining the design internal pressure based on the cross-sectional area of the process conduit, the diameter of the process conduit, the cross-sectional area of the Coriolis flowmeter flow tube, the measured density ρ, and the measured mass flow M.
В вариантах осуществления уравнение 2 может быть использовано для дополнительной корректировки расчетного внутреннего давления расходомера, которое может содержать расчетное внутреннее давление расходомера, описанное в уравнении 1A, или расчетное внутреннее давление расходомера, описанное в уравнении 1B ниже, чтобы предоставлять дополнительное расчетное внутреннее давление расходомера:In embodiments, Equation 2 may be used to further adjust the calculated internal pressure flowmeter, which may contain the calculated internal pressure flow meter described in Equation 1A or calculated internal pressure flow meter described in Equation 1B below to provide additional design internal pressure flow meter:
. (Уравнение 2) . (Equation 2)
В уравнении 2 представляет расчетное давление в расходомерных трубках 130, 130' после корректировки для эффекта Бернули, ρ представляет плотность технологической текучей среды, измеренную посредством расходомера 202 Кориолиса, v pipe представляет скорость технологической текучей среды в первом технологическом трубопроводе 208a, где располагается первый датчик 204 давления, а v meter представляет скорость технологической текучей среды в расходомерных трубках 130, 130'. Уравнение 3 предоставляет скорость технологической текучей среды v pipe в первом технологическом трубопроводе 208a:In equation 2 represents the calculated pressure in the
(Уравнение 3) (Equation 3)
В уравнении 3 M является массовым расходом, измеренным посредством расходомера 202 Кориолиса, A pipe является площадью поперечного сечения первого технологического трубопровода 208a, а d является диаметром первого технологического трубопровода 208a. Уравнение 4 предоставляет скорость технологической текучей среды v meter в расходомерных трубках 130, 130':In Equation 3, M is the mass flow measured by the
. (Уравнение 4) . (Equation 4)
В уравнении 4 A meter является объединенной площадью поперечного сечения расходомерных трубок 130, 130' расходомера 202 Кориолиса.In equation 4, A meter is the combined cross-sectional area of the
В вариантах осуществления расчетное внутреннее давление расходомера и дополнительное расчетное внутреннее давление расходомера могут предоставлять возможность более точной корректировки переменной расходомера для изменений в жесткости измеряющего устройства.In embodiments, the calculated internal pressure flow meter and additional calculated internal pressure flow meter may provide the ability to more accurately adjust the flow meter variable for changes in meter stiffness.
В вариантах осуществления системы 200 расходомера расходомер 202 Кориолиса может поддерживать как установки, где второй датчик 206 давления располагается ниже по потоку во втором технологическом трубопроводе 208b, так и установки, где измерительное устройство используется для двухстороннего измерения потока, так что датчики 204 и/или 206 давления будут поочередно располагаться выше или ниже по потоку, когда направление потока чередуется между прямым и обратным. Определение расчетного внутреннего давления расходомера может, следовательно, быть дополнительно основано на направлении расходомера. В дополнительных вариантах осуществления этапа 306, когда направление потока переворачивается во время двухстороннего потока, может содержать давление внутри второго технологического трубопровода 208b, а может содержать давление внутри первого технологического трубопровода 208a. В таких вариантах осуществления, где только один передатчик давления доступен, и он оказывается в нижней по потоку позиции, уравнение 1A может принимать альтернативную форму:In embodiments of
. (Уравнение 1B) . (Equation 1B)
Способ 300 продолжается этапом 308. На этапе 308 принимается переменная потока. В вариантах осуществления переменная потока может содержать плотность, массовый расход или объемный расход технологической текучей среды, измеренный с помощью расходомера 202 Кориолиса. В вариантах осуществления переменная потока может быть принята от измерительной электронной аппаратуры 20, ассоциированной с расходомером 202 Кориолиса, она может быть считана из электронного хранилища из электронной аппаратуры 210, или она может быть определена с помощью необработанных данных датчика-измерителя, принятых от измерительного узла 10 расходомера 202 Кориолиса.
