BR112013032784B1

BR112013032784B1 - Sistema de fluxo de fluido, eletrônica de medidor, e, método de operar um sistema de fluxo de fluido

Info

Publication number: BR112013032784B1
Application number: BR112013032784-7A
Authority: BR
Inventors: Joel Weinstein; Paul J. Hays
Original assignee: Micro Motion, Inc.
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2019-08-06
Also published as: HK1198202A1; WO2013006171A1; EP2729771A1; JP2014518391A; CA2838987A1; AU2011372543B2; CN103814276B; RU2568950C2; JP5819525B2; RU2014104248A; AU2011372543A1; US20140123727A1; CN103814276A; KR20140046459A; EP2729771B1; CA2838987C; BR112013032784A2; AR088135A1; KR101777154B1; US9383241B2

Abstract

sistema de fluxo de fluido, eletrônica de medidor, e, método de operar um sistema de fluxo de fluido um sistema de fluxo de fluido (300) é provido. o sistema de fluxo de fluido (300) inclui uma tubulação (302) com um fluido fluente. o sistema de fluxo de fluido (300) ainda inclui um primeiro medidor vibratório (5) incluindo um primeiro conjunto sensor (10) localizado dentro da tubulação (302) e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo. um segundo medidor vibratório (5') incluindo um segundo conjunto sensor (10') localizado dentro da tubulação (302) é provido que está em comunicação de fluido com o primeiro conjunto sensor (10) e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma segunda taxa de fluxo. o sistema de fluxo de fluido (300) ainda inclui um controlador de sistema (310) em comunicação elétrica com o primeiro e o segundo medidores vibratórios (5, 5'). 0 controlador de sistema (310) é configurado para receber a primeira e a segunda taxas de fluxo e determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo. o controlador de sistema (310) é ainda configurado para comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda e corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor do que um valor limiar ou banda.

Description

“SISTEMA DE FLUXO DE FLUIDO, ELETRÔNICA DE MEDIDOR, E, MÉTODO DE OPERAR UM SISTEMA DE FLUXO DE FLUIDO”

CAMPO TÉCNICO

As formas de realização descritas abaixo se referem aos medidores vibratórios e, mais particularmente, a um método e aparelho para determinar características diferenciais de fluxo de um sistema de fluxo de fluido com múltiplos medidores vibratórios.

Antecedentes da invenção

Sensores vibratórios, tais como, por exemplo, densitômetros vibratórios e medidores de fluxo Coriolis são geralmente conhecidos e são usados para medir fluxo de massa e outra informação para materiais fluindo através de um conduto no medidor de fluxo. Exemplares medidores de fluxo Coriolis são descritos em Patente US 4.109.524, Patente US 4.491.025, e Re. 31.450 todos para J.E. Smith et al. Esses medidores de fluxo têm um ou mais condutos de configuração reta ou curvada. Cada configuração de conduto em um medidor de fluxo de massa Coriolis tem um conjunto de modos de vibração naturais, que pode ser de tipo de flexão simples, torcional, ou acoplado. Cada conduto pode ser acionado para oscilar em um modo preferido.

Material flui no medidor de fluxo a partir de uma tubulação conectada no lado de entrada do medidor de fluxo, é direcionado através do(s) conduto(s), e sai do medidor de fluxo através do lado de saída do medidor de fluxo. Os modos de vibração naturais do sistema vibratório preenchido de material são definidos em parte pela massa combinada dos condutos e o material fluindo dentro dos condutos.

Quando não há fluxo através do medidor de fluxo, uma força de acionamento aplicada ao(s) conduto(s) leva todos os pontos juntamente com conduto(s) a oscilar com fase idêntica ou um pequeno “deslocamento de zero”, que é um atraso de tempo medido em fluxo zero. Conforme material começa a fluir através do medidor de fluxo, forças de Coriolis levam cada ponto ao longo do(s) conduto(s) para ter uma fase diferente. Por exemplo, a fase na extremidade de entrada do medidor de fluxo atrasa a fase na posição de acionador centralizada, enquanto a fase nos fios de saída a fase na posição de 5 acionador centralizada. Sensores de desvio no(s) conduto(s) produzem sinais sinusoidais representativos do movimento do(s) conduto(s). Saídas de sinais dos sensores de desvio são processadas para determinar o atraso de tempo entre os sensores de desvio. O atraso de tempo entre os dois ou mais sensores de desvio é proporcional à taxa de fluxo de massa de material fluindo através do(s) 10 conduto(s).

Eletrônica de medidor conectada ao acionador gera um sinal de acionamento para operar o acionador e determina a taxa de fluxo de massa e outras propriedades de um material de sinais recebidos dos sensores de desvio. O acionador pode compreender uma de muitas disposições bem conhecidas; No 15 entanto, um magneto e uma bobina de acionamento oposta receberam grande sucesso na indústria de medidor de fluxo. Uma corrente alternada é passada à bobina de acionamento para vibrar o(s) conduto(s) em uma amplitude e frequência de tubo de fluxo desejada. É também conhecido na técnica prover os sensores de desvio como uma disposição de magneto e bobina muito similar à 20 disposição de acionador. No entanto, enquanto o acionador recebe uma corrente que induz um movimento, os sensores de desvio podem usar o movimento provido pelo acionador para induzir uma voltagem. A magnitude do atraso de tempo medida pelos sensores de desvio é muito pequena; frequentemente medida em nanossegundos. Portanto, é necessário ter a saída do transdutor 25 como sendo muito precisa.

Geralmente, um medidor de fluxo Coriolis pode ser inicialmente calibrado e um fator de calibração de fluxo ao longo com um deslocamento de zero pode ser gerada. Em uso, o fator de calibração de fluxo pode ser multiplicado pelo atraso de tempo medido pelos sensores de desvio menos o deslocamento de zero para gerar uma taxa de fluxo de massa. Na maioria das situações, o medidor de fluxo Coriolis é inicialmente calibrado, tipicamente pelo fabricante, e assumido para prover precisas medições sem subsequentes 5 calibrações requeridas. Além disso, uma abordagem de técnica anterior envolve um usuário calibrar de zero o medidor de fluxo após instalação parando fluxo, fechando válvulas, e, portanto, provendo o medidor com uma referência de taxa de fluxo zero em condições de processo.

Como mencionado acima, em muitos sensores vibratórios, 10 incluindo medidores de fluxo Coriolis, um deslocamento de zero pode estar presente, cuja abordagem de técnica anterior inicialmente procura corrigir. Embora esse deslocamento de zero inicialmente determinado possa adequadamente corrigir as medições em circunstâncias limitadas, o deslocamento de zero pode mudar durante tempo devido a uma mudança em 15 uma variedade de condições de operação, principalmente temperatura, resultando em apenas correções parciais. No entanto, outras condições de operação podem também afetar o deslocamento de zero, incluindo pressão, densidade de fluido, condições de montagem de sensor, etc. Além disso, o deslocamento de zero pode mudar em uma diferente taxa de um medidor para 20 outro. Isso pode ser de particular interesse em situações onde mais do que um medidor é conectado em série tal que cada dos medidores deve ler o mesmo se o mesmo fluido fluxo está sendo medido. Exemplos de tais situações envolvem consumo de combustível e aplicações de detecção de vazamento.

