BR112017004986B1

BR112017004986B1 - Método para indicar contaminação de combustível em um sistema de motor, e, eletrônica de medidor para medidores de fluxo

Info

Publication number: BR112017004986B1
Application number: BR112017004986-4A
Authority: BR
Inventors: Zimmer Patrick John; Houghton John Ansdell
Original assignee: Micro Motion, Inc.
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2021-06-15
Also published as: AU2014406491B2; WO2016043744A1; SG11201702014UA; CN106716079A; KR20170057380A; JP2017531788A; RU2652171C1; US10138836B2; CA2961717A1; EP3194902A1; AU2014406491A1; US20170248094A1; CN106716079B; EP3194902B1; MX2017002640A; KR101939102B1; BR112017004986A2; MX358343B; CA2961717C; AR101889A1

Abstract

?MÉTODO PARA OPERAR UM SISTEMA DE MOTOR, E, ELETRÔNICA DE MEDIDOR PARA MEDIDORES DE FLUXO? É previsto um método para operar um sistema de motor 200 compreendendo um motor 208 configurado para consumir um combustível, tendo pelo menos dois medidores de fluxo 214, 216 O método inclui a etapa de operar um motor 208 disposto entre um medidor de fluxo de alimentação 214 dos, pelo menos, dois medidores de fluxo e um medidor de fluxo de retorno 216 dos, pelo menos, dois medidores de fluxo. Uma primeira densidade de combustível no medidor de fluxo de alimentação 214 e uma segunda densidade de combustível no medidor de fluxo de retorno 216 são medidas. As medições de densidade de combustível 317 entre o medidor de fluxo de alimentação 214 e o medidor de fluxo de retorno 216 são comparadas e um valor de medição de densidade diferencial, ¿¿ 319, com base em uma diferença na segunda densidade de combustível e na primeira densidade de combustível, é determinado. O ¿¿ 319 é comparado com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, ¿¿t, e contaminação de combustível potencial é indicada se o ¿¿ estiver fora de uma faixa de valores ¿¿t por um limiar predeterminado.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a medidores de fluxo E, mais particularmente, a um método e aparelho para determinar a qualidade do combustível e a eficiência do sistema através de medições de densidade diferencial.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Sensores vibratórios como, por exemplo, densitômetros vibratórios e medidores de fluxo Coriolis são geralmente conhecidos, e são usados para medir fluxo de massa e outra informação relacionada com materiais fluindo através de um conduto no medidor de fluxo. Medidores de fluxo Coriolis exemplares 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 uma configuração reta ou curvada. Cada configuração de conduto em um medidor de fluxo de massa Coriolis, por exemplo, tem um conjunto de modos de vibração natural, que pode ser de tipo de flexão simples, torcional ou acoplado. Cada conduto pode ser acionado para oscilar em um modo preferido.

[0003] Alguns tipos de medidores de fluxo de massa, especialmente medidores de fluxo Coriolis, são capazes de serem operados em um modo que realiza uma medição direta de densidade para fornecer informação volumétrica através do quociente de massa sobre densidade. Ver, por exemplo, Patente US 4.872.351 para Ruesch para um computador para óleo líquido que usa um medidor de fluxo Coriolis para medir a densidade de um fluido multifásico desconhecido. Patente US 5.687.100 para Buttler et al. ensina um densitômetro de efeito Coriolis que corrige as leituras de densidade para efeitos de taxa de fluxo de massa em um medidor de fluxo de massa operando como um densitômetro de tubo vibratório.

[0004] 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 natural do sistema vibratório são definidos, em parte, pela massa combinada dos condutos e do material fluente dentro dos condutos.

[0005] Quando não há fluxo através do medidor de fluxo, uma força de acionamento aplicada ao(s) conduto(s) leva todos os pontos ao longo do(s) conduto(s) a oscilarem com fase idêntica ou um pequeno “desvio de zero”, que é um atraso de tempo medido em fluxo zero. Conforme o material começa a fluir através do medidor de fluxo, forças Coriolis levam cada ponto ao longo do(s) conduto(s) a 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 na saída leva à fase na posição de acionador centralizada. Desvios no(s) conduto(s) produzem sinais senoidais representativos do movimento do(s) conduto(s). Sinais produzidos como saída a partir dos desvios são processados para determinar o atraso de tempo entre os desvios. O atraso de tempo entre os dois ou mais desvios é proporcional à taxa de fluxo de massa de material fluente através do(s) conduto(s).

[0006] Eletrônica de medidor conectada ao acionador gera um sinal de acionamento para operar o acionador e também determinar uma taxa de fluxo de massa e/ou outras propriedades de um material de processo a partir de sinais recebidos dos desvios. O acionador pode compreender uma dentre muitas disposições bem conhecidas; no entanto, um imã e uma bobina de acionamento oposta alcançaram grande sucesso na indústria de medidores de fluxo. Uma corrente alternada é passada para a bobina de acionamento para vibrar o(s) conduto(s) em uma amplitude e frequência de tubo de fluxo desejadas. É também conhecido na técnica prever os desvios como uma disposição de imã e bobina muito similar à disposição de acionador. No entanto, enquanto o acionador recebe uma corrente que induz um movimento, os desvios podem usar o movimento fornecido pelo acionador para induzir uma voltagem. A magnitude do atraso de tempo medido pelos desvios é muito pequena; com frequência medida em nanossegundos. Assim, é necessário que a saída do transdutor seja muito precisa.

[0007] Geralmente, um medidor de fluxo pode ser inicialmente calibrado e um fator de calibração de fluxo junto com um deslocamento de zero pode ser gerado. Em uso, o fator de calibração de fluxo pode ser multiplicado pelo atraso de tempo medido pelos desvios menos o deslocamento de zero para gerar uma taxa de fluxo em massa. Na maioria das situações, o medidor de fluxo é inicialmente calibrado, tipicamente pelo fabricante, e previsto para fornecer medições precisas sem calibrações subsequentes requeridas. Além disso, uma abordagem da técnica anterior envolve um uma calibração zero feita pelo usuário do medidor de fluxo após a instalação interrompendo o fluxo, fechando as válvulas e, assim, fornecendo ao medidor uma referência de taxa de fluxo zero nas condições do processo.

[0008] Sensores de vibração, incluindo medidores de fluxo Coriolis, são frequentemente empregados em sistemas de motores grandes, como os encontrados em navios marítimos. Para tais navios, gestão apropriada do combustível é crítica para operação eficiente do sistema do motor. Gestão de combustível tipicamente começa com o abastecimento, ou carga de combustível, no porto. É neste ponto onde o combustível é carregado no navio e a quantidade é medida. No entanto, a qualidade do combustível não é conhecida neste momento. A qualidade do combustível é determinada enviando amostras para um laboratório onde a viscosidade, densidade e composição podem ser determinadas. Infelizmente, este processo muitas vezes leva vários dias, de modo que problemas de qualidade dos combustíveis que surgem tipicamente são apenas descobertos depois que o navio deixou o porto e está situado no mar. Além disso, mesmo se a qualidade do combustível atender a um determinado conjunto de padrões, problemas dentro de um sistema de combustível podem introduzir contaminantes, como água, no sistema de combustível, o que é problemático.

