BR112018015084B1

BR112018015084B1 - Eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor, método de operar dois ou mais conjuntos de medidor, e, sistema com eletrônica de medidor

Info

Publication number: BR112018015084B1
Application number: BR112018015084-3A
Authority: BR
Inventors: Shen Kai; Maginnis Richard L.; Gao Fengchuan; Liu Huan
Original assignee: Micro Motion, Inc
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2021-07-27
Also published as: RU2721312C2; CN116295792A; AU2016394257B2; EP3420321A4; WO2017143577A1; RU2018133710A; RU2018133710A3; CA3015724A1; KR20180109082A; CA3015724C; MX2018008510A; BR112018015084A2; US20190025106A1; EP3420321B1; CN108700444A; SG11201806882UA; KR102177083B1; EP3420321A1; AU2016394257A1; JP2019509562A

Abstract

resumo ?eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor, método de operar dois ou mais conjuntos de medidor, e, sistema com eletrônica de medidor?

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] As modalidades descritas abaixo referem-se à eletrônica de medidor e, mais particularmente, à eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor.

FUNDAMENTOS

[002] Sensores vibratórios, tais como, por exemplo, densitômetros vibratórios e medidores de fluxo Coriolis são geralmente conhecidos, e são usados para medir fluxo de massa e outra informação relacionada a materiais fluindo através de um conduto no medidor de fluxo. Medidores de fluxo Coriolis exemplares estão descritos em Patente US 4.109.524, Patente U.S 4.491.025 e Re. 31.450. Esses medidores de fluxo têm conjuntos de medidor com 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 naturais, que podem ser de tipo de flexão simples, torcional ou acoplado. Cada conduto pode ser acionado para oscilar em um modo preferido. Quando não há fluxo através do medidor de fluxo, uma força de acionamento aplicado ao(s) conduto(s) leva todos pontos ao longo de conduto(s) a oscilar com fase idêntica ou com um “desvio zero” pequeno, que é um atraso de tempo medido em fluxo zero.

[003] Conforme material começa a fluir através do(s) conduto(s), 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 sinusoidais representativos do movimento do(s) conduto(s). Sinais produzidos 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 fluindo através do(s) conduto(s).

[004] Uma eletrônica de medidor conectada ao acionador gera um sinal de acionamento para operar o acionador e também para 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 um de muitos arranjos bem conhecidos; entretanto, um imã e uma bobina de acionamento oposta alcançaram grande sucesso na indústria de medidor de fluxo. Uma corrente alternada é passada para bobina de acionamento para vibrar o(s) conduto(s) em uma amplitude de conduto e frequência desejadas. É também conhecido na técnica fornecer os desvios como uma disposição de imã e de bobina muito similar à disposição de acionador.

[005] Muitos sistemas utilizam dois ou mais conjuntos de medidor devido a várias restrições de projeto. Por exemplo, conjuntos de medidor usados na distribuição de gás natural líquido (LNG) para veículos LNG podem utilizar um primeiro conjunto de medidor para medir combustível bombeado a partir do tanque de armazenamento de LNG para o veículo LNG. Um segundo conjunto de medidor pode ser usado para medir o combustível que é retornado ao tanque de LNG. O combustível retornado ao tanque de LNG pode ter diferentes taxa de fluxo, temperatura, estado, etc. No entanto, cada conjunto de medidor tem uma eletrônica de medidor simples. Reduzir o número de eletrônica de medidor pode reduzir os custos e complexidade dos sistemas que requerem dois ou mais conjuntos de medidor. Consequentemente, há uma necessidade para uma eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor.

SUMÁRIO

[006] Uma eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor é prevista. De acordo com uma modalidade, a eletrônica de medidor compreende um processador e um ou mais processadores de sinal acoplados de modo comunicativo ao processador. O um ou mais processadores de sinal são configurados para se acoplar de modo comunicativo a um primeiro conjunto de medidor e a um segundo conjunto de medidor.

[007] Um método de operar dois ou mais conjuntos de medidor é previsto. De acordo com uma modalidade, o método compreende fornecer um primeiro sinal de sensor, o primeiro sinal de sensor sendo fornecido por um primeiro conjunto de medidor, fornecer um segundo sinal de sensor, o segundo sinal de sensor sendo fornecido por um segundo conjunto de medidor, e receber o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor com uma eletrônica de medidor.

[008] Um sistema com eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor é previsto. De acordo com uma modalidade, o sistema compreende um primeiro conjunto de medidor, um segundo conjunto de medidor e uma eletrônica de medidor acoplados de modo comunicativo ao primeiro conjunto de medidor e ao segundo conjunto de medidor.

