BR112016000910B1

BR112016000910B1 - Método de detectar um material de processo em uma linha de processo usando um medidor, sistema de medição, e, eletrônica de medidor

Info

Publication number: BR112016000910B1
Application number: BR112016000910-0A
Authority: BR
Inventors: Wheeler Simon P. H
Original assignee: Micro Motion, Inc
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2020-12-15
Also published as: US20160131513A1; EP3022553A1; JP2020144144A; MX354264B; AU2014290418B2; BR112016000910A2; KR101946348B1; MX2016000051A; CA2917634C; CA2917634A1; RU2627948C1; HK1224378A1; WO2015010072A1; KR20160033153A; US10684153B2; CN105579840A; CN113340368A; EP3022553B1; JP2016525683A; SG11201600404XA

Abstract

método de detectar um material de processo em uma linha de processo usando um medidor, sistema de medição, e, eletrônica de medidor. um dispositivo e método para automaticamente comutar matrizes de referência em um medidor (120) para identificar um material desconhecido circulando em uma aplicação de processo (900) e determinar a concentração de produto, que pode ser um material de limpeza ou um material de processo. a presente invenção utiliza uma densidade de linha e temperatura de linha medidas do material conjuntamente com uma temperatura de referência para calcular uma densidade de referência. usando a temperatura de referência e a densidade de referência, uma porcentagem de concentração do material pode ser determinada.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo e método para automaticamente detectar uma concentração de material de processo. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um dispositivo e método para automaticamente comutar matrizes quando determinando uma concentração de produto de um material desconhecido.

EXPOSIÇÃO DO PROBLEMA

[0002] Experiência de campo mostrou que, em muitas aplicações de medição de concentração, especialmente aquelas como instalações de comida e bebida onde procedimentos tipo CIP (limpeza no local) ou tipo SIP (sanitização no local) são necessários, a concentração de tanto o material de aplicação medido como a de um material de limpeza é necessária.

[0003] O número de aplicações requerendo medição de concentração de dois diferentes materiais pela mesma instalação estende-se além do mercado de comidas e bebidas tradicionalmente conhecido. Até agora, qualquer aplicação onde mais do que um único material de processo pode estar presente em um ponto de medição requer mais do que uma medição ou tecnologia de medição. Mercados e aplicações que exibem essa situação incluem qualquer tubulação de transferência de múltiplos materiais (tal como com óleo e gás), refino, fabricantes de produtos químicos especializados, fabricantes de produtos químicos a granel, etc.

[0004] Atualmente, aplicações de concentração secundárias utilizam tecnologias tal como medidores de pH e condutividade. Uso dessas tecnologias de medição secundárias requer rupturas adicionais na linha de processo. Essas rupturas de linha de processo adicionais proporcionam uma maior oportunidade para vazamento de qualquer material de aplicação ou material de limpeza no ambiente. Dado que os materiais de limpeza são tipicamente tóxicos, qualquer oportunidade para reduzir pontos de vazamento é muito valiosa.

[0005] Como mencionado acima, condutividade e sondas de pH são usadas para determinar a concentração de ácido ou álcali no material de limpeza. Esses medidores, além dos dispêndios de capital adicionais requeridos para comprar os mesmos, também requerem tempo e custos significantes para nova calibração e manutenção. Finalmente, precisar gerenciar e treinar a força de trabalho em múltiplas tecnologias de medição pode ser frequentemente confuso, requerendo maiores custos dos investimentos com treinamento.

[0006] Com base nos problemas esboçados acima, há uma necessidade para um dispositivo de medição único e um método podendo determinar, de modo preciso e automático, mudanças de material de processo e a concentração de cada material.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A presente invenção fornece um dispositivo de medição único e método que automaticamente comuta matrizes para determinar um tipo de material de processo e uma concentração de um material desconhecido, quer se trate de um material de limpeza ou de um material de aplicação. Essa comutação automática de matrizes permite ao aparelho determinar quando o material de processo a ser medido ou fabricado esteve de volta em um ponto de processo e, assim, automaticamente comutar a matriz de concentração de volta ao estado original.

[0008] Vantajosamente, utilizando um dispositivo de medição único em um ponto de medição ainda proporciona uma menor possibilidade de pontos de vazamento. Em métodos anteriores utilizando tecnologias de medições múltiplas, as rupturas adicionais na linha de processo resultaram em maiores oportunidades para vazamento de qualquer quer do material de aplicação ou do material de limpeza no ambiente. Dado que os materiais de limpeza são tipicamente tóxicos, qualquer oportunidade para reduzir os pontos de vazamento é muito valiosa.