É conhecido determinar um deslocamento de zero diferencial para 25 configurar os dois medidores para ler substancialmente a mesma taxa de fluxo quando a taxa de fluxo fluindo através dos medidores é substancialmente igual conforme ensinado por Publicação Internacional WO/2011/019344, que é concedida para os presentes requerentes e, por meio do presente, incorporada por referência pelos seus ensinamentos. No entanto, ainda existe uma necessidade para melhorar a medição diferencial obtida de um sistema de sensor múltiplo. As formas de realização descritas abaixo superam este e outros problemas e um avanço na técnica é alcançado. As formas de realização descritas abaixo melhoram em uma medição de fluxo diferencial obtida de dois ou mais medidores vibratórios incorporando um fechamento de admissão de fluxo diferencial baixo que corrige o determinado fluxo diferencial juntamente com outras características de fluxo se o determinado fluxo diferencial está abaixo de um valor limiar ou banda.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um sistema de fluxo de fluido é provido de acordo com uma forma de realização. O sistema de fluxo de fluido inclui uma tubulação com um fluido fluente e um primeiro medidor vibratório incluindo um primeiro conjunto sensor localizado dentro da tubulação e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo. De acordo com uma forma de realização, o sistema de fluxo de fluido ainda inclui um segundo medidor vibratório incluindo um segundo conjunto sensor localizado dentro da tubulação e em comunicação de fluido com o primeiro conjunto sensor e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma segunda taxa de fluxo. De acordo com uma forma de realização, o sistema de fluxo de fluido ainda compreende um controlador de sistema em comunicação elétrica com pelo menos um dentre o primeiro ou segundo medidores vibratórios. O controlador de sistema é configurado para receber a primeira e a segunda taxas de fluxo e determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo. De acordo com uma forma de realização, o controlador de sistema é ainda configurado para comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda e corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor do que um valor limiar ou banda.

Uma eletrônica de medidor para um primeiro conjunto sensor localizado dentro de uma tubulação e em comunicação de fluido com um segundo conjunto sensor de um medidor vibratório em comunicação elétrica 5 com a eletrônica de medidor é provido de acordo com uma forma de realização. A eletrônica de medidor é configurada para receber sinais de sensor a partir do primeiro conjunto sensor e determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo de fluido. De acordo com uma forma de realização, a eletrônica de medidor é ainda configurada para receber uma 10 segunda taxa de fluxo de fluido a partir do segundo medidor vibratório e determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo fluente. De acordo com uma forma de realização, a eletrônica de medidor é ainda configurada para comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda e corrigir um ou mais características de fluxo se a taxa de 15 fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

Um método de operar um sistema de fluxo de fluido incluindo um primeiro medidor vibratório e um segundo medidor vibratório em comunicação de fluido com o primeiro medidor vibratório é provido de acordo com uma forma de realização. O método compreende uma etapa de receber primeiros 20 sinais de sensor do primeiro medidor vibratório e receber segundos sinais de sensor do segundo medidor vibratório. De acordo com uma forma de realização, o método ainda compreende etapas de determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo primeira e segunda taxas de fluxo baseada na primeira e na segunda sinais de sensor e determinar uma taxa de fluxo 25 diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo. De acordo com uma forma de realização, o método ainda compreende etapas de comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda e corrigir a uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

ASPECTOS

De acordo com um aspecto, um sistema de fluxo de fluido compreende:

uma tubulação com um fluido fluente;

um primeiro medidor vibratório incluindo um primeiro conjunto sensor localizado dentro da tubulação e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo;

um segundo medidor vibratório incluindo um segundo conjunto sensor localizado dentro da tubulação e em comunicação de fluido com o primeiro conjunto sensor e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma segunda taxa de fluxo;

um controlador de sistema em comunicação elétrica com o primeiro e o segundo medidores vibratórios e configurado para:

receber um primeira e segunda taxas de fluxo;

determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo;

comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda; e corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor do que um valor limiar ou banda.

Preferivelmente, a correção compreende ajustar a taxa de fluxo diferencial para zero.

Preferivelmente, uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo é determinada usando um deslocamento de zero diferencial.

Preferivelmente, o controlador de sistema é ainda configurado para determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar.

Preferivelmente, o controlador de sistema é ainda configurado para

determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar para uma quantidade predeterminada de tempo.

Preferivelmente, o controlador de sistema é ainda configurado para aplicar um atraso de grupo a uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo tal que a primeira e a segunda taxas de fluxo são representativas de taxas de fluxo ocorrendo em substancialmente o mesmo tempo.

De acordo com outro aspecto, uma eletrônica de medidor para um primeiro conjunto sensor localizado dentro de uma tubulação e em comunicação de fluido com um segundo conjunto sensor de um medidor vibratório em comunicação elétrica com a eletrônica de medidor é configurado para:

receber sinais de sensor a partir do primeiro conjunto sensor e determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo de fluido;

receber uma segunda taxa de fluxo de fluido a partir do segundo medidor vibratório;

determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo fluente;

comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda; e corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

Preferivelmente, a eletrônica de medidor é ainda configurada para determinar a primeira taxa de fluxo de fluido usando um deslocamento de zero diferencial.

Preferivelmente, a eletrônica de medidor é ainda configurada para determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

Preferivelmente, a eletrônica de medidor é ainda configurada para determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo 5 diferencial for menor que o valor limiar ou banda para uma quantidade predeterminada de tempo.

Preferivelmente, a eletrônica de medidor é ainda configurada para determinar a taxa de fluxo diferencial usando um atraso de grupo aplicado à primeira taxa de fluxo tal que a primeira e a segunda taxas de fluxo são 10 representativa de taxas de fluxo ocorrendo em substancialmente o mesmo tempo.

De acordo com outro aspecto, um método de operar um sistema de fluxo de fluido incluindo um primeiro medidor vibratório e um segundo medidor vibratório em comunicação de fluido com o primeiro medidor 15 vibratório compreende etapas de:

receber primeiros sinais de sensor do primeiro medidor vibratório e receber segundos sinais de sensor do segundo medidor vibratório;

determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo primeira e segunda taxas de fluxo baseada no primeiro e no segundo sinais de 20 sensor;

comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda; e corrigir a uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo 25 diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

Preferivelmente, o método ainda compreende uma etapa de determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.

Preferivelmente, o método ainda compreende uma etapa de determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda para uma quantidade predeterminada de tempo.

Preferivelmente, a etapa de determinar a taxa de fluxo diferencial compreende aplicar um atraso de grupo a uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo tal que a primeira e a segunda taxas de fluxo são representativas de taxas de fluxo ocorrendo em substancialmente o mesmo tempo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 mostra um medidor vibratório de acordo com uma forma de realização.

Figura 2 mostra uma eletrônica de medidor para um medidor vibratório de acordo com uma forma de realização.

Figura 3 mostra um sistema de fluxo de fluido de acordo com uma forma de realização.

Figura 4 mostra um gráfico de taxa de fluxo de massa contra tempo.

Figura 5 mostra um gráfico de taxa de fluxo de massa contra tempo com taxas de fluxo de fornecimento variante.

Figura 6 mostra um gráfico de taxa de fluxo diferencial e consumo de motor com vários atrasos de grupo.

Figura 7 mostra uma rotina de processamento de acordo com uma forma de realização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Figuras 1 - 7 e a seguinte descrição descrevem exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como realizar e usar o melhor modo de formas de realização de um sistema de medidor vibratório. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações desses exemplos que estão dentro do escopo da presente descrição. Aqueles versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de várias formas para formar múltiplas variações do sistema de medidor vibratório. Como um resultado, as formas de realização descritas abaixo não são limitadas aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

Figura 1 mostra um exemplo de um medidor vibratório 5 na forma de um medidor de fluxo Coriolis compreendendo um conjunto sensor 10 e um ou mais eletrônica de medidor 20. A eletrônica de medidor 20 é conectada ao conjunto sensor 10 através de fios 100 para medir uma ou mais características de fluxo de um material, tal como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informação.