ASPECTOS

[009] De acordo com um aspecto, uma eletrônica de medidor (100) para dois ou mais conjuntos de medidor (10a, 10b) compreende um processador (110) e um ou mais processadores de sinal (120) acoplados de modo comunicativo ao processador (110), em que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados para se acoplar de modo comunicativo a um primeiro conjunto de medidor (10a) e a um segundo conjunto de medidor (10b).

[0010] Preferivelmente, o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para receber um primeiro sinal de sensor (12a) do primeiro conjunto de medidor (10a) e um segundo sinal de sensor (12b) do segundo conjunto de medidor (10b).

[0011] Preferivelmente, o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para digitalizar o primeiro sinal de sensor (12a) e o segundo sinal de sensor (12b).

[0012] Preferivelmente, o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para fornecer um primeiro sinal de acionamento (14a) a um primeiro conjunto de medidor (10a) e a um segundo sinal de acionamento (14b) a um segundo conjunto de medidor (10b).

[0013] Preferivelmente, a eletrônica de medidor (100) compreende adicionalmente uma porta de comunicação (140) acoplada de modo comunicativo ao processador (110), em que a porta de comunicação (140) é configurada para se acoplar de modo comunicativo com um hospedeiro.

[0014] Preferivelmente, o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados para receber o primeiro sinal de sensor (12a) através de um primeiro canal de comunicação (112a) e o segundo sinal de sensor (12b) através de um segundo canal de comunicação (112b).

[0015] Preferivelmente, primeiro sinal de sensor (12a) é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo (17al, 17bl) e de um sensor de desvio direito (17ar, 17br) no primeiro conjunto de medidor (10a) e o segundo sinal de sensor (12b) é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo (17al, 17bl) e de um sensor de desvio direito (17ar, 17br) no segundo conjunto de medidor (10b).

[0016] Preferivelmente, a eletrônica de medidor (100) compreende adicionalmente, pelo menos, uma memória (130) acoplada de modo comunicativo ao processador (110).

[0017] De acordo com um aspecto, um método de operar dois ou mais conjuntos de medidor compreende fornecer um primeiro sinal de sensor, o primeiro sinal de sensor sendo fornecido por um primeiro conjunto de medidor, fornecer um segundo sinal de sensor, o segundo sinal de sensor sendo fornecido por um segundo conjunto de medidor, e receber o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor com uma eletrônica de medidor.

[0018] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente fornecer um primeiro sinal de acionamento ao primeiro conjunto de medidor, e fornecer um segundo sinal de acionamento ao segundo conjunto de medidor, em que o primeiro sinal de acionamento e o segundo sinal de acionamento são fornecidos pela eletrônica de medidor.

[0019] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente digitalizar o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor com, pelo menos, um processador de sinal.

[0020] Preferivelmente, os primeiro e segundo sinais de sensor sãofornecidos à eletrônica de medidor através de um primeiro canal de comunicação e o segundo sinal de sensor é fornecido através de um segundo canal de comunicação.

[0021] Preferivelmente, o primeiro sinal de sensor é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo e um sensor de desvio direito no primeiro conjunto de medidor e o segundo sinal de sensor é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo e um sensor de desvio direito no segundo conjunto de medidor.

[0022]De acordo com um aspecto, um sistema (5) com eletrônica de medidor (100) para dois ou mais conjuntos de medidor compreende um primeiro conjunto de medidor (10a), um segundo conjunto de medidor (10b); e uma eletrônica de medidor (100) acoplados de modo comunicativo ao primeiro conjunto de medidor (10a) e ao segundo conjunto de medidor (10b).

[0023] Preferivelmente, o primeiro conjunto de medidor (10a) é configurado para medir uma de uma propriedade e uma característica de um fluido em uma linha de suprimento (SL) e o segundo conjunto de medidor (10b) é configurado para medir uma de uma propriedade e uma característica de um fluido em uma linha de retorno (RL).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0024] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos desenhos. Deve ser entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala.

[0025] Figura 1 mostra um sistema de sensor vibratório duplo 5 que inclui uma eletrônica de medidor 100 para dois ou mais conjuntos de medidor.

[0026] Figura 2 mostra o sistema de sensor vibratório duplo 5 que inclui a eletrônica de medidor 100 para dois ou mais conjuntos de medidor.

[0027] Figura 3 mostra um diagrama de bloco da eletrônica de medidor 100.

[0028] Figura 4 mostra um método 400 para operar uma eletrônica de medidor para dois ou mais sensores vibratórios.