[0009] Portanto, existe uma necessidade na técnica para um método e aparelho relacionado para determinar atributos qualitativos de combustível. Existe uma necessidade de um método e aparelho relacionado para determinar densidade de combustível antes de entrar e após sair de um motor. É necessário detectar o teor potencial de água do combustível. A presente invenção supera estes e outros problemas sendo alcançado um avanço na técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] Um método para operar um sistema de motor compreendendo um motor configurado para consumir um combustível e tendo, pelo menos, dois medidores de fluxo é previsto de acordo com uma modalidade. A modalidade compreende as etapas de: operar um motor disposto entre um medidor de fluxo de alimentação dos, pelo menos, dois medidores de fluxo e um medidor de fluxo de retorno dos, pelo menos, dois medidores de fluxo; medir uma primeira densidade de combustível no medidor de fluxo de alimentação e uma segunda densidade de combustível no medidor de fluxo de retorno; comparar medições de densidade de combustível entre o medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno; determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, com base em uma diferença entre a segunda densidade de combustível e a primeira densidade de combustível; comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt,; e indicar contaminação de combustível potencial se o Δp estiver fora de uma faixa de valores Δpt por um limiar predeterminado.

[0011] Uma eletrônica de medidor para medidores de fluxo, incluindo um sistema de processamento, conectado a um sistema tendo um motor é prevista de acordo com uma modalidade. A modalidade é configurado para: receber sinais de sensor a partir de tanto um medidor de fluxo de alimentação como de um medidor de fluxo de retorno; determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, entre o medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno com base nos sinais de sensor recebidos; comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt,; e armazenar uma comparação do Δp com a faixa de valores de Δpt na eletrônica de medidor.

ASPECTOS

[0012] De acordo com um aspecto, o método para operar um sistema de motor compreendendo um motor configurado para consumir um combustível e tendo, pelo menos, dois medidores de fluxo é previsto. O aspecto compreende as etapas de: operar um motor disposto entre um medidor de fluxo de alimentação dos, pelo menos, dois medidores de fluxo e um medidor de fluxo de retorno dos, pelo menos, dois medidores de fluxo; medir uma primeira densidade de combustível no medidor de fluxo de alimentação e uma segunda densidade de combustível no medidor de fluxo de retorno; comparar medições de densidade de combustível entre o medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno; determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, com base em uma diferença entre a segunda densidade de combustível e a primeira densidade de combustível; comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt,; e indicar contaminação de combustível potencial se o Δp estiver fora de uma faixa de valores Δpt por um limiar predeterminado.

[0013] Preferivelmente, o método compreende a etapa de armazenar o Δp em uma eletrônica de medidor.

[0014] Preferivelmente, a etapa de indicar contaminação de combustível potencial se o Δp estiver fora de uma faixa de Δpt por um limiar predeterminado compreende indicar a contaminação com água do combustível se o Δp exceder a faixa de Δpt por um limiar predeterminado.

[0015] Preferivelmente, o método compreende as etapas de receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir do medidor de fluxo de alimentação; receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir do medidor de fluxo de retorno; e ajustar a primeira medição de densidade do combustível e a segunda medição de densidade do combustível para compensar uma temperatura do medidor de fluxo de alimentação e do medidor de fluxo de retorno, respectivamente.

[0016] Preferivelmente, o método compreende as etapas de receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir de um sensor de temperatura externo ao medidor de fluxo de alimentação e ao medidor de fluxo de retorno; e ajustar a primeira medição de densidade do combustível e a segunda medição de densidade do combustível para compensar o valor do sinal de sensor de temperatura.

[0017] Preferivelmente, o método compreende a etapa de disparar um alarme se o Δp estiver fora de uma faixa de Δpt por um limiar predeterminado.

[0018] Preferivelmente, o método compreende as etapas de medir um fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação e um fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno enquanto o motor está operando; calcular consumo de combustível do motor comparando o fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno com o fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação; e indicar uma medição de consumo de combustível.

[0019] De acordo com um aspecto, uma eletrônica de medidor para medidores de fluxo, incluindo um sistema de processamento, conectado a um sistema tendo um motor é previsto. A eletrônica de medidor é configurada para receber sinais de sensor a partir de tanto um medidor de fluxo de alimentação como de um medidor de fluxo de retorno; determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, entre o medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno com base nos sinais de sensor recebidos; comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt,; e armazenar uma comparação do Δp com a faixa de valores de Δpt na eletrônica de medidor.

[0020] Preferivelmente, o sistema de processamento é configurado para indicar contaminação potencial se o Δp estiver fora da faixa de valores de Δpt por um limiar predeterminado.

[0021] Preferivelmente, o sistema de processamento é configurado para indicar contaminação com água potencial se o Δp exceder a faixa de valores de Δpt por um limiar predeterminado.

[0022] Preferivelmente, os medidores de fluxo estão em comunicação de fluido com um sistema de emulsão de água.

[0023] Preferivelmente, o sistema de processamento é configurado para: determinar a temperatura do medidor de fluxo de alimentação; determinar a temperatura do medidor de fluxo de retorno; e produzir, como saída, uma medição de consumo de fluido ajustada que é corrigida para a temperatura de operação.

[0024] Preferivelmente, o sistema de processamento é configurado para: determinar uma temperatura externa ao medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno; e produzir, como saída, uma medição de consumo de fluido ajustada que é corrigida para a temperatura externa ao medidor de fluxo de alimentação e o medidor de fluxo de retorno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] Figura 1 mostra um conjunto de sensor vibratório da técnica anterior;

[0026] Figura 2 mostra um sistema de combustível da técnica anterior;

[0027] Figura 3 mostra eletrônica de medidor de acordo com uma modalidade da invenção;

[0028] Figura 4 é um gráfico ilustrando a densidade medida de combustível em um sistema de combustível de acordo com uma modalidade;

[0029] Figura 5 é um fluxograma descrevendo um método de operar um sistema de motor de acordo com uma modalidade;

[0030] Figura 6 é um fluxograma descrevendo outro método de operar um sistema de motor de acordo com uma modalidade; e

[0031] Figura 7 é um fluxograma descrevendo ainda outro método de operar um sistema de motor de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0032] Figuras 1 - 7 e a seguinte descrição apresentam 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 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 variações múltiplas da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0033] Figura 1 ilustra um exemplo de um medidor de fluxo 5 na forma de um medidor de fluxo Coriolis compreendendo um conjunto sensor 10 e uma ou mais eletrônicas de medidor 20. A uma ou mais eletrônicas de medidor 20 são conectadas ao conjunto sensor 10 para medir uma característica de um material fluente, como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura e outra informação.