O conjunto sensor 10 inclui um par de flanges 101 e 101’, coletores 102 e 102’, e condutos 103A e 103B. Coletores 102, 102’ são afixados a extremidades opostas de condutos 103A, 103B. Flanges 101 e 101’ da presente forma de realização são afixados a coletores 102 e 102’. Coletores 102 e 102’ da presente forma de realização são afixados a extremidades opostas de espaçador 106. O espaçador 106 mantém o espaçamento entre coletores 102 e 102’ na presente forma de realização para prevenir vibrações indesejadas em condutos 103A e 103B. Os condutos 103A e 103B estendem-se para fora dos coletores em uma maneira essencialmente paralela. Quando o conjunto sensor 10 é inserido em um sistema de tubulação (Ver Figura 3) que carrega um τ

material fluente, o material entra o conjunto sensor 10 através do flange 101, passa através do coletor de entrada 102 onde a quantidade total de material é direcionada a entrar em condutos 103A e 103B, flui através de condutos 103A e 103B e volta no coletor de saída 102’ onde sai do conjunto sensor 10 através 5 do flange 10Γ.

O conjunto sensor 10 inclui um acionador 104. O acionador 104 é afixado a condutos 103A e 103B em uma posição onde o acionador pode vibrar os condutos 103A, 103B no modo de acionamento. Mais particularmente, o acionador 104 inclui um primeiro componente de acionador (não mostrado) 10 afixado a conduto 103A e um segundo componente de acionador (não mostrado) afixado a conduto 103B. O acionador 104 pode compreender uma de muitas disposições bem conhecidas, tal como um magneto montado ao conduto 103A e uma bobina oposta montada a conduto 103B.

No presente exemplo, o modo de acionamento é o primeiro modo 15 de flexão fora de fase e os condutos 103A, 103B são preferivelmente selecionados e apropriadamente montados no coletor de entrada 102 e no coletor de saída 102’ de modo a proporcionar um sistema equilibrado tendo substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia, e módulos elásticos sobre eixos de flexão W-W e W’-W’, respectivamente. No 20 presente exemplo, onde o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase, os condutos 103A, 103B são acionados pelo acionador 104 em direções opostas sobre seus respectivos eixos de flexão W-W e W’-W’. Um sinal de acionamento na forma de uma corrente alternada pode ser provido pela eletrônica de medidor 20, tal como, por exemplo, via trilha 110, e passado 25 através da bobina para causar ambos os condutos 103A, 103B oscilarem. Aqueles versados na técnica apreciarão que outros modos de acionamento podem ser usados dentro do escopo da presente forma de realização.

O conjunto sensor 10 também inclui um par de sensores de desvio f ·

105, 105’ que são afixados a condutos 103A, 103B. Mais particularmente, uma primeiro componente de desvio (não mostrado) é localizado no conduto 103 A e um segundo componente de desvio (não mostrado) é localizado no conduto 103B. Na forma de realização descrita, os sensores de desvio 105, 105’ podem 5 ser detectores eletromagnéticos, por exemplo, magnetos de desvio e bobinas de desvio que produzem sinais de desvio que representam a velocidade e posição dos condutos 103A, 103B. Por exemplo, os sensores de desvio 105, 105’ pode fornecer sinais de desvio à eletrônica de medidor 20 através de vias 111, 111’. Aqueles versados na técnica apreciarão que o movimento dos condutos 103A, 10 103B é proporcional a certas características de fluxo do material, por exemplo, a taxa de fluxo de massa, densidade, taxa de fluxo de volume, etc. fluindo através do condutos 103A, 103B.

Deve ser apreciado que enquanto o conjunto sensor 10 é descrito acima como compreendendo um conjunto sensor de conduto de fluxo duplo, é 15 bem dentro do escopo da presente forma de realização para implementar um conjunto sensor de conduto simples. Além disso, enquanto o conduto de fluxos 103A, 103B são mostrados como compreendendo uma configuração de conduto de fluxo curvado, a presente forma de realização pode ser implementada com um conjunto sensor compreendendo uma configuração de 20 conduto de fluxo reto. Portanto, a particular forma de realização do conjunto sensor 10 descrita acima é meramente um exemplo, e não deve de forma alguma limitar o escopo da presente forma de realização.

Na forma de realização mostrada em Figura 1, a eletrônica de medidor 20 recebe os sinais de desvio dos sensores de desvio 105, 105’. Via 26 25 provê um meio de entrada e um de saída que permite a eletrônica de medidor 20 interfacear com um operador ou outra eletrônica de medidor (Ver Figura 3). A eletrônica de medidor 20 mede um ou mais características do sistema, tal como, uma diferença de fase, uma frequência, um atraso de tempo, uma t · densidade, uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo de volume, um fluxo de massa totalizado, uma temperatura, uma verificação do medidor, e outra informação. Mais particularmente, a eletrônica de medidor 20 pode receber um ou mais sinais dos sensores de desvio 105, 105’ e um ou mais sensor de 5 temperaturas (não mostrado), e usa essa informação para medir as várias características do material.

O conjunto sensor 10 pode adicionalmente incluir um sensor de temperatura 107, tal como um dispositivo de temperatura de resistência (RTD), a fim de medir a temperatura do fluido dentro dos condutos 103A, 103B. O 10 RTD pode estar em comunicação elétrica com a eletrônica de medidor 20 via fio 112.

As técnicas pelas quais medidores vibratórios, tais como, por exemplo, medidores de fluxo Coriolis ou densitômetros medem características de fluxo são bem entendidas; portanto, uma discussão detalhada é omitida para 15 brevidade dessa descrição.

Como discutido brevemente acima, um problema associado com medidores vibratórios, tal como medidores de fluxo Coriolis é a presença de um deslocamento de zero, que é um atraso de tempo medido dos sensores de desvio 105, 105’ em fluxo de fluido zero. Se o deslocamento de zero não é 20 considerado em calcular a taxa de fluxo e várias outras características de fluxo, as características de fluxo medidas tipicamente incluirão um erro na medição. A abordagem de técnica anterior típica para compensar para o deslocamento de zero é medir um deslocamento de zero inicial (Ato) durante um processo inicial de calibração, que usualmente envolve fechar válvulas e prover uma condição 25 de referência de fluxo zero. Tais processos de calibração são geralmente conhecidos na técnica e uma discussão detalhada é omitida para brevidade da descrição. Uma vez que um deslocamento de zero inicial é determinado, durante operação, medições de fluxo são corrigidas subtraindo o deslocamento de zero inicial do atraso de tempo medido de acordo com a equação (1).

™ = FCF(ãt_meaid0 - At₀) (1) em que:

m = taxa de fluxo de massa;

FCF = Fator de calibração de fluxo;

⁼ atraso de tempo medido; e

Ato ⁼ deslocamento de zero inicial.

Deve ser apreciado que a equação (1) é meramente mostrada como um exemplo e não deve de forma alguma limitar o escopo da presente forma de 10 realização. Embora equação (1) seja provida para calcular taxa de fluxo de massa, deve ser apreciado que várias outras medições de fluxo podem ser afetadas pelo deslocamento de zero e, portanto, pode também ser corrigidas.

Enquanto essa abordagem pode proporcionar resultados adequados em um sistema de conjunto sensor simples, há algumas situações onde 15 múltiplos conjuntos de sensor são incorporados em série. Por exemplo, como explicado na Publicação Internacional mencionada acima WO/2011/019344, algumas situações são mais interessadas com uma diferença entre duas taxas de fluxo medidas determinadas por dois ou mais conjuntos de sensor (taxa de fluxo diferencial) que uma taxa de fluxo absoluta como determinada por 20 qualquer um conjunto sensor individual. Em tais situações, um medidor vibratório pode compreender um medidor de referência com o outro medidor vibratório sendo calibrado para prover uma taxa de fluxo de massa substancialmente igual quando o fluxo através dos dois medidores é igual.