[0009] Tal dispositivo de medição também seria apto para melhorar a segurança de aplicação indicando não apenas a potência correta (ou potência incorreta) do material de limpeza, mas também quando o material de limpeza estava completamente lavado do ponto de aplicação; deste modo permitindo que qualquer intervenção manual/manutenção de instrumentação ocorra sem o risco de ácidos ou álcalis perigosos afetarem a equipe de pessoal ou o equipamento.

ASPECTOS DA INVENÇÃO

[0010] De acordo com um aspecto, um método de detectar um material de processo em uma linha de processo usando um medidor contendo, pelo menos, duas ou mais matrizes de material de processo, referido método compreendendo as etapas de: medir uma densidade de linha do material de processo; medir uma temperatura de linha do material de processo; e identificar uma matriz de material de processo a partir de duas ou mais matrizes com base na densidade de linha e temperatura de linha.

[0011] Preferivelmente, a etapa de identificar uma matriz de material de processo ainda inclui as etapas de: comparar a densidade de linha e a temperatura de linha de material de processo com os valores de densidade de linha e de temperatura de linha associados com cada uma das duas ou mais matrizes; e identificar uma matriz de material de processo específica se referida densidade de linha e temperatura de linha de material de processo estão dentro de valores de densidade de linha e de temperatura de linha associados com uma matriz de material de processo específica.

[0012] Preferivelmente, a etapa de identificar uma matriz de material de processo ainda inclui as etapas de: comparar a densidade de linha e a temperatura de linha de material de processo com os valores de densidade de linha e de temperatura de linha associados com cada uma das duas ou mais matrizes; e sinalizar um erro se referida densidade de linha e temperatura de linha de material de processo não estão dentro de valores de densidade de linha e de temperatura de linha associados com uma matriz de material de processo específica.

[0013] Preferivelmente, o método de detectar um material de processo em uma linha de processo ainda inclui as etapas de: determinar uma temperatura de referência do material de processo; determinar uma densidade de referência do material com base na densidade de linha, na temperatura de linha e na temperatura de referência; e determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.

[0014] De acordo com um aspecto, um sistema de medição para detectar um material de processo em uma linha de processo, referido sistema de medição compreende: um medidor em comunicação de fluido com um material de processo, em que o medidor é configurado para detectar uma propriedade do material de processo; e eletrônica de medidor em comunicação com um medidor, em que a eletrônica de medidor ainda compreende: um sistema de armazenamento para armazenar duas ou mais matrizes de material de processo; e uma rotina de seleção de matriz para selecionar uma matriz a partir das duas ou mais matrizes de material de processo com base na propriedade do material de processo.

[0015] Preferivelmente, a eletrônica de medidor ainda compreende: uma rotina de densidade de linha para determinar uma densidade de linha do material de processo; um sinal de temperatura para pedir uma temperatura de linha do material de processo; e uma rotina de determinação de material para identificar uma matriz de material de processo a partir das duas ou mais matrizes com base na densidade de linha e temperatura de linha.

[0016] Preferivelmente, rotina de determinação de material ainda compreende: uma rotina de erro para sinalizar um erro se referida rotina de determinação de material falhar em identificar uma matriz de material de processo.

[0017] Preferivelmente, a eletrônica de medidor ainda compreende: uma rotina de densidade para determinar uma temperatura de referência do material de processo e a densidade de referência do material, em que a densidade de referência é com base na densidade de linha e na temperatura de referência; e uma rotina de concentração para determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.

[0018] De acordo com um aspecto, uma eletrônica de medidor compreende: um sistema de armazenamento para armazenar duas ou mais matrizes de material de processo; e uma rotina de seleção de matriz para selecionar uma matriz a partir das duas ou mais matrizes de material de processo com base na propriedade do material de processo.

[0019] Preferivelmente, a eletrônica de medidor ainda compreende: uma rotina de densidade de linha para determinar uma densidade de linha do material de processo; um sinal de temperatura para pedir uma temperatura de linha do material de processo; e uma rotina de determinação de material para identificar uma matriz de material de processo a partir das duas ou mais matrizes com base na densidade de linha e temperatura de linha.

[0020] Preferivelmente, rotina de determinação de material ainda compreende: uma rotina de erro para sinalizar um erro se referida rotina de determinação de material falhar em identificar uma^natriz de material de processo.