DESCRIÇÃO DET ALH AD A

[0029] Figuras 1 - 4 e a seguinte descrição descrevem exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo de modalidades de uma eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações desses exemplos que estão dentro do escopo da presente descrição. Os versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de vários modos para formar variações múltiplas da eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor. Como um resultado, as modalidades descritas abaixo não são limitadas aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0030] A eletrônica de medidor para dois ou mais sensores vibratórios é configurada para se comunicar com dois ou mais conjuntos de medidor. A eletrônica de medidor pode incluir um processador que é acoplado de modo comunicativo a um ou mais processadores de sinal. O um ou mais processadores de sinal são configurados para se acoplar de modo comunicativo a um primeiro conjunto de medidor e a um segundo conjunto de medidor. A eletrônica de medidor pode ser acoplada de modo comunicativo ao primeiro conjunto de medidor através de um primeiro canal de comunicação e ao segundo conjunto de medidor através de um segundo canal de comunicação. Os primeiro e segundo canais de comunicação podem ser configurados para sinais de sensor de comunicação, acionamento, temperatura, e/ou outros sinais. Consequentemente, apenas uma eletrônica de medidor pode ser empregada para controlar os dois ou mais conjuntos de medidor, o que pode reduzir os custos associados com a utilização de duas eletrônicas de medidor.Sistema de sensor vibratório

[0031] Figura 1 mostra um sistema de sensor vibratório duplo 5 que inclui uma eletrônica de medidor 100 para dois ou mais conjuntos de medidor. Como mostrado em Figura 1, o sistema de sensor vibratório duplo 5 inclui um primeiro sensor vibratório 5a e um segundo sensor vibratório 5b. Os primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b são respectivamente compostos pela eletrônica de medidor 100 e os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b.

[0032] A eletrônica de medidor 100 é acoplada de modo comunicativo aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b através de um primeiro e um segundo conjunto de fios 11a, 11b. Os primeiro e segundo conjuntos de fios 11a, 11b são acoplados (por exemplo, presos, fixados, etc.) a uma primeira e uma segunda porta de comunicação 27a, 27b na eletrônica de medidor 100. Os primeiro e segundo conjuntos de fios 11a, 11b são também acoplados aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b através de uma primeira e uma segunda porta de comunicação 7a, 7b nos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. A eletrônica de medidor 100 é configurada para fornecer informação sobre o trajeto 26 para um hospedeiro. Os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b são mostrados com um invólucro que circunda os tubos de fluxo. A eletrônica de medidor 100 e os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b são descritos em maiores detalhes a seguir com referência às Figuras 2 e 3.

[0033] Ainda referindo-se à Figura 1, os primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b podem ser usados para, por exemplo, calcular uma diferença em taxa de fluxo e/ou fluxo total entre uma linha de suprimento SL e uma linha de retorno RL. Mais especificamente, o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser empregado em uma aplicação criogênica onde fluido é fornecido a partir de um tanque em estado líquido e, então, retornado ao tanque em um estado gasoso. Em uma aplicação criogênica exemplar, o primeiro conjunto de medidor 10a pode ser parte da linha de suprimento SL que alimenta LNG para um distribuidor LD de LNG e o segundo conjunto de medidor 10b pode ser parte de uma linha de retorno RL do distribuidor LD de LNG. O fluxo total através do segundo conjunto de medidor 10b pode ser subtraído do fluxo total através do primeiro conjunto de medidor 10a para determinar a quantidade total de LNG aplicado ao veículo LNG. Essa aplicação exemplar com as linhas de fornecimento e de retorno SL, RL, é mostrada com linhas tracejadas para ilustrar que o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser empregado em outras aplicações. Outros fluidos criogênicos podem ser empregados, tal como hidrogênio, ou similar. Como também pode ser apreciado, nas modalidades descritas e outras, os cálculos podem ser efetuados pela eletrônica de medidor 100, que é descrita em maiores detalhes a seguir.

[0034] Figura 2 mostra o sistema de sensor vibratório duplo 5 que inclui a eletrônica de medidor 100 para dois ou mais conjuntos de medidor. Como mostrado em Figura 2, o sistema de sensor vibratório duplo 5 inclui o primeiro sensor vibratório 5a e o segundo sensor vibratório 5b descritos no precedente com referência à Figura 1. Os invólucros na eletrônica de medidor 100 e nos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b não são mostrados para clareza. Os primeiro e segundoconjuntos de medidor 10a, 10b respondem à taxa de fluxo de massa e densidade de um material de processo. A eletrônica de medidor 100 é conectada aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b através de um primeiro e um segundo conjunto de fios 11a, 11b para fornecer informação de densidade, taxa de fluxo de massa, e temperatura sobre o trajeto 26, bem como outras informações. Uma estrutura de medidor de fluxo Coriolis é descrita embora seja evidente para os versados na técnica que a presente invenção poderia ser praticada como um densitômetro de conduto vibratório, densitômetro de diapasão, ou similares.