Porque os dois medidores são configurados para produzir 25 medições iguais sob iguais condições, o deslocamento de zero absoluto dos medidores não é tão importante quanto em um sistema de medidor simples. Portanto, de acordo com uma forma de realização, a eletrônica de medidor 20 ou mais que uma eletrônica de medidor pode ser configurada para gerar um deslocamento de zero diferencial entre os dois ou mais conjuntos de sensor. O deslocamento de zero diferencial pode compreender um deslocamento de zero inicial de um conjunto sensor combinado com um erro diferencial entre dois ou mais conjuntos de sensor. O deslocamento de zero diferencial pode ser requerido a fim de gerar taxas de fluxo substancialmente iguais através do sensor sendo calibrada e uma referência sensor. Em outras palavras, referindo a equação (1) acima, se a mesma taxa de fluxo de fluido flui através do sensor sendo calibrado e um sensor de referência, os dois sensores podem gerar duas taxas de fluxo de massa usando equação (1) para cada sensor. Se a taxa de fluxo de massa de sensor de referência é assumido para ser igual à taxa de fluxo de massa do conjunto sensor sendo calibrado, então o deslocamento de zero diferencial do sensor sendo calibrado pode ser calculado. Esse novo desvio é essencialmente um desvio diferencial e é mostrado em equações (2 e 3).

= rn_c = FCF_c[&t_c - (út_Oc + At_f)] (At_Oc + Át_f) = M_c-^~ (2) (3) em que:

m_R = taxa de fluxo de massa calculada de sensor de referência; m_c = taxa de fluxo de massa calculada de sensor sendo calibrado; Ato_c = deslocamento de zero inicial do sensor sendo calibrado; At_E = erro diferencial;

At<j = atraso de tempo medido do sensor sendo calibrado; e FCF_c = fator de calibração de fluxo do sensor sendo calibrado. Equação (3) pode ser ainda reduzida combinando o deslocamento de zero do sensor sendo calibrado e o erro diferencial. O resultado é uma equação que define o deslocamento de zero diferencial, que é mostrado em equação (4).

(4) em que:

At_D = deslocamento de zero diferencial.

Portanto, como explicado em ‘344 publicação, o deslocamento de zero diferencial pode contar para uma diferença em características de fluxo medidas entre dois ou mais conjuntos de sensor que estão medindo substancialmente o mesmo fluxo. Quando o deslocamento de zero diferencial usado no sensor calibrado ao invés do deslocamento de zero inicial para resolver equação (1), o desempenho de medição diferencial de um par de sensores pode ser muito melhorado. O deslocamento de zero diferencial pode ser armazenado na eletrônica de medidor 20, por exemplo.

Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 de acordo com uma forma de realização. A eletrônica de medidor 20 pode incluir uma interface 201 e um sistema de processamento 203. O sistema de processamento 203 pode incluir um sistema de armazenamento 204. O sistema de armazenamento 204 pode compreender uma memória interna como mostrado, ou altemativamente, pode compreender uma memória externa. A eletrônica de medidor 20 pode gerar um sinal de acionamento 211 e fornece o sinal de acionamento 211 ao acionador 104. Além disso, a eletrônica de medidor 20 pode receber sinais de sensor 210 do medidor de fluxo 10 e/ou o conjunto sensor 10’ mostrado abaixo, tal como sinais de desvio de sensor. Em algumas formas de realização, os sinais de sensor 210 pode ser recebido do acionador 104. A eletrônica de medidor 20 pode operar como um densitômetro ou pode operar como um medidor de fluxo de massa, incluindo operar como um medidor de fluxo de massa Coriolis. Deve ser apreciado que a eletrônica de medidor 20 pode também operar como algum outro tipo de medidor vibratório e os particulares exemplos providos não deve limitar o escopo da presente forma de realização. A eletrônica de medidor 20 pode processar os sinais de sensor 210 a fim de gerar uma ou mais características de fluxo do material fluindo através do condutos 103A, 103B. A uma ou mais características de fluxo pode ser gerada usando um deslocamento de zero diferencial armazenado 213. Em algumas formas de realização, a eletrônica de medidor 20 pode receber um sinal de temperatura 212 de um ou mais sensores de dispositivo de temperatura de resistência (RTD) ou outros dispositivos de medição de temperatura, por exemplo.

A interface 201 pode receber os sinais de sensor 210 do acionador 104 ou sensores de desvio 105, 105’, através de fios 110, 111, 11 Γ. A interface 201 pode efetuar qualquer necessária ou condicionamento de sinal desejado, tal como qualquer maneira de formatação, amplificação, memória intermediária buffer, etc. Altemativamente, um pequeno ou todo o condicionamento de sinal pode ser efetuado no sistema de processamento 203. Além disso, a interface 201 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 20 e dispositivos externos. A interface 201 pode ser capaz de qualquer maneira de comunicação eletrônica, óptica, ou sem fio.

A interface 201 em uma forma de realização pode incluir um digitalizador (não mostrado), em que os sinais de sensor compreendem sinais de sensor análogos. O digitalizador pode amostrar e digitalizar os sinais de sensor análogos e produzir sinais de sensor digitais. O digitalizador pode também efetuar qualquer dizimação necessária, em que o sinal de sensor digital é dizimado a fim de reduzir a quantidade de processamento de sinal necessária e reduzir o tempo de processamento.

O sistema de processamento 203 pode conduzir operações da eletrônica de medidor 20 e processar medições de fluxo do medidor de fluxo 10. O sistema de processamento 203 pode executar uma ou mais rotinas de processamento, tal como a rotina de determinação de desvio diferencial 213, e por meio disso processar as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais características de fluxo que são compensadas para um desvio no deslocamento de zero do sensor.

O sistema de processamento 203 pode compreender um computador de uso geral, um sistema de microprocessamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de uso geral ou processamento personalizado. O sistema de processamento 203 pode ser distribuído dentre 5 dispositivos de processamento múltiplos. O sistema de processamento 203 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, tal como o sistema de armazenamento 204.

Deve ser entendido que a eletrônica de medidor 20 pode incluir vários outros componentes e funções que são geralmente conhecidos na 10 técnica. Aqueles aspectos adicionais são omitidos da descrição e as figuras para fins de brevidade. Portanto, a presente forma de realização não deve ser limitada à configuração específica mostrada e discutida.

Embora o medidor vibratório mencionado acima possa ser implementado como um sistema de medidor vibratório simples, existem muitas 15 aplicações que utilizam múltiplos medidores vibratórios em série. Em muitas dessas aplicações, a taxa de fluxo absoluta medida por cada conjunto sensor individual não é de particular interesse, mas sim a diferença entre as taxas de fluxo medidas pelos vários conjuntos de sensor, isto é, a taxa de fluxo diferencial, é característica de fluxo primário de interesse ao usuário ou 20 operador. Dois exemplos comuns de tal situação são na aplicação de medições de consumo de combustível e medições de detecção de vazamento. Uma aplicação de consumo de combustível é mostrada em Figura 3; No entanto, a figura é igualmente aplicável a outras situações, tal como sistemas de detecção de vazamento, onde múltiplos conjuntos de sensor são implementados em série 25 e a diferença em medições entre pelo menos dois conjuntos de sensor é de interesse.

