BR112021001687A2

BR112021001687A2 - eletrônica de medidor e, método para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo

Info

Publication number: BR112021001687A2
Application number: BR112021001687-2A
Authority: BR
Inventors: Craig B. McAnally; Bert J. DOWNING
Original assignee: Micro Motion, Inc.
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2021-05-04
Also published as: US20210302213A1; JP2023027371A; EP3837502B1; MX2021000514A; JP2021534390A; CA3109220A1; JP7467588B2; KR20240012621A; KR20210034089A; AU2018436948B2; RU2766276C1; CN112534214B; SG11202101259SA; CA3109220C; AU2018436948A1; CN112534214A; EP3837502A1; WO2020036584A1

Abstract

RESUMO "ELETRÔNICA DE MEDIDOR E, MÉTODO PARA DETERMINAR UM AMORTECIMENTO DE UM CONJUNTO DE MEDIDOR DE UM MEDIDOR DE FLUXO" Uma eletrônica de medidor (20) para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor (10) de um medidor de fluxo (5) é provida. A eletrônica de medidor (20) inclui uma interface (201) para receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto de medidor (10) em uma frequência substancialmente ressonante, e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201). O sistema de processamento (203) é configurado para receber a resposta vibracional a partir da interface (201) e medir uma pluralidade de tensões de resposta (V) da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta (V) incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f). O sistema de processamento (203) é também configurado para determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e da uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f).

Description

“ELETRÔNICA DE MEDIDOR E, MÉTODO PARA DETERMINAR UM AMORTECIMENTO DE UM CONJUNTO DE MEDIDOR DE UM MEDIDOR DE FLUXO” CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção refere-se geralmente à verificação de medidor e, mais particularmente, à determinação de um amortecimento de um conjunto de medidor.

FUNDAMENTOS

[002]Sensores de condutos vibratórios, tais como medidores de fluxo de massa de Coriolis ou densitômetros de tubo vibratório, operam tipicamente detectando movimento de um conduto vibratório que contém um material em escoamento. Propriedades associadas com o material no conduto, tais como fluxo de massa, densidade e similares, podem ser determinadas processando sinais de medição recebidos de transdutores de movimento associados com o conduto. Os modos de vibração do sistema cheio com material vibratório são geralmente afetados pelas características combinadas de massa, rigidez e amortecimento do conduto contentor e do material contido no mesmo.

[003]Um conduto de um medidor de fluxo vibratório pode incluir um ou mais tubos de fluxo. Um tubo de fluxo é forçado a vibrar a uma frequência ressonante, onde a frequência ressonante do tubo é proporcional à densidade do fluido no tubo de fluxo. Sensores localizados nas seções de entrada e saída do tubo medem a vibração relativa entre as extremidades do tubo. Durante o fluxo, o tubo vibratório e massa em escoamento se acoplam entre si devido a forças de Coriolis, provocando uma defasagem na vibração entre as extremidades do tubo. A defasagem é diretamente proporcional ao fluxo de massa.

[004]Um medidor de fluxo de massa de Coriolis típico inclui um ou mais condutos que são conectados em linha em uma tubulação ou outro sistema de transporte e transportam material, por exemplo, fluidos, pastas semifluidas e similares, no sistema. Cada conduto pode ser visto como tendo um conjunto de modos de vibração natural incluindo, por exemplo, modos de flexão simples, de torção, radial e acoplado. Em uma aplicação típica de medição de fluxo de massa de Coriolis, um conduto é excitado em um ou mais modos de vibração à medida que um material escoa através do conduto e movimento do conduto é medido em pontos espaçados ao longo do conduto. Excitação é tipicamente provida por um atuador, por exemplo, um dispositivo eletromecânico, tal como um acionador tipo bobina de voz, que perturba o conduto de uma maneira periódica. A vazão de massa pode ser determinada medindo o retardo de tempo ou diferenças de fase entre movimentos nos locais de transdutor. Dois destes transdutores (ou sensores de desvio) são tipicamente empregados a fim de medir uma resposta vibracional do conduto ou condutos de fluxo e são tipicamente localizados em posições a montante e a jusante do atuador. Os dois sensores de desvio são conectados a uma instrumentação eletrônica por cabeamento. A instrumentação recebe sinais dos dois sensores de desvio e processa os sinais a fim de derivar uma medição de vazão de massa.