[0021] Preferivelmente, a eletrônica de medidor ainda compreende: uma rotina de densidade para determinar uma temperatura de referência do material de processo e uma densidade de referência do material, em que a densidade de referência é com base na densidade de linha e na temperatura de referência; e uma rotina de concentração para determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos. Os desenhos não estão necessariamente em escala.

[0023] Figura 1 é um gráfico de densidade versus concentração;

[0024] Figura 2 é um gráfico tridimensional de densidade, temperatura e concentração;

[0025] Figura 3 é um gráfico tridimensional de densidade, temperatura e concentração mostrando isoterngas de temperatura;

[0026] Figura 4 é uma tabela de dados de referência de amostra de valores de temperatura e densidade;

[0027] Figura 5 é um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma modalidade;

[0028] Figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma modalidade;

[0029] Figura 7 é uma tabela de dados de referência de valores de temperatura e densidade de um material de processo (Brix);

[0030] Figura 8 é uma tabela de referência de valores de temperatura e densidade de um material de processo (soda cáustica);

[0031] Figura 9 mostra uma aplicação de concentração de auto- comutação;

[0032] Figura 10 mostra um medidor de acordo com uma modalidade; e

[0033] Figura 11 mostra uma eletrônica de medidor de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0034] Figuras 1-11 e a seguinte descrição descrevem exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações a partir desses exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de várias formas para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0035] Uma forma comum para determinar concentração de um material de processo é através de densidade e temperatura. Porque não existe uma relação um a um entre densidade e concentração (ver Figura 1), um gráfico de superfície tridimensional usando concentração, temperatura e densidade é necessário (ver Figura 2). Concentração é determinada a partir da densidade pelas seguintes etapas: 1. Aplicar correção de temperatura para dados de material de processo de densidade. Essa etapa mapeia o ponto corrente na superfície de densidade ao ponto equivalente na isoterma de temperatura de referência, produzindo um valor de temperatura em referência de densidade (ver Figura 3). 2. Converter o valor de densidade corrigido a um valor de concentração. Devido a todos os valores de densidade terem sido corrigidos para temperatura, qualquer mudança em densidade será um resultado de uma mudança em composição do material de processo, e uma conversão um a um pode ser aplicada.

[0036] Gráficos de superfície são gerados a partir das tabelas de dados publicamente disponíveis (ver Figura 4) ou a partir de dados específicos de usuário.

[0037] Figura 5 mostra uma operação de exemplo para determinar a concentração percentual de um material de processo sob teste.

[0038] De acordo com uma modalidade, em etapa 510, uma densidade de linha de material de processo é determinada. Em etapa 520, uma temperatura de linha de material de processo é determinada. Em modalidades da presente invenção, a densidade de linha e temperatura de linha de material de processo são determinadas por sistemas medidores de medição conhecidos, incluindo sensores Coriolis, medidores de densidade, densitômetros vibratórios, etc. Em etapa 530, uma temperatura de referência é determinada. A temperatura de referência é a temperatura para qual valores de densidade serão corrigidos. Em etapa 540, uma densidade de referência é determinada com base na temperatura de referência. Em etapa 550, uma concentração de material de processo é determinada com base na temperatura de referência e densidade de referência utilizando uma matriz de material de processo. A matriz de material de processo é gerada a partir de tabelas de dados (ver Figura 4) e cobre uma faixa de densidade e temperaturas e é armazenada no sistema de medição

[0039] Figura 6 mostra uma operação de exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção. Nessa modalidade, o método permite ao sistema de medição armazenar duas ou mais diferentes matrizes de material de processo, incluindo duas diferentes faixas de valores de densidade e temperatura. As matrizes de material de processo representam materiais de aplicação e de limpeza que podem ser usados em uma aplicação particular.

[0040] Em etapa 610, o sistema de medição mede densidade de linha e temperatura de linha de um material desconhecido. Em etapa 620, com base na densidade de linha medida e temperatura de linha medida, uma determinação é feita com relação a qual matriz deve ser usada para determinar o material desconhecido e sua concentração percentual. Em etapa 630, se os valores de densidade de linha medidos e de temperatura de linha medidos estão dentro da faixa de densidades e temperaturas de uma primeira matriz, então o material desconhecido é identificado como os materiais de processo associados com a matriz 1 e a matriz 1 é usada para determinar a concentração do material de processo em etapa 640. Em etapa 670, se os valores medidos de densidade de linha e temperatura de linha estão dentro da faixa de densidades e temperaturas de uma segunda matriz, então o material desconhecido é identificado como os materiais de processo associados com a matriz 2 e a matriz 2 é usada para determinar a concentração do material de processo em etapa 680. Em etapa 690, se os valores medidos de densidade de linha e temperatura de linha não estão dentro das faixas de densidades e temperaturas quer da primeira ou da segunda matrizes, um erro é reportado.