[0034] O conjunto sensor 10 inclui um par de flanges 101 e 101’, coletores 102 e 102’, e condutos 103 e 103’. Coletores 102, 102’ são fixados em extremidades opostas dos condutos 103, 103’. Flanges 101 e 101’ do presente exemplo são afixados a coletores 102 e 102’. Coletores 102 e 102’ do presente exemplo são afixados a extremidades opostas de espaçador 106. O espaçador 106 mantém o espaçamento entre coletores 102 e 102’ no presente exemplo para prevenir vibrações indesejadas em condutos 103 e 103’. Os condutos 103 e 103’ estendem- se para fora dos coletores em um modo essencialmente paralelo. Quando o conjunto sensor 10 é inserido em um sistema de tubulação (não mostrado) que carrega o material fluente, o material entra em conjunto sensor 10 através de flange 101, passa através de coletor de entrada 102 onde a quantidade total de material é direcionada para entrar nos condutos 103 e 103’, fluir através de condutos 103 e 103’ e voltar para dentro do coletor de saída 102’ onde sai do conjunto sensor 10 através do flange 101’.

[0035] O conjunto sensor 10 inclui um acionador 104. O acionador 104 é afixado a condutos 103 e 103’ em uma posição onde o acionador 104 pode vibrar os condutos 103, 103’ no modo de acionamento. Mais particularmente, o acionador 104 inclui um primeiro componente acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103 e um segundo componente acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103’. O acionador 104 pode compreender uma de muitas disposições bem conhecidas, como um imã montado no conduto 103 e uma bobina oposta montada no conduto 103’, por exemplo.

[0036] No presente exemplo, o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase e os condutos 103 e 103’ são selecionados e apropriadamente montados no coletor de entrada 102 e no coletor de saída 102’, de modo a fornecer 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 presente exemplo, onde o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase, os condutos 103 e 103’ são acionados pelo acionador 104 em direções opostas em torno de seus respectivos eixos de flexão W-W e W’- W’. Um sinal de acionamento na forma de uma corrente alternada pode ser fornecido por uma ou mais eletrônicas de medidor 20, como, por exemplo, via trajeto 110, e passada através da bobina para levar ambos os condutos 103, 103’ a oscilarem. Os versados na técnica apreciarão que outros modos de acionamento podem ser usados dentro do escopo da presente invenção.

[0037] O conjunto sensor 10 mostrado inclui um par de desvios 105, 105’ que são afixados aos condutos 103, 103’. Mais particularmente, um primeiro componente de desvio (não mostrado) está localizado no conduto 103 e um segundo componente de desvio (não mostrado) está localizado em conduto 103’. Na modalidade descrita, os desvios 105, 105’ podem ser detectores eletromagnéticos, por exemplo—imãs de desvio e bobinas de desvio que produzem sinais de desvio que representam a velocidade e a posição dos condutos 103, 103’. Por exemplo, os desvios 105, 105’ podem fornecer sinais de desvio para a uma ou mais eletrônicas de medidor 20 via trajetos 111, 111’. Os versados na técnica apreciarão que o movimento dos condutos 103, 103’ é proporcional a determinadas características do material fluente, por exemplo, a taxa de fluxo de massa e densidade do material fluente através dos condutos 103, 103’.

[0038] Deve ser apreciado que, embora o conjunto sensor 10 descrito acima compreenda um medidor de fluxo de conduto de fluxo duplo, está bem dentro do escopo da presente invenção implementar um medidor de fluxo de conduto único. Além disso, embora os condutos de fluxo 103, 103’ sejam mostrados como compreendendo uma configuração de conduto de fluxo curvado, a presente invenção pode ser implementada com um medidor de fluxo compreendendo uma configuração de conduto de fluxo reto. Também deve ser notado que os desvios 105, 105’ podem compreender calibres de tensão, sensores ópticos, sensores laser, e qualquer outro tipo de sensor conhecido na técnica. Assim, a modalidade particular do conjunto sensor 10 descrito acima é apenas um exemplo e não deve de nenhum modo limitar o escopo da presente invenção.

[0039] No exemplo mostrado em Figura 1, a uma ou mais eletrônicas de medidor 20 recebe(m) os sinais de desvio a partir dos desvios 105, 105’. Trajeto 26 fornece um meio de entrada e um de saída que permite a uma ou mais eletrônicas de medidor 20 interfacear com um operador. A uma ou mais eletrônicas de medidor 20 medem uma característica de um material fluente, como, por exemplo, uma diferença de fase, uma frequência, um atraso de tempo, uma densidade, uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo de volume, um fluxo de massa totalizado, uma temperatura, uma verificação de medidor, e outra informação. Mais particularmente, a uma ou mais eletrônicas de medidor 20 recebe(m) um ou mais sinais, por exemplo, a partir de desvios 105, 105’ e um ou mais sensores de temperatura 107, como um dispositivo de temperatura resistivo (RTD), e usam essa informação para medir uma característica de um material fluente. Os sensores de temperatura 107 podem estar com os medidores de fluxo 214, 216 ou colocados externos aos medidores de fluxo 214, 216.

[0040] As técnicas pelas quais os conjuntos de sensores vibratórios, como, por exemplo, medidores de fluxo Coriolis ou densitômetros, medem uma característica de um material fluente são bem compreendidas; portanto, uma discussão detalhada é omitida por brevidade desta descrição. Contudo, como uma breve visão geral, a densidade de um fluido desconhecido fluindo através de um tubo de fluxo oscilante é proporcional ao quadrado do período em que o tubo ressoa. Na Patente 4.491.009 para Ruesch, um circuito é descrito que calcula densidade através do uso de dois integradores conectados em série. Uma tensão de referência é aplicada ao primeiro integrador. Uma vez que a constante de mola de cada tubo de fluxo varia com temperatura e, assim, muda a frequência de ressonância, a tensão de referência é apropriadamente compensada por variações de temperatura do tubo. Ambos os integradores operam durante um período de tempo equivalente ao quadrado do período ressonante. Deste modo, o sinal de saída gerado pelo circuito analógico fornece um produto de uma função dependente da temperatura e o quadrado do valor do período ressonante. Com escalonamento apropriado da tensão de referência, o sinal analógico de saída fornece uma leitura direta das medições de densidade (em unidades de densidade específica) do fluido desconhecido que flui através do tubo de fluxo. Deve ser notado que este é apenas um exemplo de uma medição da densidade da técnica anterior feita com um medidor vibratório e de forma alguma serve para limitar o escopo da presente invenção.