Способ 300 продолжается этапом 310. На этапе 310 скорректированная переменная потока формируется на основе расчетного внутреннего давления расходомера, коэффициента компенсации давления и переменной потока. Скорректированная переменная потока представляет измеренную переменную потока, скорректированную для изменения в давлении в расходомерных трубках.
Коэффициент компенсации давления соотносит давление в расходомере, с корректировкой показателя измерения для изменения в жесткости расходомерной трубки. В вариантах осуществления коэффициент компенсации давления может быть определен во время типового испытания на производстве расходомера. Коэффициент компенсации давления может быть связан с конкретной моделью расходомера, семейством моделей расходомера, содержащих аналогичный размер и конструкцию, или с единственным расходомером.The pressure compensation factor relates the pressure in the flowmeter, with the measured value adjusted for the change in stiffness of the flowtube. In embodiments, the pressure compensation factor may be determined during type testing in the manufacture of the flowmeter. The pressure compensation factor can be associated with a particular meter model, a family of meter models containing a similar size and design, or a single meter.
В вариантах осуществления скорректированная переменная потока может быть определена посредством умножения коэффициента компенсации давления на внутреннее давление расходомера. Например, уравнение 5 может быть использовано:In embodiments, the corrected flow variable may be determined by multiplying the pressure compensation factor by the internal pressure of the flowmeter. For example, Equation 5 can be used:
, (Уравнение 5) , (Equation 5)
где X corrected является скорректированной переменной потока, X measured является измеренной переменной потока, P inner является расчетным внутренним давлением расходомера, соответствующим или , описанным выше, P baseline является давлением, которое было зарегистрировано в качестве внутреннего давления во время, когда измерительное устройство было в прошлый раз откалибровано относительно эталонного стандарта, и K является коэффициентом компенсации давления.WhereX corrected is the adjusted flow variable,X measured is the measured flow variable,P inner is the calculated internal pressure of the flowmeter, corresponding to ordescribed above,P baseline is the pressure that was recorded as the internal pressure at the time the measuring device was last calibrated against the reference standard, and K is the pressure compensation factor.
В вариантах осуществления коэффициент K компенсации давления может быть сопоставлен с давлением внутри расходомерных трубок во время типового испытания. Это может обеспечивать улучшенную корректировку переменной потока для давления по сравнению со способами предшествующего уровня техники, которые используют коэффициент K компенсации давления, сопоставленный с позицией первого датчика 204 давления.In embodiments, the pressure compensation factor K may be compared to the pressure inside the flow tubes during type testing. This may provide improved correction of the flow variable for pressure compared to prior art methods that use a pressure compensation factor K associated with the position of the
Фиг. 4 изображает электронную аппаратуру 400 в соответствии с вариантом осуществления. Электронная аппаратура 400 содержит систему 402 обработки, систему 404 хранения и интерфейс 406. Электронная аппаратура 400 может быть использована для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера Кориолиса.Fig. 4 depicts
Система 402 обработки может быть сконфигурирована, чтобы исполнять компьютерные инструкции, которые, когда исполняются на электронной аппаратуре 400, выполняют часть или все способы, описанные в отношении фиг. 3 и 5. В вариантах осуществления система 402 обработки может включать в себя единственный, или любое кратное число процессоров, как будет понятно специалистам в области техники.