[0041] Em modalidades da presente invenção, o material de processo pode ser um material de aplicação ou um material de limpeza particular. Consequentemente, a presente invenção fornece um processo de tomada de decisão que utiliza a densidade de linha medida e a temperatura de linha medida de um material desconhecido para automaticamente detectar se um material sob teste é aquele de um material de aplicação ou de um material de limpeza particular e determina a concentração percentual do material. Na presente modalidade, o sistema de medição contém duas matrizes; no entanto, é contemplado que mais do que duas podem ser utilizadas conforme necessário para uma aplicação particular.

[0042] Figura 7 mostra uma tabela de referência de valores de temperatura e densidade de uma solução de produto de exemplo (Brix) usada para um cálculo de matriz armazenada em um medidor. Figura 8 mostra uma tabela de referência de valores de temperatura e densidade de uma solução de limpeza de NaOH (soda cáustica) de exemplo usada para um cálculo de matriz armazenado no mesmo medidor.

[0043] Usando o sistema de medição e método acima, se o material de processo sob teste for verificado como tendo uma densidade de linha de 1,1427 g/cm3 e uma temperatura de linha de 40°C, a presente invenção reconhece que a densidade de linha e temperatura de linha estão em faixa da matriz de Brix e que o material de processo é constituído por uma solução pesada (por exemplo Brix). Consequentemente, um cálculo de matriz correspondendo a Brix seria usado. Por exemplo, com base nos dados acima, uma densidade de referência de 1,1513 g/cm3 seria determinada com base na densidade de linha de 1,1427 g/cm3 e uma temperatura de referência de 20°C. A concentração resultante é uma medição de Brix de 35°.

[0044] Alternativamente, se o material de processo sob teste é verificado como tendo uma densidade de linha de 1,0248 g/cm3 e uma temperatura de linha de 80°C, a presente invenção reconhece que a densidade de linha e temperatura de linha estão na faixa da matriz de NaOH e que o material de processo é constituído por uma solução de limpeza fraca (por exemplo soda cáustica). Consequentemente, um cálculo de matriz correspondendo a NaOH seria usado. Por exemplo, com base nos dados acima, uma densidade de referência de 1,0538 g/cm3 seria determinada com base na densidade de linha de 1,0248 g/cm3 e uma temperatura de referência de 20°C. A concentração resultante é uma medição de 5% em peso.

[0045] Em outra modalidade, se o material de processo sob teste é verificado como tendo uma densidade de linha de 0,9800 g/cm3 e uma temperatura de linha de 50°C, a presente invenção reconhece que nenhuma matriz corresponde aos dados. Com base na ausência de uma matriz apropriada para as condições, o medidor produziria um indicador tal como um alarme.

[0046] O seguinte é um uso de exemplo da presente invenção. Várias instalações usam soluções de limpeza cáusticas e a descarregam em um sistema de água municipal. Para atender aos padrões de emissão, a concentração total de NaOH nas águas residuais não pode exceder concentração de 5% definida em massa (em vez de volume).

[0047] Sem a presente invenção, com base em testes, a solução de limpeza seria assumida como fluindo no tanque de descarga em uma concentração de 50%. Consequentemente, para atender aos padrões de emissão, uma unidade da solução de limpeza deveria ser diluída com 19 unidades de água. Periodicamente, amostras são testadas no laboratório para monitorar o cumprimento. Essa abordagem apresenta vários inconvenientes incluindo: 1) a concentração da solução de limpeza pode ser diferente da amostra original, 2) a concentração da solução de limpeza pode variar além de tolerâncias, 3) teste laboratorial é lento e caro, e não pode capturar uma variância séria: alguns lotes podem estar em violações de padrão, enquanto outros lotes contêm mais água do que requerido, o que é desnecessariamente caro, 4) processamento de refugos em uma batelada de cada vez em um tempo é ineficiente, e 5) não há provisão para manipular bateladas ruins.