[0041] Figura 2 ilustra um sistema de combustível 200 de acordo com uma modalidade. O sistema 200 é mostrado como um sistema de combustível marítimo típico. Combustível é armazenado nos tanques principais 202, 204. Em um exemplo de uma modalidade, o óleo combustível pesado (HFO) é armazenado em um primeiro tanque principal 202, e o óleo diesel marítimo (MDO) é armazenado em um segundo tanque principal 204. Os tanques principais 202, 204 são alimentados em um tanque dia 206 através de linhas de combustível 203 e 205, respectivamente. Este é apenas um exemplo, e deve ficar claro que mais de dois tanques principais podem estar presentes, ou apenas um tanque principal pode estar presente. Adicionalmente, HFO e MDO são apenas exemplos de combustível que pode estar presente, e qualquer combustível é contemplado para estar dentro do escopo das modalidades. O tanque dia 206 é tipicamente dimensionado para armazenar uma quantidade limitada de combustível devido aos fins de segurança e contaminação. O tanque dia 206 impede que seja armazenado muito combustível em uma área, como a sala de máquinas de um navio, de modo a minimizar o risco de incêndio ou explosão. Se ocorrer um incêndio, a disponibilidade limitada de combustível contribui para reduzir a gravidade dos incidentes relacionados com incêndio. Além disso, o tanque dia 206 recebe combustível que foi apresentado a um motor 208, mas não utilizado deste modo, assim o combustível de retorno é encaminhado de volta para o tanque dia 206 através de uma linha de combustível de retorno 207. Em alguns sistemas 200, um sistema de emulsão de água 224 pode estar presente para introduzir água no combustível para fins de reduzir emissões.

[0042] Durante operação, combustível é tipicamente recirculado a partir do tanque dia 206 para o motor 208 ou outro dispositivo de consumo de combustível e qualquer combustível não é consumido flui de volta para o tanque dia 206 em um circuito fechado 218. Caso o tanque dia 206 fique com pouco combustível, combustível proveniente de um tanque principal 202, 204 reabastece o tanque dia 206. Uma bomba 210 fornece a ação necessária para bombear o combustível do tanque dia 206 para o motor 208 e de volta. Um pré-aquecedor em linha 212 aquece o combustível a uma temperatura que é ideal para o combustível ser usado pelo motor 208. Por exemplo, a temperatura de operação de HFO está geralmente entre cerca de 120-150°C, enquanto MDO está idealmente em torno de 30-50°C. A temperatura apropriada para um combustível particular permite que a viscosidade do combustível seja controlada e mantida em uma faixa ideal. A viscosidade cinemática do combustível é uma medição da fluidez a uma certa temperatura. Uma vez que a viscosidade de um combustível diminui com aumento da temperatura, a viscosidade no momento em que o combustível deixa os injetores de combustível do motor (não ilustrados) deve estar dentro de uma faixa ditada pelo fabricante do motor para criar um padrão ótimo de pulverização de combustível. Viscosidades que se desviam das especificações levam a uma combustão abaixo do padrão, perda de potência e formação potencial de depósitos. O pré-aquecedor 212, quando ajustado corretamente para o combustível particular sendo usado, permite que seja obtida uma viscosidade ótima.

[0043] A fim de medir parâmetros de fluxo, como a taxa de fluxo de massa ou densidade, por exemplo, medidores de fluxo em linha são utilizados em uma modalidade. Um medidor de fluxo de alimentação 214 está situado a montante do motor 208, enquanto um medidor de fluxo de retorno 216 está situado a jusante do motor 208. Uma vez que o motor 208 não usa todo o combustível fornecido ao motor em um sistema de trilho de combustível comum (não ilustrado), por exemplo, combustível em excesso é recirculado através do tanque dia 206 e o circuito fechado 218. Portanto, um único medidor de fluxo não forneceria medições de fluxo precisas, especialmente como relacionadas com consumo de combustível do motor, assim necessitando tanto de medidores de fluxo de alimentação 214 como de retorno 216 (a montante e a jusante do motor 208, respectivamente). A diferença nas taxas de fluxo medidas pelos medidores de fluxo 214, 216 é substancialmente igual à taxa de fluxo do combustível sendo consumido pelo motor 208. Portanto, a diferença nas taxas de fluxo medidas entre os medidores de fluxo 214, 216 é um valor predominante de interesse na maioria das aplicações similares à configuração mostrada na Figura 2. Deve ser notado, no entanto, que um sistema de combustível de trilho comum serve apenas como um exemplo, e não limita o escopo da invenção reivindicada. Outros sistemas de combustível, em que combustível é retornado e/ou recirculado, são contemplados. Também deve ser notado que, embora o sistema 200 mostre apenas uma saída de combustível 222 e dois medidores de fluxo 214, 216, em algumas modalidades, podem estar presentes saídas de combustível múltiplas e mais do que dois medidores de fluxo.

[0044] Quando operando motores grandes, conhecer a condição de entrada e de saída do sistema é crítico para a eficiência e desempenho do sistema de combustível 20. A maioria desses sistemas 200, como o ilustrado na Figura 2, têm um sistema de condicionamento de combustível incluindo um pré-aquecedor 212, que é usado para preparar o combustível em uma viscosidade, temperatura e consistência específicas antes dele entrar no motor. Ter a condição de combustível correta pode impactar drasticamente o desempenho do motor. Um viscosímetro 213 a jusante do pré-aquecedor 212 mede a viscosidade do combustível e, em algumas modalidades, pode se comunicar com o pré-aquecedor 212 para ajustar a temperatura do pré-aquecedor de tal modo que o combustível permaneça dentro de uma faixa de viscosidade predeterminada. Atualmente, sistemas de monitoramento de combustível existem quase apenas no lado de entrada do motor, e pouco é feito para monitorar a condição do combustível depois dele ter passado através do motor. Foi determinado que uma mudança na condição do combustível após o motor é uma indicação da qualidade do combustível ou do desempenho do motor.

[0045] De acordo com uma modalidade, as condições do motor são monitoradas examinando a densidade do combustível antes e depois do motor 208, uma vez que quaisquer mudanças poderiam indicar um problema em potencial no sistema, como os relacionados com a qualidade do combustível e o desempenho do motor. O medidor de fluxo de alimentação 214 mede a densidade de combustível antes do motor 208, e o medidor de fluxo de retorno 216 mede a densidade de combustível após o motor 208.