[0035] Os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b incluem um par de condutos paralelos 13a, 13a' e 13b, 13b’, um primeiro e um segundomecanismo de acionamento 18a, 18b, sensor de temperatura 19a, 19b, e par de sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br. Cada um do par de condutos 13a, 13a' e 13b, 13b’ dobra em duas localizações simétricas ao longo do comprimento dos condutos 13a, 13a’ e 13b, 13b’ e são essencialmente paralelos do início ao fim de seu comprimento. Os condutos 13a, 13a' e 13b, 13b’ são acionados pelos mecanismos de acionamento 18a, 18b em direções opostas sobre seus respectivos eixos de flexão e em que é nomeado o primeiro modo de flexão fora de fase do medidor de fluxo. Os mecanismos de acionamento 18a, 18b podem compreender qualquer uma das muitas disposições, tal como um imã montado aos condutos 13a', 13b’ e uma bobina oposta montada aos condutos 13a, 13b e através da qual uma corrente alternada é passada para vibrar ambos condutos 13a, 13a’ e 13b, 13b’. Um sinal de acionamento adequado é aplicado pela eletrônica de medidor 100 aos mecanismos de acionamento 18a, 18b.

[0036] Os primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b podem ser inicialmente calibrados e um fator de calibração de fluxo FC F, ao longo com um desvio zero ΔT0, pode ser gerado. Em uso, o fator de calibração de fluxo FC F pode ser multiplicado pelo atraso de tempo ΔT medido pelos desvios menos o desvio zero ΔT0 para gerar uma taxa de fluxo de massa m. Um exemplo de uma equação de taxa de fluxo de massa utilizando um fator de calibração de fluxo FC F e um desvio zero ΔT0 é descrito por Equação (1):

[0037] Os sensores de temperaturas 19a, 19b são montadas em condutos 13a’, 13b' para continuamente medir a temperatura dos condutos 13a’, 13b’. A temperatura dos condutos 13a’, 13b’ e, assim, a tensão aparecendo através de sensores de temperaturas 19a, 19b para uma dada corrente é governada pela temperatura do material passando através dos condutos 13a’, 13b’. As tensões dependentes de temperatura aparecendo através dos sensores de temperaturas 19a, 19b podem ser usadas pela eletrônica de medidor 100 para compensar a mudança em módulo elástico dos condutos 13a’, 13b’ devido a quaisquer mudanças em temperatura de conduto. Na modalidade mostrada, os sensores de temperaturas 19a, 19b são detectores de temperatura resistiva (RTD). Embora as modalidades descritas aqui empreguem sensores RTD, outros sensores de temperaturas podem ser empregados em modalidades alternativas, tais como termistores, termopares, etc.

[0038] A eletrônica de medidor 100 recebe os sinais de sensores esquerdo e direito dos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br e os sinais de temperatura dos sensores de temperaturas 19a, 19b via os primeiro e segundo conjuntos de fios 11a, 11b. A eletrônica de medidor 100 fornece um sinal de acionamento ao mecanismo de acionamento 18a, 18b e vibra os primeiro e segundo pares de condutos 13a, 13a' e 13b, 13b’. A eletrônica de medidor 100 processa os sinais de sensores esquerdo e direito e os sinais de temperatura para computar a taxa de fluxo de massa e a densidade do material passando através do primeiro e/ou segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Essa informação, junto com outras informações, é aplicada pela eletrônica de medidor 100 sobre trajeto 26 como um sinal.

[0039] Como pode ser apreciado, embora o sistema de sensor vibratório duplo 5, mostrado em Figuras 1 e 2, inclua apenas dois conjuntos de medidor 10a, 10b, o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser empregado em sistemas que incluem mais do que dois conjuntos de medidor. Por exemplo, uma eletrônica de medidor pode ser configurada para comunicar com três ou mais conjuntos de medidor. Em tal configuração, o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser uma parte da eletrônica de medidor e de dois dos três ou mais conjuntos de medidor.

Eletrônica de medidor

[0040] Figura 3 mostra um diagrama de bloco do eletrônica de medidor 100. Como mostrado em Figura 3, a eletrônica de medidor 100 é acoplada de modo comunicativo aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Como descrito no precedente com referência à Figura 1, os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b incluem os sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br, mecanismos de acionamento 18a, 18b, e sensores de temperaturas 19a, 19b, que são acoplados de modo comunicativo à eletrônica de medidor 100 através dos primeiro e segundo conjuntos de fios 11a, 11b através de um primeiro e um segundo canal de comunicação 112a, 112b e uma primeira e uma segunda porta I/O 160a, 160b.