[005]A diferença de fase entre os dois sinais de sensor é relacionada à vazão de massa do material escoando através do tubo de fluxo ou dos tubos de fluxo. A vazão de massa do material é proporcional ao retardo de tempo entre os dois sinais de sensor e a vazão de massa pode, portanto, ser determinada multiplicando o retardo de tempo por um Fator de Calibração de Fluxo (FCF), onde o retardo de tempo compreende uma diferença de fase dividida por frequência. O FCF reflete as propriedades do material e as propriedades em seção transversal do tubo de fluxo. Na técnica anterior, o FCF é determinado por um processo de calibração antes da instalação do medidor de fluxo em uma tubulação ou outro conduto. No processo de calibração, um fluido é passado através do tubo de fluxo em uma dada vazão e a proporção entre a diferença de fase e a vazão é calculada.

[006]Uma vantagem de um medidor de fluxo de Coriolis é que a precisão da vazão de massa medida não é afetada por desgaste de componentes móveis no medidor de fluxo. A vazão é determinada multiplicando a diferença de fase entre dois pontos do tubo de fluxo e o fator de calibração de fluxo. A única entrada são os sinais sinusoidais provenientes dos sensores, indicando a oscilação de dois pontos sobre o tubo de fluxo. A diferença de fase é calculada a partir destes sinais sinusoidais. Não há componentes móveis no tubo de fluxo vibratório. Portanto, a medição da diferença de fase e do fator de calibração de fluxo não é afetada por desgaste de componentes móveis no medidor de fluxo.

[007]O FCF pode estar relacionado a atributos de rigidez, amortecimento e massa do conjunto de medidor. Se os atributos do conjunto de medidor mudam, então o FCF também pode mudar. Mudanças nos atributos irão, portanto, afetar a precisão das medições de fluxo geradas pelo medidor de fluxo. Mudanças nos atributos podem ser devido a mudanças nas propriedades do material e seção transversal de um tubo de fluxo, que podem ser causadas por erosão ou corrosão, por exemplo. Consequentemente, é altamente desejável ser capaz de detectar e/ou quantificar quaisquer mudanças nos atributos, tal como o atributo do amortecimento, do conjunto de medidor a fim de manter um alto nível de precisão no medidor de fluxo.

[008]O atributo de amortecimento pode ser detectado e/ou quantificado determinando uma característica de amortecimento do conjunto de medidor. A característica de amortecimento pode ser determinada permitindo que a resposta do conjunto de medidor decline e medindo os sinais do sensor durante o declínio. No entanto, ruído pode estar presente nos sinais do sensor. O ruído pode fazer com que a determinação da característica de amortecimento seja incorreta. Consequentemente, existe uma necessidade para determinar o amortecimento do conjunto de medidor sem os problemas discutidos acima.

SUMÁRIO

[009]Uma eletrônica de medidor para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo é provida. A eletrônica de medidor compreende uma interface para receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto de medidor em uma frequência substancialmente ressonante, e um sistema de processamento em comunicação com a interface. O sistema de processamento é configurado para receber a resposta vibracional a partir da interface, medir uma pluralidade de tensões de resposta da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta incluindo pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes. O sistema de processamento é também configurado para determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes.

[0010] Um método para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo é provido. O método compreende receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma vibração do conjunto de medidor em uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta vibracional, medir uma pluralidade de tensões de resposta da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio e de uma ou mais seções ascendentes. O método também compreende determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes.

ASPECTOS

[0011] De acordo com um aspecto, a eletrônica de medidor (20) para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor (10) de um medidor de fluxo (5) compreende uma interface (201) para receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto de medidor (10) em uma frequência substancialmente ressonante, e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201). O sistema de processamento (203) é configurado para receber a resposta vibracional a partir da interface (201), medir uma pluralidade de tensões de resposta (V) da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta (V) incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f), e determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio (430a,

530a-530f) e da uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f).

[0012] Preferivelmente, pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e da uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f) é um traçado de tensão de resposta cíclica (430, 530, 630).

[0013] Preferivelmente, a uma ou mais seções de declínio (530a-530f) é de uma curva de declínio de tensão de resposta e a uma ou mais seções ascendentes (630a-630f) é de uma curva ascendente de tensão de resposta.

[0014] Preferivelmente, o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é um valor característico de declínio agregado do conjunto de medidor (10) com base na uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f).

[0015] Preferivelmente, o sistema de processamento (203) é configurado adicionalmente para determinar uma característica de amortecimento com base no valor característico de declínio agregado.