[0046] Figura 3 mostra a eletrônica de medidor 20 de acordo com uma modalidade da invenção. A eletrônica do medidor 20 pode incluir uma interface 301 e um sistema de processamento 303. O sistema de processamento 303 pode incluir um sistema de armazenamento 304. O sistema de armazenamento 304 pode compreender uma memória interna e/ou pode compreender uma memória externa. A eletrônica de medidor 20 pode gerar um sinal de acionamento 311 e fornecer o sinal de acionamento 311 ao acionador 104. Além disso, a eletrônica de medidor 20 pode receber sinais de sensor 310 a partir dos medidores de fluxo 214, 216, como sinais de sensor de desvio/velocidade, sinais de deformação, sinais ópticos, sinais de temperatura ou quaisquer outros sinais conhecidos na técnica. 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 Coriolis. Deve ser notado que a eletrônica de medidor 20 também pode operar como algum outro tipo de conjunto de sensor e os exemplos particulares dados não devem limitar o escopo da presente invenção. A eletrônica de medidor 20 pode processar os sinais do sensor de modo a obter características de fluxo do material fluindo através dos condutos de fluxo 103, 103'. Em algumas modalidades, a eletrônica de medidor 20 pode receber um sinal de temperatura de um ou mais sensores RTD ou outros sensores de temperatura 107, por exemplo.

[0047] A interface 301 pode receber os sinais de sensor 310 a partir do acionador 104 ou desvios 105, 105 ', através de fios 110, 111, 111', respectivamente. A interface 301 pode executar qualquer condicionamento de sinal necessário ou desejado, como qualquer modo de formatação, amplificação, memória temporária (buffer) etc. Alternativamente, algum ou condicionamento total de sinal pode ser obtido no sistema de processamento 303. Além disso, a interface 301 pode permitir comunicações entre a eletrônica de medidor 20 e dispositivos externos. A interface 301 pode ser capaz de qualquer tipo de comunicação eletrônica, óptica ou sem fio.

[0048] A interface 301, em uma modalidade, pode incluir um digitalizador 302, em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor analógico. O digitalizador 302 pode amostrar e digitalizar o sinal de sensor analógico e produzir um sinal de sensor digital. O digitalizador 302 pode também executar qualquer decimação necessária, em que o sinal do sensor digital é decimado a fim de reduzir a quantidade de processamento de sinal necessária e reduzir o tempo de processamento.

[0049] O sistema de processamento 303 pode conduzir operações da eletrônica de medidor 20 e processar as medições de fluxo a partir do conjunto de sensor 10. O sistema de processamento 303 pode executar uma ou mais rotinas de processamento, como a rotina de densidade diferencial 313, a rotina de zero diferencial 314, a rotina de operação geral 315 e rotina de sinal de tipo de combustível 316 e, assim, processar as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais medições de fluxo que são, por fim, usadas para calcular consumo de combustível do sistema de combustível 200 e calcular o valor de medição de densidade diferencial 319 e quaisquer outros cálculos relacionados .

[0050] De acordo com uma modalidade, a eletrônica de medidor 20 pode ser configurada para medir fluxo através do medidor de fluxo de alimentação 214 e medidor de fluxo de retorno 216 como parte de uma rotina de densidade diferencial 313. De acordo com uma modalidade, a eletrônica de medidor 20 também pode medir um sinal de temperatura 312, e associar essa temperatura com as taxas de fluxo capturadas em uma dada temperatura.

[0051] Como um exemplo de uma rotina de densidade diferencial 313, o sistema 200 pode incluir um medidor de fluxo de alimentação 214 e um medidor de fluxo de retorno 216, que têm, cada (ou compartilham) a eletrônica de medidor 20. A eletrônica de medidor, se não compartilhada, pode se comunicar entre si via uma interconexão 220. O medidor de fluxo de alimentação 214 e o medidor de fluxo de retorno 216 podem gerar cada uma densidade 317. Um valor de medição de densidade diferencial, Δp, 319 é calculado usando as densidades 317 a partir do medidor de fluxo de alimentação 214 e do medidor de fluxo de retorno 216 como parte da rotina de densidade diferencial 313. Uma taxa de fluxo de massa 318 ou a densidade 317 pode ser calculada, por exemplo, como parte da rotina de operação 315. Em uma modalidade da rotina de operação 315, a taxa de fluxo de retorno é subtraída da taxa de fluxo de alimentação, oferecendo, assim, uma medição do consumo de combustível. A eletrônica do medidor 20 subtrai dois sinais de fluxo absoluto para produzir uma saída diferencial e, adicionalmente, considera quaisquer atrasos de processamento do sinal entre os medidores.

[0052] Em uma modalidade, o sinal de temperatura 312 é lido e um diferencial de consumo de taxa de fluxo zero entre o medidor de fluxo de retorno 216 e o medidor de fluxo de alimentação 214 é também salvo e calculado como parte da rotina de zero diferencial 314. O zero diferencial melhora o cálculo de fluxo diferencial que é realizado entre os dois medidores, uma vez que atenua os efeitos de temperatura entre os medidores. Isso elimina a necessidade de realizar procedimentos de zeragem antes da operação. Em um exemplo de trabalho, se o motor estiver desligado, ainda há fluxo através de ambos os medidores de fluxo 214, 216-1000 kg/h, por exemplo. Os medidores provavelmente não irão, cada, ler exatamente 1000 kg/h. Ao contrário, seria possível ler 999 kg/h e os outros 1001 kg/h, de modo que um usuário veria uma medição de consumo de 2 kg/h (ou produção) com o motor desligado. Este erro de 2 kg/h iria, durante longos períodos de operação, equivaler a grandes discrepâncias. Assim, em uma temperatura particular, um zero diferencial de 2 kg/h é utilizado na rotina de operação geral 315 como uma correção para qualquer uma das medições de medidor de fluxo.

[0053] O sistema de processamento 303 pode compreender um computador de uso geral, um sistema de micro-processamento, um circuito lógico ou algum outro dispositivo de processamento de uso geral ou personalizado. O sistema de processamento 303 pode ser distribuído entre vários dispositivos de processamento. O sistema de processamento 303 pode incluir qualquer modo de meio de armazenamento eletrônico integrante ou independente, como o sistema de armazenamento 304.

[0054] O sistema de processamento 303 processa o sinal de sensor 310 a fim de gerar o sinal de acionamento 311, entre outras coisas. O sinal de acionamento 311 é fornecido ao acionador 104 a fim de vibrar o(s) tubo(s) de fluxo associado(s), como os tubos de fluxo (103, 103 ') da Figura 1.

[0055] Deve ser entendido que a eletrônica de medidor 20 pode incluir vários outros componentes e funções que são geralmente conhecidos na técnica. Estas características adicionais são omitidas da descrição e dos números para efeitos de brevidade. Portanto, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades específicas mostradas e discutidas.