[0041] A eletrônica de medidor 100 fornece um primeiro e um segundo sinal de acionamento 14a, 14b através dos fios 11a, 11b. Mais especificamente, aeletrônica de medidor 100 provê um primeiro sinal de acionamento 14a ao mecanismo de acionamento 18a no primeiro conjunto de medidor 10a. A eletrônica de medidor 100 é também configurada para fornecer um segundo sinal de acionamento 14b ao mecanismo de acionamento 18b no segundo conjunto de medidor 10b. Em adição, um primeiro e um segundo sinal de sensor 12a, 12b são, respectivamente, fornecidos pelos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Mais especificamente, na modalidade mostrada, o primeiro sinal de sensor 12a é fornecido pelo sensor de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar no primeiro conjunto de medidor 10a. O segundo sinal de sensor 12b é fornecido pelo sensor de desvio esquerdo e direito 17bl, 17br no segundo conjunto de medidor 10b. Como pode ser apreciado, os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b são respectivamente fornecidos à eletrônica de medidor 100 através dos primeiro e segundo canais de comunicação 112a, 112b.

[0042] A eletrônica de medidor 100 inclui um processador 110 acoplado de modo comunicativo a um ou mais processadores de sinal 120 e uma ou mais memórias 130. O processador 110 é também acoplado de modo comunicativo a uma interface de usuário 30. O processador 110 é acoplado de modo comunicativo com o hospedeiro via uma porta de comunicação 140 sobre o trajeto 26 e recebe potência elétrica via uma porta de potência elétrica 150. O processador 110 pode ser um microprocessador embora qualquer processador apropriado possa ser empregado. Por exemplo, o processador 110 pode ser compreendido de sub-processadores, como um processador multinúcleo, portas de comunicação serial, interfaces periféricas (por exemplo, interface periférica serial), memória on chip, portas I/O, e/ou similares. Nessas e em outras modalidades, o processador 110 é configurado para efetuar operações em sinais recebidos e processados, como sinais digitalizados.

[0043] O processador 110 pode receber sinais de sensor digitalizados do um ou mais processadores de sinal 120. O processador 110 é também configurado para fornecer informação, tal como uma diferença de fase, uma propriedade de um fluido primeiro ou segundo conjuntos de medidor 10a, 10b, ou similares. O processador 110 pode prover a informação ao hospedeiro através da porta de comunicação 140. O processador 110 pode também ser configurado para comunicar com a um ou mais memórias 130 para receber e/ou armazenar informação em uma ou mais memórias 130. Por exemplo, o processador 110 pode receber fatores de calibração e/ou conjuntos de medidor zero (por exemplo, diferença de fase quando há fluxo zero) da uma ou mais memórias 130. Cada um dos fatores de calibração e/ou conjuntos de medidor zero pode ser respectivamente associado com os primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b e/ou os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. O processador 110 pode usar sinais de sensor digitalizados de processo de fatores de calibração recebidos do um ou mais processadores de sinal 120.

[0044] O um ou mais processadores de sinal 120 são mostrados como sendo compostos por um primeiro e um segundo codificador/decodificador (CODEC) 122, 124 e um conversor analógico para digital (ADC) 126. O um ou maisprocessadores de sinal 120 pode condicionar sinais analógicos, digitalizar os sinais analógicos condicionados, e/ou fornecer os sinais digitalizados. Os primeiro e segundo CODECs 122, 124 são configurados para receber o sinal de sensoresquerdo e direito dos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br. Os primeiro e segundo CODECs 122, 124 são também configurados para fornecer os primeiro e segundo sinais de acionamento 14a, 14b aos primeiro e segundo mecanismos de acionamento 18a, 18b. Em modalidades alternativas, mais ou menos processadores de sinal podem ser empregados. Por exemplo, um CODEC simples pode ser empregado para os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b e primeiro e segundo sinais de acionamento 14a, 14b. De modo adicional oualternativo, dois ADCs podem ser empregados em vez do ADC 126 único.

[0045] Na modalidade mostrada, a uma ou mais memórias 130 é compreendida de uma memória de somente leitura (ROM) 132, memória de acesso aleatório (R AM) 134, e uma memória ferroelétrica de acesso aleatório (FR AM) 136. No entanto, em modalidades alternativas, a uma ou mais memórias 130 pode ser compreendida de mais ou menos memórias. De modo adicional ou alternativo, a uma ou mais memórias 130 pode ser empregada de diferentes tipos de memória (por exemplo, volátil, não volátil, etc.). Por exemplo, um tipo diferente de memória não volátil, como, por exemplo, memória programável apagável somente de leitura (E PROM), ou similares, pode ser empregado em vez da FR AM 136.