[0048] Figura 9 mostra uma aplicação de processo 900 de acordo com uma modalidade. Um tanque 910 retém um material de processo que pode ser constituído por um material de aplicação ou um material de limpeza. Tanque 910 é preenchido via linha de preenchimento 920. Uma vez que tanque 910 é preenchido para um nível apropriado, bomba 930 bombeia o material de processo para uma saída controlada por válvula de saída 940 ou uma válvula de recirculaçâo 950, dependendo da necessidade. Utilizando o sistema de medição e métodos descritos aqui, um processo de mistura contínuo poderia ser implementado. Na modalidade presente, um sistema de medição 960, constituído por um medidor 120 e eletrônica de medidor 128, é configurado para medir concentração do material de processo para determinar o tipo de material de processo e sua concentração. Se sistema de medição 960 determina que um material de limpeza está no tanque, sistema de medição 960 determinaria a concentração de material de limpeza e, com base no nível de concentração, controlar uma válvula à montante 970 que direcionaria o fluxo de água em tanque 910. Conforme a concentração do fluido de limpeza muda, sistema de medição 960 está apto para compensar de modo a manter o nível de concentração requerido via válvula 970, controlar fluxo de saída via válvula 940 ou recircular o fluxo via válvula de recirculaçâo 950. Vantajosamente: 1) qualquer variação na concentração da solução de limpeza fluindo no tanque de descarga é compensada para, imediatamente e automaticamente, 2) nenhum teste laboratorial é requerido, e 3) a divisão em bateladas é eliminada, junto com lotes ruins. Uma vez que o processo de limpeza foi completado e o fluido de limpeza substituído com material de aplicação, sistema de medição 960 estaria apto a determinar o novo material e automaticamente comutar para a matriz requerida, deste modo eliminando qualquer necessidade de desligar o sistema e reconfigurar o medidor.

[0049] Figura 10 ilustra um medidor 120 de exemplo de sistema de medição 960. Um elemento vibratório 122 (tipicamente tendo um projeto de “garfo” ou “ponta”) é acionado para vibrar em uma frequência por um acionador 124. Um sensor de desvio 126 com o elemento vibratório 122 detecta vibração do elemento vibratório 122. Eletrônicas de medidor 128 são conectadas ao acionador 124 e sensor de desvio 126. Medidores vibratórios sem garfos ou pontas são também contemplados.

[0050] A eletrônica de medidor 128 pode fornecer potência elétrica ao elemento vibratório 122 via o fio ou fios 130. Os fios 130 compreendem conexões para dados, potência, e similares, a partir de um suprimento de energia (não mostrado), eletrônica de medidor 128, ou outro controle ou dispositivos computacionais (não mostrados). A eletrônica de medidor 128 pode controlar operação do medidor 120 e elemento vibratório 122. Por exemplo, a eletrônica de medidor 128 pode gerar um sinal de acionamento e fornecer o sinal de acionamento ao acionador 124, em que o elemento vibratório 122 é acionado para gerar uma vibração em um ou mais componentes vibratórios, tais como pontas individuais, usando o sinal de acionamento. O sinal de acionamento pode controlar a amplitude vibracional e/ou pode controlar a frequência vibracional. O sinal de acionamento pode também controlar a duração vibracional e/ou sincronização vibracional ou fase.

[0051] A eletrônica de medidor 128 recebe um sinal ou sinais de vibração a partir do elemento vibratório 122 via o fio ou fios 130. A eletrônica de medidor 128 pode processar o sinal ou sinais de vibração a fim de gerar uma medição de densidade ou viscosidade, por exemplo. Deve ser entendido que outras ou medições adicionais podem ser geradas a partir do sinal ou sinais de vibração. Em uma modalidade, a eletrônica de medidor 128 processa o sinal ou sinais de vibração recebidos a partir do elemento vibratório 122 para determinar uma frequência do sinal ou sinais. A frequência pode compreender uma frequência ressonante do elemento vibratório/fluido, que pode ser usada para determinar uma densidade ou viscosidade do fluido. Em modalidades relacionadas, sinais a partir da eletrônica de medidor 128 são enviados para outros dispositivos de computação ou de processo para processamento.