[0056] Figura 4 é um gráfico que descreve uma medição de densidade diferencial. A detecção de contaminação da água do sistema de combustível é um exemplo, sem limitação, de um uso das modalidades aqui apresentadas. Além de uma medição geral da qualidade do combustível, a presença inesperada de água na alimentação de combustível é um indicador qualitativo de que um problema pode existir. Em uma modalidade, examinando-se a medição de densidade diferencial (densidade de entrada versus densidade de saída), é possível determinar o teor em água potencial do combustível entrando no motor 208. A densidade de combustível pode ser medida pelo medidor de fluxo de alimentação 214 e calculada uma primeira densidade de combustível. Uma vez que o combustível que não é consumido pelo motor 208 passa através do medidor de fluxo de retorno 216, uma segunda densidade é calculada pelo medidor de fluxo de retorno 216. A temperatura do combustível na entrada do motor (e medidor de fluxo de alimentação 214), como um não limitativo, por exemplo, pode ser de 20°C mais fria do que a temperatura medida pelo medidor de fluxo de retorno 216. Dado que a densidade de combustível diminui como uma função da temperatura crescente, uma medição de densidade menor seria esperada no medidor de fluxo de retorno 216. No entanto, se a medição de densidade do medidor de fluxo de retorno 216 é a mesma ou maior que a do medidor de fluxo de alimentação 214, isso indiretamente implica contaminação com água do combustível. O gráfico da Figura 4 mostra a densidade de entrada medida 400 e a densidade de saída 402, como medidas pelo medidor de fluxo de alimentação 214 e medidor de fluxo de retorno 216, respectivamente, ao longo do tempo 404. Região A indica combustível fluindo no circuito fechado 218 do sistema de combustível 200 com o motor 208 desligado. Como é evidente, uma vez que o motor 208 está funcionando (Região B), a temperatura da saída irá subir. O ponto em que isto começa no gráfico é ilustrado pela linha tracejada vertical rotulada "Evento de consumo aumenta a temperatura de saída". No exemplo apresentado por este gráfico, a densidade medida na entrada 400 permanece estável, mesmo com o motor 208 em operação. No entanto, a densidade de saída 402 aumenta à medida que o tempo passa depois da partida do motor 208. Isso indica a presença potencial de água no combustível.

[0057] Em uma modalidade, um valor de medição de densidade diferencial, Δp, é calculado de acordo com Equação (1):

em que: pR = densidade calculada pelo medidor de fluxo de retorno; e ps = densidade calculada pelo medidor de fluxo de alimentação.

[0058] Isto é apenas um exemplo de como um Δp é calculado, e outros métodos, equações e algoritmos estão contemplados.

[0059] Em um cenário, se um fornecedor de combustível fornece combustível que contém uma quantidade de água no mesmo, que é considerada inaceitavelmente alta, uma medição de densidade é útil para elucidar a questão. No entanto, este é um cálculo direto de densidade de medidor único, já que a densidade do combustível seria simplesmente mais alta do que o esperado para aquele combustível em particular. Existem cenários em que água entra no sistema de combustível depois do combustível ter sido armazenado em tanques, onde o sistema de medição de combustível diferencial 200 é particularmente vantajoso.

[0060] Em uma modalidade, vários injetores resfriados com água (não mostrados) podem ser empregados para atomizar e injetar combustível na câmara de combustão do motor. Devido às elevadas temperaturas encontradas na câmara de combustível, é frequentemente necessário resfriar as pontas do injetor que se sobressaem. Um esquema comum pelo qual isto é alcançado ocorre através de água circulando através de passagens dentro do injetor.

[0061] O injetor de combustível é construído primariamente a partir de um corpo de metal (tipicamente aço) que tem canais de alimentação e de retorno de combustível no mesmo. O combustível é fornecido a uma câmara de extremidade próxima da ponta do injetor, onde uma válvula, como uma válvula de agulha, por exemplo, sem limitação, permite que o combustível seja medido na câmara de combustão. A válvula abre quando a pressão do combustível excede a força de um elemento de solicitação configurado para manter a válvula fechada. Também podem ser dispostas passagens no corpo do injetor para alimentação e retorno de água para passar para o bico. Isto descreve um sistema de injetor de combustível de trilho comum típico como um exemplo, e não serve para limitar a presente invenção a tais sistemas de combustível. Adicionalmente, embora água seja descrita, são também contemplados outros líquidos refrigerantes. Se um injetor falhar, água pode entrar na alimentação de combustível. Por exemplo, o combustível alimentado para um injetor pode ser apresentado ao injetor a uma pressão de 103,4 kPa (15 psi). A água circulando através do injetor pode estar a 206,8 kPa (30 psi), por exemplo. Em exemplos de falhas de injetores, se uma vedação deteriorar, ou ocorrer uma quebra física dos condutos de combustível e água, dado que a água está circulando a uma pressão mais alta do que o combustível dentro do injetor, água entrará nos condutos de combustível e contaminará o circuito fechado 218 do sistema de combustível 200. Isto é detectável como um aumento de densidade, medido pelo medidor de fluxo de retorno 216 e usando o medidor de fluxo de alimentação 214 como referência.

[0062] Em um exemplo similar, um cabeçote de motor 208 (não mostrada) pode conter passagens de água de modo que a água possa circular através do cabeçote de cilindro para fins de resfriamento. Em alguns modelos de motores, passagens de combustível também podem estar presentes dentro do cabeçote do cilindro. Nos casos de uma falha de fundição do cabeçote do cilindro ou porosidade dentro da moldagem, é possível que a água contamine a alimentação de combustível. Tal como no exemplo acima, no caso de uma falha de cabeçote de cilindro, água pode entrar nos condutos de combustível e contaminar o circuito fechado 218 do sistema de combustível 200. Novamente, isto é detectável como um aumento de densidade, como medido por uma medição de densidade diferencial entre o medidor de fluxo de retorno 216 e o medidor de fluxo de alimentação 214.

[0063] Óxido nítrico (NO) e dióxido de nitrogênio (NO2) são óxidos de mono- nitrogênio (coletivamente "NOx") que são produzidos a partir da reação de gases nitrogênio e oxigênio durante reação de combustão, mais notavelmente em temperaturas maiores. Os grandes sistemas de combustível 200 dos navios marinhos servem para criar grandes quantidades de óxidos de nitrogênio, que são emitidos na atmosfera e são poluentes atmosféricos significativos. Como ar atmosférico é de aproximadamente 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio, os gases de NOx são formados sempre que a combustão ocorre em um motor que é aspirado atmosfericamente. Infelizmente, os gases NOx contribuem para formação de ozônio, poluição tipo smog e potencialmente chuva ácida. Portanto, motores e sistemas de combustível com frequência incorporam métodos para reduzir formação de NOx. A adição de água à câmara de combustão de motor a diesel marítimo é uma estratégia que pode ser empregada para reduzir a produção de NOx. Isto reduz as temperaturas de combustão de pico, assim impactando negativamente (isto é, reduzindo) a formação de NOx. Um modo de introduzir água na câmara de combustão é através do uso de combustíveis emulsificados.