[0046] Como pode também ser apreciado, embora o sistema de sensor vibratório duplo 5, mostrado em Figura 3, inclua apenas dois conjuntos de medidor 10a, 10b, o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser empregado em sistemas que incluem mais do que dois conjuntos de medidor. Por exemplo, uma eletrônica de medidor pode ser configurada para comunicar com três ou mais conjuntos de medidor. Em tal configuração, o sistema de sensor vibratório duplo 5 pode ser uma porção da eletrônica de medidor e dois dos três ou mais conjuntos de medidor.

[0047] Consequentemente, a eletrônica de medidor 100 pode ser configurada para converter os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b a partir de sinais analógicos em sinais digitais. A eletrônica de medidor 100 pode também ser configurada para processar os sinais de sensor digitalizados para determinar propriedades do fluido nos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Por exemplo, em uma modalidade, a eletrônica de medidor 100 pode respectivamente determinar uma primeira e uma segunda diferença de fase entre os sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br nos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Um método exemplar é descrito em maiores detalhes a seguir com referência à Figura 4.

Método

[0048] Figura 4 mostra um método 400 para operar a eletrônica de medidor para dois ou mais sensores vibratórios. Em etapa 410, o método 400 fornece um primeiro sinal de sensor, o primeiro sensor sendo fornecido por um primeiro conjunto de medidor. Em etapa 420, um segundo sinal de sensor é fornecido, o segundo sinal de sensor sendo fornecido pelo segundo conjunto de medidor. Os primeiro e segundo conjuntos de medidor podem ser os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b descritos acima com referência às Figuras 1-3. Em etapa 430, os primeiro e segundo sinais de sensor são recebidos com uma eletrônica de medidor, que pode ser a eletrônica de medidor 100 descrita acima com referência às Figuras 2 e 3.

[0049] Em uma modalidade, os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b podem ser fornecidos para o um ou mais processadores de sinal 120 na eletrônica de medidor 100. Por exemplo, os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b podem fornecer os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b aos primeiro e segundo CODECs 122, 124. Os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b podem estar em forma analógica (por exemplo, continuamente variando tensão e/ou corrente), embora qualquer sinal apropriado possa ser fornecido.

[0050] Etapas adicionais podem ser realizadas. Por exemplo, a eletrônica de medidor 100 pode fornecer os primeiro e segundo sinais de acionamento 14a, 14b aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Mais especificamente, o processador 110 pode fornecer um sinal ao um ou mais processadores de sinal 120. O sinal fornecido pelo processador 110 pode controlar um ou mais parâmetros (por exemplo, amplitude, frequência, ângulo de fase, etc.) dos sinais de acionamento fornecidos aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. O um ou mais processadores de sinal 120 podem receber o sinal fornecido pelo processador 110 e fornecer os primeiro e segundo sinais de acionamento 14a, 14b com base no sinal fornecido pelo processador 110.

[0051] Por exemplo, o processador 110 pode fornecer uma primeira e uma segunda amplitude e ângulo de fase desejados aos primeiro e segundo CODECs 122, 124. Os primeiro e segundo CODECs 122, 124 podem receber e digitalizar os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b. Os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b digitalizados podem ser respectivamente ajustados para serem iguais como a primeira e segunda amplitudes e ângulo de fase desejados fornecidos pelo processador 110. A primeira amplitude e/ou ângulo de fase pode(m) ser diferente(s) da segunda amplitude e/ou do ângulo de fase. Por exemplo, o primeiro sinal de acionamento 14a pode ter uma amplitude que é menor do que uma amplitude do segundo sinal de acionamento 14b.

[0052] Os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b também podem ser processados para determinar propriedades do fluido nos primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b. Por exemplo, a eletrônica de medidor 100 pode receber o primeiro sinal de sensor 12a e determinar uma propriedade e/ou característica do fluido no primeiro conjunto de medidor 10a. Em uma modalidade, o primeiro sinal de sensor 12a pode ser composto pelos sinais fornecidos pelos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br ao primeiro conjunto de medidor 10a. Consequentemente, a eletrônica de medidor 100 pode comparar os sinais recebidos dos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br para determinar uma diferença de fase entre os condutos 13a, 13a’ no primeiro conjunto de medidor 10a. A diferença de fase pode ser usada para determinar a propriedade (por exemplo, densidade, temperatura, estado, etc.) e/ou característica (por exemplo, taxa de fluxo, razões de fase, tamanhos de bolha, etc.) do fluido no primeiro conjunto de medidor 10a. A propriedade e/ou característica do fluido no segundo conjunto de medidor 10b pode(m) ser similarmente determinada(s).