[0052] A eletrônica de medidor 128 pode também processar o sinal ou sinais de vibração para determinar outras características do fluido, tal como uma viscosidade ou um deslocamento de fase entre sinais que podem ser processados para determinar uma taxa de fluxo de fluido, for exemplo. Outras características de resposta vibracional e/ou medições de fluido são contempladas e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações, tal como a presença de sólidos em um líquido e a presença de uma interface líquido/sólido. A eletrônica de medidor 128 pode ser ainda acoplada a uma interface 101, e a eletrônica de medidor 128 pode comunicar sinais via essa interface 101. A eletrônica de medidor 128 pode processar o sinal de vibração recebido para gerar um valor ou valores de medição e pode comunicar um valor ou valores de medição via a interface 101, Além disso, a eletrônica de medidor 128 pode receber informação sobre a interface 101, tal como comandos, atualizações, valores operacionais ou mudanças de valor operacional, e/ou atualizações ou mudanças de programação. Em adição, a interface 101 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 128 e um sistema de processamento remoto (não mostrado). A interface 101 é capaz de qualquer modo de comunicação eletrônica, óptica, ou sem fio, como, for exemplo, 4-20ma, HART, RS-485, Modbus, Fieldbus e similares, sem limitação.

[0053] Em uma modalidade, o acionador 124 e o sensor de desvio 126 compreendem, cada um, elementos de cristal piezoelétrico. O acionador 124 e sensor de desvio 126 estão localizados adjacentes à primeira 122A e à segunda pontas 122B do elemento vibratório 122. O acionador 124 e sensor de desvio 126 são configurados para contatar e mecanicamente interagir com a primeira e a segunda pontas 122A, 122B. Em particular, o acionador 124 pode contatar pelo menos uma porção da primeira ponta 122A. O acionador 124 expande e contrai quando submetido a um sinal de acionamento ou sinal de referência fornecido pela eletrônica de medidor 128. Como um resultado, o acionador 124 alternadamente deforma e, portanto, desloca a primeira ponta 122A de um lado para outro em um movimento vibratório (ver linhas pontilhadas), perturbando o fluido em um modo reciproco periódico. Vibração da segunda ponta leva um sinal elétrico correspondente a ser gerado pelo sensor de desvio 126. O sensor de desvio 126 transmite o sinal de vibração para a eletrônica de medidor 128. A eletrônica de medidor 128 processa o sinal de vibração e pode medir a amplitude de sinal de vibração e/ou a frequência de sinal de vibração do sinal de vibração. A eletrônica de medidor 128 pode também comparar a fase do sinal a partir do sensor de desvio 126 para um sinal de fase de referência que é fornecido pela eletrônica de medidor 128 ao acionador 124. Eletrônica de medidor 128 pode também transmitir o sinal de vibração via a interface 101.

[0054] O medidor 120 é pelo menos parcialmente imerso em um fluido a ser caracterizado. For exemplo, o medidor 120 pode ser montado em um tubo ou conduto. O medidor 120 pode ser montado em um tanque ou recipiente ou estrutura para reter um fluido. O medidor 120 pode ser montado em um coletor ou estrutura similar para direcionar um fluxo de fluido. Outras disposições de montagem são contempladas, entretanto e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

[0055] Figura 11 ilustra uma eletrônica de medidor 128 de exemplo de sistema de medição 960. A eletrônica de medidor 128 pode incluir uma interface 101 e um sistema de processamento 103. O sistema de processamento 103 pode incluir um sistema de armazenamento 104. O sistema de armazenamento 104 pode compreender uma memória interna, e/ou pode compreender uma memória externa. A eletrônica de medidor 128 pode operar como um densitômetro ou pode operar como um medidor de fluxo de massa, incluindo operando como um medidor de fluxo Coriolis. Deve ser apreciado que a eletrônica de medidor 128 pode também operar como algum outro tipo de conjunto sensor vibratório e os exemplos particulares dados não devem limitar o escopo da presente invenção. A eletrônica de medidor 128 pode processar os sinais de sensor 106 a fim de obter as características de fluxo do material de processo sendo sentidas por medidor 120. Em algumas modalidades, a eletrônica de medidor 128 pode receber um sinal de temperatura 107 a partir de um ou mais sensores de RTD ou outros sensores de temperatura, for exemplo.

[0056] A interface 101 pode efetuar qualquer condicionamento de sinal desejado ou necessário, tal como qualquer modo de formatação, amplificação, armazenamento temporário (buffer), etc. Alternativamente, um pouco ou todo o condicionamento de sinal pode ser executado no sistema de processamento 103. Além disso, a interface 101 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 128 e dispositivos externos. A interface 101 pode ser capaz de qualquer modo de comunicação eletrônica, óptica ou sem fio.

[0057] A interface 101, em uma modalidade, pode incluir um digitalizador 102, em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor analógico. O digitalizador 102 pode amostrar e digitalizar o sinal de sensor analógico e produzir um sinal de sensor digital. O digitalizador 102 pode também realizar 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.