[0064] Um combustível emulsificado é tipicamente feito a partir de água e um combustível líquido. A emulsão, no caso de sistemas de combustível, é um líquido de múltiplas fases, em que as fases água e combustível são imiscíveis. Emulsificantes (ou tensoativos) são frequentemente empregados na emulsão para facilitar uma mistura estável. A faixa típica de água no combustível está entre 5% e 30% em massa. A faixa varia com base no tipo de combustível, pureza da água, configuração do motor e outros fatores além do âmbito desta descrição. Com frequência, o combustível é misturado com água a bordo do navio antes de entrar na câmara de combustão (ver o sistema de emulsão 224 da Figura 2, por exemplo). A evaporação da água na câmara de combustão provoca um resfriamento da parede do cilindro e da câmara de combustão como um todo. Como evidente, a temperatura de combustão reduzida resulta em uma produção reduzida de NOx. Se a percentagem de água for muito elevada, eficiência do motor sofre, mas se a percentagem de água na emulsão for muito baixa, a redução dos compostos de NOx é ineficaz. Dado que, para um sistema de motor particular, a quantidade de água adicionada para formar a emulsão água/combustível é conhecida, o combustível que passa através do medidor de fluxo de retorno 216 terá uma faixa de densidade aceitável que corresponde ao volume aceitável de água na emulsão. Caso o valor de densidade diferencial indicar que não há nenhuma mudança na densidade de combustível através do motor, isso poderia ser indicativo de um sistema de emulsão com falhas, na medida em que não está sendo adicionada água suficiente ao combustível. Em uma tendência similar, caso o valor da densidade diferencial fosse maior do que esperado com base no volume de água que deveria ser adicionada ao combustível, então, seria possível indicar que muita água está sendo adicionada à emulsão.

[0065] Figura 5 ilustra uma modalidade de um método para indicar contaminação potencial de combustível. Um medidor de fluxo de alimentação 214 está situado a montante do motor 208 e o medidor de fluxo de retorno 216 está situado a jusante do motor 208. Na etapa 500, o motor 208 disposto entre o medidor de fluxo de alimentação 214 e o medidor de fluxo de retorno 216 é operado. Qualquer diferença nas taxas de fluxo medidas pelos medidores de fluxo 214, 216 é substancialmente igual à taxa de fluxo do combustível sendo consumido pelo motor 208. Uma primeira densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de alimentação 214 e uma segunda densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de retorno 216 na etapa 502. Estes valores medidos de densidade de combustível são, então, comparados na etapa 504. Como notado acima, a densidade de combustível diminui como uma função da temperatura, assim seria esperada uma medição de densidade menor no medidor de fluxo de retorno 216. Se a medição da densidade do medidor de fluxo de retorno diferir da do medidor de fluxo de alimentação em uma extensão significativa, isso indiretamente implica contaminação do combustível. Na etapa 506, uma diferença entre os valores de densidade de combustível, Δp, é determinada e depois comparada com uma diferença teórica entre o valor da densidade de combustível, Δpt, ou faixa de valores Δpt, na etapa 508. O Δp pode ser determinado utilizando a Equação (1), por exemplo, sem limitação. No entanto, outras equações, algoritmos e métodos também são contemplados. Contaminação potencial do combustível é indicada na etapa 510 se o Δp estiver fora da faixa Δpt por um limiar predeterminado. Este limiar é dependente do tipo de motor, tipo de combustível, temperatura, diferenciais de temperatura entre medidores de fluxo 214, 216, a presença ou ausência de um sistema de emulsão de combustível 224, etc.

[0066] Como observado acima, a temperatura do combustível na entrada do motor (e medidor de fluxo de alimentação 214) é mais fria, como esperado, do que a temperatura medida pelo medidor de fluxo de retorno 216 quando o motor 208 está operando. Deste modo, a medição da densidade do medidor de fluxo de retorno 216 deve ser teoricamente menor do que a do medidor de fluxo de alimentação 214. Caso contrário, isto poderá indicar que o combustível pode estar contaminado com água. Figura 6 é dirigida a uma modalidade para indicar contaminação com água potencial em um sistema de combustível 200. Note-se que as primeiras cinco etapas ilustradas na Figura 6 são comuns com as primeiras cinco etapas ilustradas na Figura 5. Na etapa 600, o motor 208 disposto entre o medidor de fluxo de alimentação 214 e o medidor de fluxo de retorno 216 é operado. Uma primeira densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de alimentação 214 e uma segunda densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de retorno 216 na etapa 602. Estes valores de densidade de combustível medidos são então comparados na etapa 604. Se a medição de densidade do medidor de fluxo de retorno diferir da do medidor de fluxo de alimentação em uma extensão significante, isso implica indiretamente contaminação com água do combustível. Na etapa 606, um Δp é determinado e, então, comparado com um Δpt ou faixa de Δpt em etapa 608. Em etapa 610, contaminação potencial com água do combustível é indicada se o Δp exceder o Δpt ou faixa de Δpt por um limiar predeterminado. Como uma aplicação de exemplo não limitativa, caso sejam usados injetores de combustível refrigerados com água (não mostrados) para atomizar e injetar combustível na câmara de combustão do motor, uma fenda na camisa de água do injetor poderia introduzir água no sistema de combustível após o medidor de fluxo de alimentação 214, mas antes do medidor de fluxo de retorno 216. Isto, como evidente, iria contaminar o circuito fechado 218 do sistema de combustível 200 com água, que é detectável como um aumento de densidade, como medido pelo medidor de fluxo de retorno 216 e usando o medidor de fluxo de alimentação 214 como uma referência.

[0067] Figura 7 é uma modalidade relacionada para indicar contaminação potencial de combustível, em que a temperatura dos medidores de fluxo 214, 216 é utilizada. Na etapa 700, o motor 208 disposto entre o medidor de fluxo de alimentação 214 e o medidor de fluxo de retorno 216 é operado. Uma primeira densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de alimentação 214 e uma segunda densidade de combustível é medida no medidor de fluxo de retorno 216 na etapa 702. Na etapa 704, valores de sinal do sensor de temperatura são recebidos tanto do medidor de fluxo de alimentação 214 como do medidor de fluxo de retorno 216. Estes valores podem ser armazenados na eletrônica de medidor 20. A temperatura pode ser determinada processando os sinais de sensor como os recebidos a partir de um sensor de temperatura 107. A temperatura pode ser determinada usando um RTD, por exemplo. A temperatura pode corresponder a uma temperatura de medidor de fluxo, temperatura de tubo de fluxo, temperatura de invólucro de medidor de fluxo, uma temperatura de eletrônica de medidor ou uma temperatura externa aos medidores de fluxo de alimentação ou de retorno 214, 216, por exemplo. Em uma modalidade, cada medidor de fluxo 214, 216 compreende sensores de temperatura separados. Em uma modalidade, um sensor de temperatura é colocado externamente aos medidores de fluxo 214, 216. Em uma modalidade, temperaturas separadas são determinadas para cada medidor de fluxo 214, 216 e cada temperatura medida é inserida na eletrônica do medidor 20. Em outra modalidade, as temperaturas determinadas para a primeira medição de densidade do combustível e para a segunda medição de densidade do combustível são ajustadas na etapa 706 para compensar a temperatura do medidor de fluxo de alimentação 214 e do medidor de fluxo de retorno 216, respectivamente. Em outra modalidade, uma temperatura externa ao medidor de fluxo de alimentação 214 e ao medidor de fluxo de retorno 216 é determinada, e a primeira medição de densidade do combustível e a segunda medição de densidade do combustível são ajustadas na etapa 706 para compensar esta temperatura medida. Estes valores de densidade de combustível medidos compensados em temperatura são, então, comparados na etapa 708. Um Δp é então determinado na etapa 710, usando os valores de densidade de combustível compensados em temperatura. Na etapa 712, o Δp é comparado com uma faixa de Δpt, Contaminação potencial do combustível é indicada se o Δp estiver fora da faixa de Δpt por um limiar predeterminado, como mostrado na etapa 714.