[0053] Na modalidade exemplar, a característica do fluido pode ser uma taxa de fluxo do fluido através do primeiro conjunto de medidor 10a. A taxa de fluxo pode ser determinada a partir da diferença de fase ou atraso de tempo, fornecida como descrito acima, multiplicando a diferença de fase ou atraso de tempo com um fator de calibração (por exemplo, fator de calibração de fluxo (FC F)). Um zero de medidor pode ser subtraído da diferença de fase ou atraso de tempo antes de ser multiplicado com o fator de calibração. O fator de calibração é associado com cada um dentre os primeiro e segundo sensores vibratórios 5a, 5b e/ou primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Consequentemente, a taxa de fluxo pode ser calculada para o fluido em cada um dentre os primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b.

[0054] O fluxo de massa total sobre um período de tempo também ser calculado. Por exemplo, o fluxo de massa total sobre um período de tempo para cada um dos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b pode ser calculado integrando a taxa de fluxo de massa sobre o período de tempo. O fluxo de massa total para o primeiro conjunto de medidor 10a pode ser diferente daquele do fluxo de massa total para o segundo conjunto de medidor 10b. Por exemplo, o primeiro conjunto de medidor 10a pode ser parte de uma linha de suprimento que fornece gás natural líquido ao distribuidor de LNG. O segundo conjunto de medidor 10b pode ser parte de uma linha de retorno que remove gás natural gasoso do distribuidor de LNG. Consequentemente, uma vez que LNG é distribuído, o fluxo de massa total através do primeiro conjunto de medidor 10a é diferente daquele do fluxo de massa total através do segundo conjunto de medidor 10b.

[0055] Em operação, a eletrônica de medidor 100 recebe os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b. Os primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b podem incluir sinais fornecidos pelos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br nos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Uma diferença de fase para cada um dos primeiro e segundo sinais de sensor 12a, 12b pode ser calculada usando os sinais dos sensores de desvio esquerdo e direito 17al, 17ar e 17bl, 17br. Usando a diferença de fase, a eletrônica de medidor 100 pode, por exemplo, calcular uma taxa de fluxo de massa através de cada um dos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b.

[0056] A eletrônica de medidor 100 pode calcular o fluxo de massa total através de cada um dos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b, como descrito no precedente. A eletrônica de medidor também pode comparar o fluxo de massa total através dos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b para determinar, por exemplo, a massa total de fluido distribuído. Por exemplo, no exemplo anterior onde o primeiro conjunto de medidor 10a é parte da linha de suprimento a um distribuidor de LNG e o segundo conjunto de medidor10b é parte da linha de retorno, a quantidade total de LNG distribuída pode ser calculada subtraindo o fluxo de massa total através do segundo conjunto de medidor 10b do fluxo de massa total através do primeiro conjunto de medidor 10a. Portanto, a massa total que é distribuída pelo distribuidor de LNG pode ser determinada.

[0057] As modalidades descritas acima mostram uma eletrônica de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor. Por exemplo, a eletrônica de medidor 100 pode ser acoplada de modo comunicativo aos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. A eletrônica de medidor 100 pode controlar e determinar as propriedades e/ou características do fluido fluindo através dos primeiro e segundo conjuntos de medidor 10a, 10b. Devido a uma eletrônica de medidor único ser empregada para tanto controlar como determinar as propriedades e/ou características do fluido através de dois conjuntos de medidor, os custos associados com o emprego de uma eletrônica de medidor para cada um dos dois ou mais conjuntos de medidor podem ser evitados.

[0058] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas as modalidades contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da presente descrição. De fato, versados na técnica reconhecerão que certos elementos das modalidades descritas acima podem ser combinados ou eliminados de forma variável para criar outras modalidades, e tais outras modalidades estão dentro do escopo e ensinamentos da presente descrição. Também será 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 presente descrição.

[0059] Assim, embora modalidades específicas sejam descritas aqui para propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da presente descrição, conforme os versados na técnica reconhecerão. Os ensinamentos aqui apresentados podem ser aplicados a outras eletrônicas de medidor para dois ou mais conjuntos de medidor e não apenas para as modalidades descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Consequentemente, o escopo das modalidades descritas acima deve ser determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims

1. Eletrônica de medidor (100) para dois ou mais conjuntos de medidor (10a, 10b), a eletrônica de medidor (100) compreendendo:um processador (110);caracterizada pelo fato de compreender aindaum ou mais processadores de sinal (120) acoplados de modo comunicativo ao processador (110), em que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados para se acoplar de modo comunicativo a um primeiro conjunto de medidor (10a) e a um segundo conjunto de medidor (10b); euma memória (130) tendo armazenado um primeiro fator de calibração associado ao primeiro conjunto de medidor (10a) e um segundo fator de calibração associado a um segundo conjunto de medidor (10b).