Figura 3 mostra um diagrama de bloco de um sistema de fluxo de fluido 300 de acordo com uma forma de realização. Embora o sistema de fluxo de fluido 300 seja mostrado como um sistema de consumo de combustível típico, deve ser apreciado que combustível é meramente um exemplo fluido e o sistema de fluxo de fluido 300 é igualmente aplicável a outros fluidos. Portanto, o uso de combustível não deve limitar o escopo da presente forma de 5 realização.

O sistema de fluxo de fluido 300 inclui um fornecimento de combustível 301, uma tubulação 302, um primeiro conjunto sensor 10 posicionado na tubulação 302, uma saída de combustível 304, e um segundo conjunto sensor 10’ posicionado na tubulação 302. A tubulação 302, portanto 10 fornece uma via de comunicação de fluido entre o primeiro e o segundo conjuntos de sensor 10, 10’. O segundo conjunto sensor 10’ pode compreender um conjunto sensor similar como o primeiro conjunto sensor 10 como mostrado em Figura 1. Tipicamente, um motor ou outro dispositivo consumidor de combustível seria posicionado entre o primeiro e o segundo conjuntos de 15 sensor 10, 10’ na saída de combustível 304; no entanto, o dispositivo foi omitido da figura para reduzir a complexidade do desenho.

Ainda mostrada em Figura 3, são primeira e segunda eletrônicas de medidor 20, 20’ em comunicação elétrica com os correspondentes conjuntos de sensor 10, 10’ através de fios 100, 100’. Adicionalmente, a primeira eletrônica 20 de medidor 20 está em comunicação elétrica com a segunda eletrônica de medidor 20’ via fio 26. Portanto, a segunda eletrônica de medidor 20’ pode receber sinais de sensor de ambos os conjuntos de sensor 10, 10’. Altemativamente, a primeira eletrônica de medidor 20 pode processar os sinais de sensor do primeiro conjunto sensor 10 e prover as características de fluxo 25 medidas para a segunda eletrônica de medidor 20’. A segunda eletrônica de medidor 20’ é mostrada em comunicação elétrica com um controlador de sistema 310 via fio 26’. O controlador de sistema 310 pode produzir como saída informação para um sistema hospedeiro (não mostrado). O controlador de sistema 310, portanto, pode compreender um sistema de processamento centralizado, um computador de uso geral, ou algum outro tipo de dispositivo de processamento geral ou personalizado que pode processar sinais recebidos de ambas da eletrônica de medidor 20, 20’. Portanto, o controlador de sistema 5 310 pode não compreender uma porção dos medidores vibratórios 5, 5’, mas sim, pode ser configurado para processar sinais dos medidores vibratórios 5, 5’. O controlador de sistema 310 pode também ser em comunicação elétrica com uma interface de usuário (não mostrado). Isso pode permitir um usuário configurar o controlador de sistema 310 de acordo com preferência ou 10 exigências do usuário.

Em outras formas de realização, ambos os conjuntos de sensor 10,

10’ podem ser acoplados diretamente à mesma eletrônica de medidor. Alternativamente, ambas as eletrônicas de medidor 20, 20’ podem ser acopladas ao controlador de sistema 310. De acordo com uma forma de 15 realização, o primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ compreendem medidores de fluxo Coriolis. No entanto, os medidores vibratórios podem compreender outros tipos de sensores vibratórios que carecem de capacidades de medição de medidores de fluxo Coriolis. Portanto, a presente forma de realização não deve ser limitada a medidores de fluxo Coriolis.

Em uso, um fluido, tal como combustível, pode ser fornecido ao primeiro conjunto sensor 10 através da tubulação 302. O primeiro sensor vibratório 5 pode calcular várias características de fluido, incluindo uma primeira taxa de fluxo de fluido, como discutido acima. O combustível então sai o primeiro conjunto sensor 10 e flui em direção ao dispositivo consumidor 25 de combustível e para, quer a saída de combustível 304 ou o segundo medidor vibratório 5’. Se combustível está sendo retirado da saída de combustível 304, tal como, por exemplo, se um motor está executando e consumindo combustível, então apenas uma porção do combustível saindo o primeiro

conjunto sensor 10 fluirá para o segundo conjunto sensor 10’ conforme o motor não queima todo do combustível fornecido. O segundo medidor vibratório 5’ pode calcular várias características de fluxo incluindo uma segunda taxa de fluxo de fluido. Se o motor está executando e consumindo combustível, a primeira e a segunda taxas de fluxo medidas pelo primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ serão diferentes resultando em uma taxa de fluxo diferencial como definido por equação (5).

m₅ - m₅> = Δήι (5) em que:

7ü₅ é a taxa de fluxo de massa medida pelo primeiro medidor vibratório 5;

τη₅> é a taxa de fluxo de massa medida pelo segundo medidor vibratório 5’; e

Δ-ίι é a taxa de fluxo diferencial.

Embora equação (5) é provido em termos de a taxa de fluxo de massa, os versados na técnica prontamente reconhecerá quão similar equação pode ser desenvolvida para uma taxa de fluxo de volume. A taxa de fluxo diferencial é essencialmente igual à quantidade de combustível sendo consumida pelo motor, e deste modo, para fins de consumo de combustível, é a taxa de fluxo de interesse.

O combustível não usado flui através do segundo conjunto sensor 10’ e pode retomar ao fornecimento combustível 301 como mostrado. Deve ser apreciado que enquanto o sistema de fluxo de fluido 300 apenas mostra uma saída de combustível 304 e dois medidores vibratórios 5, 5’, em algumas formas de realização, haverá múltiplas saídas de combustível e, portanto, mais que dois medidores vibratórios.

Como discutido no pedido ‘344, a taxa de fluxo do combustível saindo da saída de combustível 304 (consumo de fluido) é tipicamente muito menor que a taxa de fluxo no fornecimento e retomar para condutos 302, 306, conduzindo a conjuntos de sensor 10, 10’ super-dimensionados. Pode facilmente ser apreciado que mesmo um pequeno deslocamento no deslocamento de zero de cada medidor individual pode adversamente afetar o 5 sistema inteiro. No entanto, porque a diferença nas duas taxas de fluxo é o valor de interesse, o deslocamento de zero absoluto dos medidores vibratórios 5, 5’ individuais não é necessário para corrigir a medição. Ao invés disso, o deslocamento de zero inicialmente calibrado do primeiro medidor vibratório 5 pode ser usado e um deslocamento de zero diferencial, como definido acima e 10 explicado em maiores detalhes no pedido ‘344, pode ser calculada para o segundo medidor vibratório 5’. Embora o segundo medidor vibratório 5’ seja mostrado à jusante do primeiro medidor vibratório 5, a ordem poderia ser comutada enquanto permanecendo dentro do escopo da presente forma de realização. A título de exemplo, o segundo medidor vibratório 5’ pode ser 15 referenciado contra o primeiro medidor vibratório 5. No entanto, o medidor particular usado como o medidor de referência não é importante. Portanto, em formas de realização onde o deslocamento de zero compreende um deslocamento de zero diferencial, um dos medidores vibratórios pode ser considerado um medidor de referência com o deslocamento de zero do outro 20 medidor vibratório calibrado para corresponder ao medidor de referência.

Portanto, o deslocamento de zero diferencial pode ser calculado usando equação (4) acima.