[0058] O sistema de processamento 103 pode conduzir operações da eletrônica de medidor 128 e medições de fluxo de processo de medidor 120. O sistema de processamento 103 pode executar uma ou mais rotinas de processamento, tais como uma rotina de densidade 108, uma rotina de concentração 109, uma rotina de operação 110, uma rotina de determinação de material 111, uma rotina de seleção de matriz 113, e uma rotina de erro 114, por exemplo, sem limitação. De acordo com uma modalidade, a eletrônica de medidor 128 pode também medir um sinal de temperatura 107 e associar esta temperatura com as densidades capturadas em uma dada temperatura.

[0059] O medidor 120 pode gerar uma densidade de linha 112. A densidade de linha 112 pode ser calculada, por exemplo, como parte da rotina de operação 110.

[0060] O sistema de processamento 103 pode compreender um computador de propósito geral, um sistema de microprocessamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento de propósito geral ou customizado. O sistema de processamento 103 pode ser distribuído juntamente com dispositivos de processamento múltiplos. O sistema de processamento 103 pode incluir qualquer maneira de integral ou meie de armazenamento eletrônico independente, tal como o sistema de armazenamento 104.

[0061] Deve ser entendido que a eletrônica de medidor 128 pode incluir vários outros componentes e funções que são geralmente conhecidos na técnica. Esses aspectos adicionais são omitidos a partir da descrição e das figuras para o propósito de brevidade. Portanto, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades específicas mostradas e discutidas.

[0062] A presente descrição descreve exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como realizar e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações a partir desses exemplos que estão dentro do escopo da invenção.

[0063] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas as modalidades contempladas pelo inventor como estando dentro do escopo da invenção. De fato, versados na técnica reconhecerão que certos elementos das moda,lidades descritas acima podem ser combinados de forma variável ou eliminados de modo a criar outras modalidades, e tais outras modalidades estão dentro do escopo e ensinamentos da invenção. Será também evidente para os versados na técnica que as modalidades descritas acima podem ser combinadas ao todo ou em parte para criar modalidades adicionais e ensinamentos da invenção.

[0064] Deste modo, embora modalidades específicas de, e exemplos para, a invenção sejam descritas aqui para propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da invenção, como os versados na técnica relevante reconhecerão. Os ensinamentos aqui apresentados podem ser aplicados a outras modalidades diferentes das descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Assim, o escopo da invenção é determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims

1. Método de detectar um primeiro material de processo em uma linha de processo usando um medidor conectado a um meio de armazenamento de dados eletrônicos que contém, pelo menos, duas ou mais matrizes de material de processo de dados tabulados armazenados em uma unidade eletrônica, as duas ou mais matrizes de material de processo incluindo pelo menos uma primeira matriz de material de processo associada a um primeiro material de processo e uma segunda matriz de material de processo associada a um segundo material de processo, o primeiro material de processo sendo diferente do segundo material de processo, referido método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: medir uma densidade de linha do material de processo usando o medidor; medir uma temperatura de linha do material de processo usando o medidor; e identificar a primeira matriz de material de processo associada ao primeiro material de processo a partir das duas ou mais matrizes determinando que a densidade de linha está dentro de uma faixa de densidades e temperatura de linha está dentro de uma primeira faixa de temperaturas, a primeira matriz de material de processo compreendendo a primeira faixa de concentrações do primeiro material de processo na primeira faixa de densidades e na primeira faixa de temperaturas, e a segunda matriz de material de processo compreendendo uma segunda faixa de concentrações do segundo material de processo na segunda faixa de densidades e na segunda faixa de temperaturas.

2. Método de detectar um material de processo em uma linha de processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de identificar uma matriz de material de processo ainda inclui as etapas de: no medidor, determinar que a densidade de linha não está dentro da segunda faixa de densidades da temperatura de linha não está dentro da segunda faixa de temperaturas de linha.

3. Método de detectar um material de processo em uma linha de processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de identificar uma matriz de material de processo ainda inclui as etapas de: comparar a densidade de linha de material de processo medida com uma densidade de linha de matriz e comparar a temperatura de linha medida com valores de temperatura de linha de matriz associados com cada uma das duas ou mais matrizes; e sinalizar um erro se referida densidade de linha de material de processo medida e temperatura de linha medida não estão dentro de valores de densidade de linha e de temperatura de linha associados com uma matriz de material de processo específica.