2. Eletrônica de medidor (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para receber um primeiro sinal de sensor (12a) do primeiro conjunto de medidor (10a) e um segundo sinal de sensor (12b) do segundo conjunto de medidor (10b).

3. Eletrônica de medidor (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para digitalizar o primeiro sinal de sensor (12a) e o segundo sinal de sensor (12b).

4. Eletrônica de medidor (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados adicionalmente para fornecer um primeiro sinal de acionamento (14a) para um primeiro conjunto de medidor (10a) e um segundo sinal de acionamento (14b) para um segundo conjunto de medidor (10b).

5. Eletrônica de medidor (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por compreender adicionalmente uma porta de comunicação (140) acoplada de modo comunicativo ao processador (110), em que a porta de comunicação (140) é configurada para se acoplar de modo comunicativo com um hospedeiro.

6. Eletrônica de medidor (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o um ou mais processadores de sinal (120) são configurados para receber o primeiro sinal de sensor (12a) através de um primeiro canal de comunicação (112a) e o segundo sinal de sensor (12b) através de um segundo canal de comunicação (112b).

7. Eletrônica de medidor (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o primeiro sinal de sensor (12a) é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo (17al, 17bl) e um sensor de desvio direito (17ar, 17br) no primeiro conjunto de medidor (10a) e o segundo sinal de sensor (12b) é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo (17al, 17bl) e de um sensor de desvio direito (17ar, 17br) no segundo conjunto de medidor (10b).

8. Eletrônica de medidor (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por compreender adicionalmente, pelo menos, uma memória (130) acoplada de modo comunicativo ao processador (110).

9. Método de operar dois ou mais conjuntos de medidor, o método compreendendo:fornecer um primeiro sinal de sensor, o primeiro sinal de sensor sendo fornecido por um primeiro conjunto de medidor;fornecer um segundo sinal de sensor, o segundo sinal de sensor sendo fornecido por um segundo conjunto de medidor;caracterizado pelo fato de compreender aindareceber, utilizando um ou mais processadores de sinal da eletônica de medidor, o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor,em que a eletrônica de medidor compreende uma memória tendo armazenado um primeiro fator de calibração associado ao primeiro conjunto de medidor e um segundo fator de calibração associado a um segundo conjunto de medidor.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender adicionalmente:fornecer um primeiro sinal de acionamento ao primeiro conjunto de medidor; efornecer um segundo sinal de acionamento ao segundo conjunto de medidor;em que o primeiro sinal de acionamento e o segundo sinal de acionamento são fornecidos pela eletrônica de medidor.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado por compreender adicionalmente digitalizar o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor com o um ou mais processadores de sinal.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro sinal de sensor é fornecido ao um ou mais processadores de sinal através de um primeiro canal de comunicação e o segundo sinal de sensor é fornecido ao um ou mais processadores de sinal através de um segundo canal de comunicação.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro sinal de sensor é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo e um sensor de desvio direito no primeiro conjunto de medidor e o segundo sinal de sensor é composto por sinais de um sensor de desvio esquerdo e um sensor de desvio direito no segundo conjunto de medidor.

14. Sistema (5) com eletrônica de medidor (100) para dois ou mais conjuntos de medidor, o sistema (5) compreendendo:um primeiro conjunto de medidor (10a) configurado para fornecer umprimeiro sinal de sensor (12a);um segundo conjunto de medidor (10b) configurado para fornecer umsegundo sinal de sensor (12b); ecaracterizado pelo fato de compreender aindauma eletrônica de medidor (100) compreendendo:um ou mais processadores de sinal acoplados de modo comunicativo ao primeiro conjunto de medidor (10a) e ao segundo conjunto de medidor (10b), euma memória tendo armazenado um primeiro fator de calibração associado ao primeiro conjunto de medidor e um segundo fator de calibração associado a um segundo conjunto de medidor.

15. Sistema (5) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de medidor (10a) é configurado para medir uma dentre uma propriedade e uma característica de um fluido em uma linha de suprimento (SL) e o segundo conjunto de medidor (10b) é configurado para medir uma de uma propriedade e uma característica de um fluido em uma linha de retorno (RL).