Enquanto usar um deslocamento de zero diferencial produz aperfeiçoamentos em medições de fluxo diferencial, às vezes podem ainda 25 existir pequenas diferenças que podem ocorrer entre operações de zerar quando os dois medidores estão medindo o mesmo fluxo. Embora as diferenças sejam frequentemente pequenas, a diferença pode ser significante quando totalizada durante tempo. Por exemplo, se o motor for desligado por longo período de tempo enquanto combustível está ainda fluindo através do sistema, a taxa de fluxo diferencial totalizada entre as duas taxas de fluxo do primeiro e o segundo medidor 5, 5’ pode acumular a um erro sério. Durante tal situação, se o segundo medidor vibratório 5’ mede uma taxa de fluxo que é menor que a 5 taxa de fluxo medida pelo primeiro medidor vibratório 5, um usuário ou operador pode assumir que há um vazamento no sistema. Consequentemente, se o segundo medidor vibratório 5’ mede uma taxa de fluxo que é maior que a taxa de fluxo medida pelo primeiro medidor vibratório 5, o sistema essencialmente declara que o motor está gerando combustível, que claramente 10 não seria verdade.

Figura 4 mostra um gráfico de exemplo medições de taxa de fluxo tomadas do primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’. Entre tempo zero e aproximadamente, 12:00, a taxa de fluxo através do sistema de fluxo de fluido 300 é aproximadamente 2600 kg/h. No entanto, a aproximadamente 15 12:00, o motor liga e combustível começa a ser consumido saindo da saída de combustível 304. Consequentemente, o combustível fornecido é levemente aumentado para aproximadamente 2750 kg/h para assegurar adequado combustível está sendo fornecido ao motor, que é medido pelo primeiro medidor vibratório 5 e mostrado em linha 405 em Figura 4. O segundo medidor 20 vibratório 5’, no entanto, mede uma taxa de fluxo de massa de aproximadamente 1850 kg/h como mostrado por linha 405’. Portanto, a eletrônica de medidor 20’ ou o controlador de sistema 310 pode determinar que a diferença em taxas de fluxo medida pelo primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’, isto é, uma taxa de fluxo diferencial entre o primeiro e o 25 segundo medidores vibratórios 5, 5’ é de aproximadamente 900 kg/h. Como mencionado acima, essa taxa de fluxo diferencial é o valor de interesse em aplicações de consumo de combustíveis.

Figura 4 também mostra que o motor é desligado em aproximadamente 18:00 onde as taxas de fluxo de massa medida pelo primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ são substancialmente igual. De acordo com uma forma de realização, a eletrônica de medidor 20’ pode assegurar que taxas de fluxo diferencial medidas enquanto o motor é desligado e deste modo, 5 não combustível de consumo são corrigidos. De acordo com uma forma de realização, a eletrônica de medidor 20’, por exemplo, pode comparar a determinada taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda. Se a taxa de fluxo diferencial determinada for menor do que o valor limiar ou banda, o controlador de sistema 310 ou a eletrônica de medidor 20’ pode corrigir uma ou 10 mais características de fluxo do sistema de fluxo de fluido 300.

De acordo com uma forma de realização, a correção pode compreender determinar que a taxa de fluxo diferencial é zero. De acordo com uma forma de realização, a taxa de fluxo diferencial pode ser fixada a zero estabelecendo a segunda taxa de fluxo determinada pelo segundo medidor 15 vibratório 5’ para ser igual à primeira taxa de fluxo determinada pelo primeiro medidor vibratório 5. Em outras palavras, a eletrônica de medidor 20’ ou o controlador de sistema 310 pode produzir como saída uma taxa de fluxo diferencial de zero mesmo que as taxas de fluxo determinadas pelo primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ não são iguais. Isso é similar um valor de 20 interrupção de fluxo baixo como é conhecido nos sistemas de medidor simples de técnica anterior. No entanto, o valor de interrupção de fluxo baixo pode ser usado em algumas formas de realização do sistema de fluxo de fluido 300 como cada medidor vibratório 5, 5’ ainda tem um significante fluxo de fluido através dos conjuntos de sensor 10, 10’. Portanto, ao invés de utilizar uma 25 interrupção de fluxo baixo, a taxa de fluxo diferencial pode ser comparada a um valor limiar ou banda (banda de valores). O valor limiar ou banda pode compreender uma taxa de fluxo diferencial abaixo que, a determinada taxa de fluxo diferencial é atribuível para um erro ao invés de um fluxo diferencial real.

Os particulares valores usados para o valor limiar ou banda geralmente dependerá das particulares circunstâncias do sistema de fluxo de fluido 300. Por exemplo, a qual um típico valor de taxa de fluxo diferencial compreende durante uso normal. Preferivelmente, o valor limiar ou banda estará suficiente 5 distante da taxa de fluxo diferencial típica que taxas de fluxo determinada de limiar quando o motor é consumindo combustível não estará abaixo do valor limiar ou banda.

De acordo com outra de realização, a correção pré-formada em determinar a taxa de fluxo diferencial está abaixo do valor limiar ou banda 10 pode compreender ajustar a taxa de fluxo diferencial para zero determinando um novo deslocamento de zero diferencial. Por exemplo, se a taxa de fluxo diferencial for abaixo do valor limiar ou banda, a determinada taxa de fluxo diferencial pode ser atribuível para uma mudança no deslocamento de zero diferencial como determinado acima. Consequentemente, a eletrônica de 15 medidor 20’, por exemplo, pode assumir que a taxa de fluxo através dos medidores vibratórios 5, 5’ é substancialmente igual quando a taxa de fluxo diferencial é abaixo do valor limiar ou banda e um novo deslocamento de zero diferencial pode ser determinado. De acordo com uma forma de realização, o novo deslocamento de zero diferencial pode ser determinado qualquer tempo a 20 taxa de fluxo diferencial é abaixo do valor limiar ou banda. Altemativamente, o novo deslocamento de zero diferencial pode ser determinado qualquer tempo a taxa de fluxo diferencial é abaixo do valor limiar ou banda para uma quantidade predeterminada de tempo. O novo deslocamento de zero diferencial pode ser determinado quando a taxa de fluxo diferencial é abaixo de um valor 25 limiar ou banda para uma quantidade predeterminada de tempo e a taxa de fluxo através do primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ é substancialmente constante. Isso pode prevenir um novo deslocamento de zero diferencial de ser determinada durante fluxo flutuante. Em alternativa forma de realização, o novo deslocamento de zero pode ser determinado se um usuário inicia uma nova rotina de zerar enquanto a taxa de fluxo diferencial está abaixo do valor limiar ou banda.

De acordo com outra de realização, a correção para a uma ou mais características de fluxo em determinar que a taxa de fluxo diferencial é menor que o valor limiar ou banda pode compreender uma correção para uma característica de fluxo diferente da taxa de fluxo. Por exemplo, se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda, substancialmente o mesmo fluido é fluente através de ambos os conjuntos de sensor 10, 10’.

Portanto, características de fluxo, tal como a densidade, viscosidade, taxa de fluxo de volume etc. deve ser substancialmente igual assumindo substancialmente temperaturas constantes. Portanto, com a taxa de fluxo diferencial abaixo do valor limiar ou banda, as várias características de fluxo determinadas pelo primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ podem ser comparadas entre si para assegurar as determinadas características são substancialmente iguais. Se eles não são iguais ou dentro de um limite limiar de outro, a eletrônica de medidor 20, 20’ ou o controlador de sistema 310 pode recalibrar um ou ambos dos medidores vibratórios 5, 5’ tal que os dois medidores vibratórios são calculando substancialmente iguais valores para as várias características de fluxo. Altemativamente, a correção pode compreender reportar uma mensagem de erro se as várias características de fluxo não substancialmente correspondem dentro de um limite limiar quando a taxa de fluxo diferencial é menor que o valor limiar ou banda. Aqueles versados na técnica prontamente reconhecerão que temperatura pode mudar 25 dramaticamente dentro de um motor ou outro dispositivo de consumo de fluido.