Система 404 хранения может быть электронно-считываемым носителем или компьютерно-читаемым носителем, сконфигурированным, чтобы хранить компьютерные программные инструкции. В примерах система 404 хранения может включать в себя долговременный носитель. Сохраненные компьютерные программные инструкции, когда исполняются в системе 402 обработки, могут выполнять часть или все способы, описанные в отношении фиг. 3 и 5.The
В примерах система 402 обработки и система 404 хранения могут быть объединены в специализированный набор микросхем, такой как система на кристалле.In examples,
В примерах фрагменты способов, описанных в отношении фиг. 3 и 5, могут быть сохранены или исполняться за пределами электронной аппаратуры 400. Например, часть способов, описанных в отношении фиг. 3-5, могут быть сохранены или исполняться в сочетании сервера и облачной системы памяти через Интернет.In the examples, portions of the methods described with respect to FIGS. 3 and 5 may be stored or executed outside of the
Интерфейс 406 может быть сконфигурирован для связи с устройствами, внешними по отношению к электронной аппаратуре 400. Через интерфейс 406 электронная аппаратура 400 может связываться с первым датчиком 204 давления. Интерфейс 406 может дополнительно связываться с измерительной электронной аппаратурой 20, внутренней по отношению к расходомеру 202 Кориолиса, или внешним компьютером диспетчерской.
В вариантах осуществления электронная аппаратура 400 может содержать измерительную электронную аппаратуру 20. В дополнительных вариантах осуществления, однако, электронная аппаратура 400 может содержать отдельную электронную аппаратуру на связи с измерительной электронной аппаратурой 20.In embodiments,
Фиг. 5 изображает систему 500 корректировки расходомера в соответствии с вариантом осуществления. Система 500 корректировки расходомера может быть использована для корректировки переменной потока на основе внутреннего давления внутри расходомера 202 Кориолиса в системе 200 расходомера.Fig. 5 depicts a flow
Система 500 корректировки расходомера содержит модуль 502 приема первого давления. Модуль 502 приема первого давления конфигурируется, чтобы принимать первое внешнее давление 503 от первого датчика 204 давления, расположенного в первом технологическом трубопроводе 208a, размещенном на первом конце 212a расходомера 202 Кориолиса. В вариантах осуществления модуль 502 приема давления может исполнять этап 302 способа 300, как описано выше.The flow
Система 500 корректировки расходомера дополнительно содержит модуль 504 приема второго давления. Модуль 504 приема второго давления конфигурируется, чтобы определять второе внешнее давление 505 во втором технологическом трубопроводе 208b, размещенном на втором конце 212b, противоположном первому концу 212a расходомера 202 Кориолиса. В вариантах осуществления модуль 504 приема второго давления может исполнять этап 304 способа 300, как описано выше.The flow
Система 500 корректировки расходомера дополнительно содержит модуль 506 расчета внутреннего давления расходомера. Модуль 506 расчета внутреннего давления расходомера конфигурируется, чтобы определять расчетное внутреннее давление 507 расходомера на основе первого внешнего давления 503 и второго внешнего давления 505. В вариантах осуществления модуль 506 расчета внутреннего давления расходомера может исполнять этап 306 способа 300 или любых его разновидностей, которые описаны выше.The flow
Система 500 корректировки расходомера дополнительно содержит модуль 508 приема переменной потока. Модуль 508 приема переменной потока конфигурируется, чтобы принимать переменную 509 потока. В вариантах осуществления модуль 508 приема переменной потока может исполнять этап 308 способа 300, как описано выше.The flow
Система 500 корректировки расходомера дополнительно содержит модуль 511 корректировки переменной потока. Модуль 511 корректировки переменной потока конфигурируется, чтобы формировать скорректированную переменную 512 потока на основе расчетного внутреннего давления 507 расходомера, коэффициента 510 компенсации давления и переменной 509 потока. В вариантах осуществления модуль 511 корректировки переменной потока может исполнять этап 310, как описано выше.The flow
Подробные описания вышеописанных вариантов осуществления не представляют собой полные описания всех вариантов осуществления, логически выводимых авторами изобретения как находящиеся в пределах объема настоящего описания. В действительности, специалисты в области техники поймут, что определенные элементы вышеописанных вариантов осуществления могут по-разному быть объединены или устранены, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления попадают в рамки и учения настоящего описания. Соответственно, объем вариантов осуществления, описанный выше, должен определяться из прилагаемой формулы изобретения.The detailed descriptions of the above described embodiments do not represent complete descriptions of all embodiments, inferred by the inventors as being within the scope of the present description. Indeed, those skilled in the art will appreciate that certain elements of the above described embodiments may be combined or omitted in various ways to create additional embodiments, and such additional embodiments fall within the scope and teachings of the present disclosure. Accordingly, the scope of the embodiments described above is to be determined from the appended claims.