4. Método de detectar o primeiro material de processo em uma linha de processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir as etapas de: determinar uma temperatura de referência do material de processo; determinar uma densidade de referência do material com base na densidade de linha, na temperatura de linha e na temperatura de referência; e determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.

5. Sistema de medição (960) para detectar o primeiro material de processo em uma linha de processo, referido sistema de medição caracterizado pelo fato de compreender: um medidor (120) em comunicação de fluido com o primeiro material de processo, em que o medidor (120) é configurado para detectar uma concentração do material de processo; e eletrônica de medidor (128) em comunicação com a medidor (120), em que a eletrônica de medidor ainda compreende: um sistema de processamento de computador de fins gerais contendo uma memória eletrônica; um sistema de armazenamento (104) para armazenar duas ou mais matrizes de material de processo de dados tabulados, as duas ou mais matrizes de material de processo incluindo pelo menos uma primeira matriz de material de processo associada a um primeiro material de processo e uma segunda matriz de material de processo associada a um segundo material de processo, em que o primeiro material de processo é diferente do segundo material de processo; uma rotina de densidade de linha para determinar uma densidade de linha do material de processo; uma rotina de determinação de temperatura para medir uma temperatura de linha do material de processo; e uma rotina de seleção de matriz (113) para identificar a primeira matriz de material de processo associada ao primeiro material de processo a partir de duas ou mais matrizes de material de processo com base na linha de densidade e na linha de temperatura compreendendo determinar que a linha de densidade está dentro de uma faixa de densidades e a linha de temperatura está dentro de uma faixa de temperaturas, a primeira matriz de material de processo compreendendo uma primeira faixa de concentrações do primeiro material de processo na primeira faixa de densidades e na primeira faixa de temperaturas, e a segunda matriz de material de processo compreendendo uma segunda faixa de concentrações do segundo material de processo na segunda faixa de densidades e na segunda faixa de temperaturas.

6. Sistema de medição (960) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a eletrônica de medidor (128) ainda compreende: uma rotina de erro para sinalizar um erro se a referida rotina de determinação de material falha ao identificar pelo menos uma matriz de material de processo das duas ou mais matrizes.

7. Sistema de medição (960) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a eletrônica de medidor (128) ainda compreende: uma rotina de densidade (108) para determinar uma temperatura de referência do material de processo e uma densidade de referência do material, em que a densidade de referência é com base na densidade de linha e na temperatura de referência; e uma rotina de concentração (109) para determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.

8. Eletrônica de medidor (128) caracterizada pelo fato de compreender: um sistema de processamento de computador para fins gerais; um sistema de armazenamento (104) para armazenar duas ou mais matrizes de material de processo, as duas ou mais matrizes de material de processo incluindo pelo menos uma primeira matriz de material de processo associada a um primeiro material de processo e uma segunda matriz de material de processo associada a um segundo material de processo, em que o primeiro material de processo é diferente do segundo material de processo; uma rotina de densidade de linha para determinar uma densidade de linha do material de processo; uma rotina de determinação de temperatura para medir uma temperatura de linha do material de processo; e uma rotina de seleção de matriz (113) operando no sistema de processamento de computador de fins gerais para identificar a primeira matriz de material de processo associada ao primeiro material de processo a partir de duas ou mais matrizes com base na linha de densidade e na linha de temperatura compreendendo determinar que a linha de densidade está dentro de uma faixa de densidades e a linha de temperatura está dentro de uma faixa de temperaturas, a primeira matriz de material de processo compreendendo uma primeira faixa de concentrações do primeiro material de processo na primeira faixa de densidades e na primeira faixa de temperaturas, e a segunda matriz de material de processo compreendendo uma segunda faixa de concentrações do segundo material de processo na segunda faixa de densidades e na segunda faixa de temperaturas.

9. Eletrônica de medidor (128), de acordo com a reivindicação 8, ainda caracterizada pelo fato de compreender: uma rotina de erro para sinalizar um erro se a referida rotina de determinação de material falha ao identificar pelo menos uma matriz de material de processo das duas ou mais matrizes.

10. Eletrônica de medidor (128) de acordo com a reivindicação 8, ainda caracterizada pelo fato de compreender: uma rotina de densidade (108) para determinar uma temperatura de referência do material de processo e uma densidade de referência do material, em que a densidade de referência é com base na densidade de linha e a temperatura de referência; e uma rotina de concentração (109) para determinar uma concentração do material com base na densidade de referência e temperatura de referência.