Portanto, a densidade e/ou viscosidade fluindo através do primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ pode ser diferente mesmo quando a taxa de fluxo é substancialmente a mesma devido a variações de temperatura no fluido.

Portanto, se a temperatura do fluido é diferente dentro do primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’, uma correspondente correção pode ser requerida. Por exemplo, se as taxas de fluxo são medias como taxas de fluxo de massa, uma taxa de fluxo volumétrica pode ser obtida convertendo usando uma 5 densidade em temperatura padrão.

Além de uma mudança no deslocamento de zero diferencial que pode ocorrer sobre tempo entre o primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’, outro problema associado com múltiplos sistemas medidores é um atraso que pode ocorrer à medida que os sinais são transmitidos entre os dois ou mais 10 medidores vibratórios. Por exemplo, como mostrado em Figura 3, a primeira eletrônica de medidor20 está em comunicação elétrica com a segunda eletrônica de medidor 20’ via fio 26. Embora o fio 26 possa compreender uma variedade de diferentes protocolos de comunicação, um protocolo de comunicação particularmente popular no indústria de medidor de fluxo é o 15 protocolo de Hart®. Como é geralmente conhecido na técnica, o protocolo de Hart® frequentemente tem um atraso entre o tempo em que sinal é enviado e o tempo que o sinal é recebido que pode afetar medições.

A título de exemplo, de acordo com uma forma de realização, a segunda eletrônica de medidor 20’ pode obter sinais de medição da primeira 20 eletrônica de medidor 20. No entanto, os sinais de medição recebidos pela segunda eletrônica de medidor 20’ podem ser atrasados do tempo os sinais de sensor foram inicialmente recebidos pela primeira eletrônica de medidor 20 do conjunto sensor 10 por um intervalo predeterminado. Por exemplo, a segunda eletrônica de medidor 20’ pode receber sinais de medição baseados em sinais 25 de sensor tomados 0,5 segundos previamente do conjunto sensor 10. O atraso pode se devido a um atraso de processamento ou um atraso de amostragem. Em receber os sinais de medição, a segunda eletrônica de medidor 20’ pode então comparar a primeira taxa de fluxo obtida do primeiro medidor vibratório 5 para a segunda taxa de fluxo determinada baseada em sinais de sensor recebidos do segundo conjunto sensor 10’ para determinar uma taxa de fluxo diferencial. Contanto que a taxa de fluxo permaneça substancialmente constante durante esse tempo de amostragem, uma taxa de fluxo diferencial aceitável pode ser determinada. No entanto, se as mudanças de taxa de fluxo entre o tempos de amostragem, os sinais de sensor do segundo conjunto sensor 10’ será comparado à taxa de fluxo errada recebida do primeiro medidor vibratório 5, isto é, a segunda eletrônica de medidor 20’ será medições de comparação obtidas baseadas em duas diferentes taxas de fluxo tomadas em diferentes tempos. Esse problema é ilustrado em Figura 5.

Figura 5 mostra um gráfico de fluxo de massa versus tempo. Como pode ser visto, o fluxo de massa fornecido do fornecimento combustível 301 é variado sobre tempo. Adicionalmente, o fluxo de massa para o motor varia, por exemplo, devido ao motor ligar e desligar. Como o consumo de combustível varia, a taxa de fluxo diferencial medida como determinada baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo medidas do primeiro e o segundo medidores vibratórios 5, 5’ também muda. No entanto, além das mudanças na taxa de fluxo diferencial devido a uma mudança no consumo de combustível, o gráfico mostra vários picos momentâneos 501 na determinada taxa de fluxo diferencial conforme o fornecimento combustível varia. Os picos ocorrem sem mudanças à taxa de consumo de combustível. Os picos 501 na determinada taxa de fluxo diferencial são devido ao atraso de processamento que ocorre conforme as mudanças de taxa de fluxo de fornecimento abruptamente entre tempos de amostragem. Isso causa a taxa de fluxo diferencial a ser determinada usando sinais de sensor tomados em diferentes tempos. A fim de sobrepor o atraso de processamento, um atraso pode ser adicionado aos sinais de sensor do segundo conjunto sensor 10’. O assim chamado “atraso de grupo” pode ser adicionado para melhor corresponder o tempo que os sinais de sensor foram recebidos do primeiro conjunto sensor 10 para o tempo os sinais de sensor foram recebidos do segundo conjunto sensor 10’ mesmo que os sinais de medição são recebidos da primeira eletrônica de medidor 20 em um ponto posterior de tempo.

Figura 6 mostra um gráfico de taxa de fluxo de massa versus tempo com vários atrasos de grupo aplicados aos sinais de sensor recebidos do segundo conjunto sensor 10’. O consumo de motor como determinado por um medidor de fluxo separado (não mostrado) é comparado à taxa de fluxo diferencial como determinada baseada nos sinais de sensor recebidos do 10 primeiro e o segundo conjuntos de sensor 10, 10’. Como mostrado à direita distante, quando o atraso de grupo é aplicado à medição, picos grandes na determinada taxa de fluxo diferencial são vistos quando o consumo de motor rapidamente aumenta ou diminui. Em contraste, quando a atraso de grupo é aplicado aos sinais de sensor do segundo conjunto sensor 10’, os picos 15 drasticamente reduzidos por meio disso melhorando a determinada taxa de fluxo diferencial. Para o protocolo de Hart®, o atraso de grupo é aproximadamente 650-700ms; No entanto, o particular atraso de grupo aplicado aos sinais de sensor pode variar de uma aplicação para outra. Portanto, os valores particulares ilustrados não devem de forma alguma limitar o escopo da 20 presente forma de realização.

A presente forma de realização implementa um atraso de grupo aplicado aos sinais de sensor recebidos do segundo conjunto sensor 10’ devido ao atraso de processamento causado transmitindo os sinais de medição do primeiro eletrônica de medidor 20 à segunda eletrônica de medidor 20’. Um 25 atraso de grupo pode da mesma forma ser aplicado aos sinais de sensor recebidos do primeiro conjunto sensor 10. Deve ser apreciado que o particular atraso de grupo requerido pode depender no particular protocolo de comunicação usada. Além disso, um atraso de grupo pode também ser requerido em formas de realização onde um eletrônica de medidor simples recebe sinais de sensor de ambos os conjuntos de sensor 10, 10’. Adicionalmente, os versados na técnica podem prontamente reconhecer que um atraso de grupo pode também ser requerido em formas de realização onde sinais de medição são transmitidos do primeiro e segunda eletrônica de medidor 20, 20’ ao controlador de sistema 310 para outro processamento; por exemplo, em formas de realização onde o controlador de sistema 310 efetua o cálculo de fluxo diferencial.

Figura 7 mostra uma rotina de processamento 700 de acordo com uma forma de realização. A rotina de processamento 700 pode ser armazenada em e efetuada por uma da eletrônica de medidor 20 ou 20’, por exemplo. Altemativamente, a rotina de processamento 700 pode ser armazenada em e efetuada pelo controlador de sistema 310. A rotina de processamento 700 pode ser usada para prevenir falsas taxas de fluxo diferenciais de ser reportadas e totalizadas. A rotina de processamento 700 pode também ser usada para atualizar o deslocamento de zero diferencial do sensor vibratório.

A rotina de processamento inicia em etapa 701 onde primeiros sinais de sensor são recebidos do primeiro conjunto sensor 10 e segundos sinais de sensor são recebidos do segundo conjunto sensor 10’.