Claims (36)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800929C1 true RU2800929C1 (en) | 2023-08-01 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005046319A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-03-29 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Two or multi-phase medium e.g. fluid`s, physical flow parameter e.g. flow rate, measuring method, involves producing measurement values representing parameter by considering pressure difference of medium and by usage of transfer function |
| WO2008011587A3 (en) * | 2006-07-21 | 2008-03-06 | Invensys Sys Inc | Multi-phase coriolis flowmeter |
| AU2011239253B2 (en) * | 2008-05-01 | 2012-10-18 | Micro Motion, Inc. | Method for Generating a Diagnostic from a Deviation of a Flow Meter Parameter |
| CN110726444A (en) * | 2019-08-22 | 2020-01-24 | 无锡洋湃科技有限公司 | Wet gas flow metering method and device based on Coriolis mass flowmeter |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005046319A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-03-29 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Two or multi-phase medium e.g. fluid`s, physical flow parameter e.g. flow rate, measuring method, involves producing measurement values representing parameter by considering pressure difference of medium and by usage of transfer function |
| WO2008011587A3 (en) * | 2006-07-21 | 2008-03-06 | Invensys Sys Inc | Multi-phase coriolis flowmeter |
| AU2011239253B2 (en) * | 2008-05-01 | 2012-10-18 | Micro Motion, Inc. | Method for Generating a Diagnostic from a Deviation of a Flow Meter Parameter |
| CN110726444A (en) * | 2019-08-22 | 2020-01-24 | 无锡洋湃科技有限公司 | Wet gas flow metering method and device based on Coriolis mass flowmeter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100436483B1 (en) | Meter electronics for coriolis flowmeter, and method for validating a flow calibration factor used thereby | |
| JP5851601B2 (en) | Vibration type flow meter and zero check method | |
| RU2398192C2 (en) | Method of calculating flow rate using flow metre which uses multiple oscillation modes | |
| JP5422750B2 (en) | Friction compensation of vibratory flow meter | |
| BRPI0520577B1 (en) | ELECTRONIC APPLIANCE AND METER METHODS FOR DETERMINING ONE OR MORE OF A RIGIDITY COEFFICIENT OR A MASS COEFFICIENT | |
| JP2014522972A5 (en) | ||
| EP2069728A1 (en) | Meter electronics and methods for geometric thermal compensation in a flow meter | |
| AU2020425734B2 (en) | Method of correcting flow meter variable | |
| AU2019249119B2 (en) | Method of compensating for mass flow using known density | |
| RU2800929C1 (en) | Method for correcting the flowmeter variable | |
| AU2018437114B2 (en) | Determining a decay characteristic of a meter assembly | |
| AU2018436948B2 (en) | Determining a damping of a meter assembly | |
| CA3109268C (en) | Method to determine when to verify a stiffness coefficient of a flowmeter | |
| CN112513583B (en) | Determining attenuation characteristics of a meter assembly | |
| JP2023532039A (en) | Method, system and electronics for correcting Coriolis flowmeter measurements for temperature effects | |
| RU2323419C2 (en) | System and mode of diagnostics of coriolis's flowmeter | |
| WO2023200431A1 (en) | A pressure compensation of a fluid flow parameter | |
| EP4237802A1 (en) | Using a reynolds number to correct a mass flow rate measurement | |
| JP2021533346A (en) | Electronic measuring instrument for flowmeter and verification diagnostic method |