[0068] Em modalidades de métodos indicando contaminação potencial de combustível, um alarme pode ser disparado se o Δp diferir de um Δpt ou estiver fora de uma faixa de Δpt por um limiar predeterminado. Ademais, métodos também podem compreender as etapas de medir o fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação e um fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno enquanto o motor está operando a fim de calcular o consumo de combustível do motor por comparação do fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno com fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação. A medição do consumo de combustível é, então, indicada.

[0069] A presente invenção, como descrita acima, prevê vários sistemas e métodos relacionados com a determinação da qualidade de combustível usando medidores de fluxo vibratórios, como um medidor de fluxo Coriolis. Embora as várias modalidades descritas acima sejam dirigidas para medidores de fluxo, especificamente medidores de fluxo Coriolis, deve ser apreciado que a presente invenção não deve ser limitada aos medidores de fluxo Coriolis, mas, ao contrário, os métodos descritos aqui podem ser usados com outros tipos de medidores de fluxo, ou outros sensores vibratórios em que faltam algumas das capacidades de medição dos medidores de fluxo Coriolis.

[0070] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas modalidades contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da invenção. De fato, versados na técnica reconhecerão que certos elementos das modalidades descritas acima podem ser combinados de modo variável ou eliminados para 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, no todo ou em parte, para criar modalidades adicionais dentro do escopo e ensinamentos da invenção.

[0071] Deste modo, embora modalidades específicas de, e exemplos para, a invenção sejam descritos aqui para fins 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 outros sensores vibratórios, e não apenas às modalidades descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Assim, o escopo da invenção deve ser determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims

1. Método para indicar contaminação de combustível em um sistema de motor compreendendo um motor configurado para consumir um combustível e tendo, pelo menos, dois medidores de fluxo, compreendendo as etapas de: operar um motor disposto entre um medidor de fluxo de alimentação dos, pelo menos, dois medidores de fluxo e um medidor de fluxo de retorno dos, pelo menos, dois medidores de fluxo; medir uma primeira densidade de combustível com o medidor de fluxo de alimentação e uma segunda densidade de combustível com o medidor de fluxo de retorno; caracterizadopelo fato de compreender ainda determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, com base em uma diferença entre a segunda densidade de combustível e a primeira densidade de combustível; comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt; e indicar contaminação de combustível potencial se o Δp estiver fora de uma faixa de valores Δpt por um limiar predeterminado.

2. Método para indicar contaminação de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a etapa de indicar contaminação de combustível potencial se o Δp estiver fora de uma faixa de Δpt por um limiar predeterminado compreende indicar contaminação com água do combustível se o Δp exceder a faixa de Δpt por um limiar predeterminado.

3. Método para indicar contaminação de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de: receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir do medidor de fluxo de alimentação; receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir do medidor de fluxo de retorno; e ajustar a primeira medição de densidade do combustível e a segunda medição de densidade do combustível para compensar uma temperatura do medidor de fluxo de alimentação e do medidor de fluxo de retorno, respectivamente.

4. Método para indicar contaminação de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de: receber um valor do sinal do sensor de temperatura a partir de um sensor de temperatura externo ao medidor de fluxo de alimentação e ao medidor de fluxo de retorno; e ajustar a primeira medição de densidade do combustível e a segunda medição de densidade do combustível para compensar o valor do sinal de sensor de temperatura.

5. Método para indicar contaminação de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de: medir um fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação e um fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno enquanto o motor está operando; calcular consumo de combustível do motor comparando fluxo de combustível no medidor de fluxo de retorno com fluxo de combustível no medidor de fluxo de alimentação; e indicar uma medição de consumo de combustível.

6. Eletrônica de medidor (20) para medidores de fluxo (214, 216), incluindo um sistema de processamento (303), conectado a um sistema (200), tendo um motor (208) disposto entre um medidor de fluxo de alimentação (214) e um medidor de fluxo de retorno (216), caracterizadapelo fato de que o referido sistema de processamento (303) é configurado para: receber sinais de sensor (310) a partir de tanto o medidor de fluxo de alimentação (214) como do medidor de fluxo de retorno (216), em que os medidores de fluxo (214, 216) são configurados para medir pelo menos uma densidade de fluido; determinar um valor de medição de densidade diferencial, Δp, entre o medidor de fluxo de alimentação (214) e o medidor de fluxo de retorno (216) com base nos sinais de sensor recebidos (310); comparar o Δp com uma faixa de valores teóricos de densidade de combustível diferencial, Δpt; e armazenar uma comparação do Δp com a faixa de valores de Δpt na eletrônica de medidor (20); e indicar uma contaminação potencial se Δp estiver fora da faixa de valores de Δpt por um limiar predeterminado.

7. Eletrônica de medidor (20) para medidores de fluxo (214, 216) de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato de que o sistema de processamento (303) é configurado para indicar contaminação com água potencial se o Δp exceder a faixa de valores de Δpt por um limiar predeterminado.

8. Eletrônica de medidor (20) para medidores de fluxo (214, 216) de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato de que o sistema de processamento (303) é configurado para: determinar a temperatura do medidor de fluxo de alimentação (214); determinar a temperatura do medidor de fluxo de retorno (216); e produzir, como saída, uma medição ajustada de consumo de fluido que é corrigida para a temperatura de operação.

9. Eletrônica de medidor (20) para medidores de fluxo (214, 216) de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato de que o sistema de processamento (303) é configurado para: determinar uma temperatura externa ao medidor de fluxo de alimentação (214) e ao medidor de fluxo de retorno (216); e produzir, como saída, uma medição de consumo de fluido ajustada que é corrigida para a temperatura externa ao medidor de fluxo de alimentação (214) e ao medidor de fluxo de retorno (216).