Em etapa 702, primeira e segunda características de fluxo são determinadas com base no primeiro e o segundo sinais de sensor. De acordo com uma forma de realização, a primeira e a segunda características de fluxo pode compreender primeira e segunda taxas de fluxo. De acordo com uma forma de realização, uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo pode ser determinada usando o deslocamento de zero diferencial como discutido acima. A primeira e a segunda taxas de fluxo podem compreender taxa de fluxo de massas. Altemativamente, a primeira e a segunda taxas de fluxo podem compreender taxas de fluxo volumétricas.

Em etapa 703, uma taxa de fluxo diferencial é determinada baseada na primeira e na segunda características de fluxo. De acordo com uma forma de realização, a taxa de fluxo diferencial pode ser determinada usando o atraso de grupo aplicada à segunda taxa de fluxo tal que a taxa de fluxo diferencial é determinada usando primeira e segunda taxas de fluxo tomadas em substancialmente o mesmo tempo.

Em etapa 704, a taxa de fluxo diferencial é comparada a um valor limiar ou banda. O valor limiar ou banda pode ser predeterminado por um fabricante. Altemativamente, o valor limiar ou banda pode ser usuário selecionado, por exemplo, se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda, a eletrônica de medidor 20’ pode corrigir uma ou mais características de fluxo do primeiro ou segundo medidor vibratório 5, 5’ em etapa 705. Como discutido acima, a taxa de fluxo diferencial pode cair abaixo do valor limiar ou banda por uma variedade de razões. Na aplicação de consumo de combustível discutida acima, a taxa de fluxo diferencial pode cai abaixo do valor limiar ou banda em desligar o motor.

Como discutido acima, a correção pode compreender produzir como saída uma taxa de fluxo diferencial de zero. De acordo com outra de realização, a correção pode compreender calcular um novo deslocamento de zero diferencial. O novo deslocamento de zero diferencial pode ser calculado de modo a criar primeira e segunda taxas de fluxo substancialmente iguais. O novo deslocamento de zero diferencial pode então ser usado para subsequentes medições. A correção pode também compreender produzir como saída uma mensagem de erro ou corrigir outras características de fluxo tal como determinada densidade, ou temperatura, por exemplo, se a taxa de fluxo diferencial não é menor que o valor limiar ou banda, a rotina de processamento pode ainda retomar a etapa 701 ou final.

As formas de realização descritas acima fornecem um aparelho e método para corrigir uma ou mais características de fluxo de um sistema de fluxo de fluido que utiliza múltiplos medidores vibratórios. As formas de realização fornecem um método para prevenir que falsas taxas de fluxo diferencial sejam totalizadas e/ou reportadas como fluxo real. Ao contrário, se a 5 taxa de fluxo diferencial como determinada por dois ou mais medidores vibratórios está abaixo de um valor limiar ou banda, a taxa de fluxo diferencial pode ser fixada em zero. A taxa de fluxo diferencial pode simplesmente ser fixada em zero e produzida como saída, ou um novo deslocamento de zero diferencial pode ser calculado de modo que a primeira e a segunda taxas de 10 fluxo são iguais, assim efetivamente fixando a taxa de fluxo diferencial para zero. Adicionalmente, as formas de realização descritas acima podem contar com um atraso devido a processamento de sinal ou amostragem de sinal que pode afetar a taxa de fluxo diferencial se a taxa de fluxo através do sistema for variável.

As descrições detalhadas das formas de realização acima não são descrições exaustivas de todas as formas de realização contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da presente descrição. De fato, os versadas nas técnicas reconhecerão que certos elementos das formas de realização descritas acima podem ser combinados de forma variável ou 20 eliminados para criar outras formas de realização, e tais outras formas de realização estão dentro do escopo e ensinamentos da presente descrição. Também será evidente para os versados na técnica que as formas de realização descritas acima podem ser combinadas no todo ou em parte para criar formas de realização adicionais dentro do escopo e ensinamentos da presente 25 descrição.

Deste modo, embora as formas de realização específicas de, e exemplos para, o sistema de fluxo de fluido serem descritas aqui para fins ilustrativos, várias modificações equivalente são possíveis dentro do escopo da presente descrição, como os versados na técnica relevante reconhecerão. Os ensinamentos aqui apresentados podem ser aplicados a outros sistemas de fluxo, e não apenas às formas de realização descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser 5 determinado das reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de fluxo de fluido (300), caracterizado pelo fato de compreender: uma tubulação (302) com um fluido fluente;

um primeiro medidor vibratório (5) incluindo um primeiro conjunto sensor (10) localizado dentro da tubulação (302) e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo;

um segundo medidor vibratório (5’) incluindo um segundo conjunto sensor (10’) localizado dentro da tubulação (302) e em comunicação de fluido com o primeiro conjunto sensor (10) e configurado para determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma segunda taxa de fluxo;

um controlador de sistema (310) em comunicação elétrica com o primeiro e o segundo medidores vibratórios (5, 5’) e configurado para:

receber a primeira e a segunda taxas de fluxo;

determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo;

comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda; e corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor do que um valor limiar ou banda, e aplicar um atraso de grupo a uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo tal que a primeira e a segunda taxas de fluxo são representativas de taxas de fluxo ocorrendo em substancialmente o mesmo tempo.
2. Sistema de fluxo de fluido (300) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a correção compreende ajustar a taxa de fluxo diferencial para zero.
3. Sistema de fluxo de fluido (300) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo é determinada usando um deslocamento de zero diferencial.
4. Eletrônica de medidor (20’) para um primeiro conjunto sensor (10’) localizado dentro de uma tubulação (302) e em comunicação de fluido com um segundo conjunto sensor (10) de um medidor vibratório (5) em comunicação elétrica

2/3 com a eletrônica de medidor (20’), caracterizada pelo fato de ser configurada para: receber sinais de sensor a partir do primeiro conjunto sensor (10’) e determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo uma primeira taxa de fluxo de fluido;

receber uma segunda taxa de fluxo de fluido a partir do segundo medidor vibratório (5);

determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo fluente;

comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor limiar ou banda;

corrigir uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda; e determinar a taxa de fluxo diferencial usando um atraso de grupo aplicado à primeira taxa de fluxo de modo que a primeira e a segunda taxas de fluxo são representativas de taxas de fluxo ocorrendo em substancialmente o mesmo tempo.
5. Eletrônica de medidor (20’) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a correção compreende ajustar a taxa de fluxo diferencial para zero.
6. Eletrônica de medidor (20’) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de ser ainda configurada para determinar a primeira taxa de fluxo de fluido usando um deslocamento de zero diferencial.
7. Método de operar um sistema de fluxo de fluido incluindo um primeiro medidor vibratório e um segundo medidor vibratório em comunicação de fluido com o primeiro medidor vibratório, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

receber primeiros sinais de sensor do primeiro medidor vibratório e receber segundos sinais de sensor do segundo medidor vibratório;

determinar uma ou mais características de fluxo, incluindo primeira e segunda taxas de fluxo baseadas no primeiro e no segundo sinais de sensor;

determinar uma taxa de fluxo diferencial baseada na primeira e na segunda taxas de fluxo por aplicação de um atraso de grupo a uma das primeira ou segunda taxas de fluxo, de modo que a primeira e a segunda taxas de fluxo são

3/3 representativas de taxas de fluxo ocorrendo em substancial mente o mesmo tempo, comparar a taxa de fluxo diferencial a um valor de limiar ou banda; e corrigir a uma ou mais características de fluxo se a taxa de fluxo diferencial for menor do que o valor de limiar ou banda.

5
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a correção compreende ajustar a taxa de fluxo diferencial a zero.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma dentre a primeira ou a segunda taxas de fluxo é determinada usando um deslocamento de zero diferencial.
10 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de determinar um novo deslocamento de zero diferencial se a taxa de fluxo diferencial for menor que o valor limiar ou banda.