[0016] Preferivelmente, o valor característico de declínio agregado é uma média das características de declínio fracionário respectivamente correspondendo a uma ou mais seções de declínio (530a-530f).

[0017] Preferivelmente, o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é um valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor (10).

[0018] Preferivelmente, o valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é constituído da característica de amortecimento médio do conjunto de medidor (10).

[0019] De acordo com um aspecto, um método para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo compreende receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma vibração do conjunto de medidor em uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta vibracional, medir uma pluralidade de tensões de resposta da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio e de uma ou mais seções ascendentes, e determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes.

[0020] Preferivelmente, pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes é um traçado de tensão de resposta cíclica.

[0021] Preferivelmente, a uma ou mais seções de declínio é de uma curva de declínio de tensão de resposta e a uma ou mais seções ascendentes é de uma curva ascendente de tensão de resposta.

[0022] Preferivelmente, o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor é um valor característico de declínio agregado do conjunto de medidor com base na uma ou mais seções de declínio.

[0023] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente determinar uma característica de amortecimento com base no valor característico de declínio agregado.

[0024] Preferivelmente, o valor característico de declínio agregado é uma média das características de declínio fracionário respectivamente correspondendo a uma ou mais seções de declínio.

[0025] Preferivelmente, o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor é um valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor.

[0026] Preferivelmente, o valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor é constituído pela característica de amortecimento médio do conjunto de medidor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos. Deve ser entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala.

[0028] Figura 1 mostra um medidor de fluxo compreendendo um conjunto de medidor e eletrônica de medidor.

[0029] Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 de acordo com uma modalidade da invenção.

[0030] Figura 3 mostra um gráfico 300 que mostra uma tensão de desvio em relação ao tempo durante um declínio vibracional.

[0031] Figura 4 mostra um gráfico 400 ilustrando múltiplas seções de declínio e ascendentes de tensão de resposta.

[0032] Figura 5 mostra um gráfico 500 ilustrando um declínio de tensão de resposta com múltiplas seções de declínio.

[0033] Figura 6 mostra um gráfico 600 ilustrando uma subida de tensão de resposta com múltiplas seções ascendentes.

[0034] Figura 7 mostra um método 700 de determinar uma característica de amortecimento de um conjunto de medidor.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0035] Figuras 1-7 e a descrição que se segue ilustram exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo de uma eletrônica e um método para determinar um amortecimento do conjunto de medidor. Com a finalidade de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os especialistas na técnica vão apreciar variações a partir destes exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na técnica vão apreciar que as características descritas abaixo podem ser combinadas de vários modos para formar variações múltiplas da invenção. Como resultado, a eletrônica e métodos para determinar o amortecimento do conjunto de medidor não são limitados aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0036] Figura 1 mostra um medidor de fluxo 5 compreendendo um conjunto de medidor 10 e uma eletrônica de medidor 20. O conjunto de medidor 10 responde a vazão de massa e densidade de um material em processo. A eletrônica de medidor 20 é conectada ao conjunto de medidor 10 via fios condutores 100 para prover informação de densidade, vazão de massa e temperatura sobre um trajeto

26, assim como outras informações não relevantes para a presente invenção. Um medidor de fluxo de estrutura de Coriolis é descrito embora seja evidente para aqueles especialistas na técnica que a presente invenção poderia ser posta em prática como um tubo densitômetro vibratório sem a capacidade de medição adicional provida por um medidor de fluxo de massa de Coriolis.

[0037] O conjunto de medidor 10 inclui um par de coletores 150 e 150', flanges 103 e 103' tendo pescoços de flange 110 e 110’, um par de tubos de fluxo paralelos 130 e 130', um mecanismo de acionamento 180, um sensor de temperatura 190 e um par de sensores de desvio 170L e 170R. Os tubos de fluxo 130 e 130' têm duas pernas de entrada essencialmente retas 131 e 131' e pernas de saída 134 e 134' que convergem uma para a outra em blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120'. Os tubos de fluxo 130 e 130' se curvam em dois locais simétricos ao longo de seu comprimento e são essencialmente paralelos através de todo seu comprimento. Barras de contraventamento 140 e 140' servem para definir o eixo W e W' em torno do qual cada tubo de fluxo oscila.

[0038] As pernas laterais 131, 131' e 134, 134' dos tubos de fluxo 130 e 130' são fixamente ligadas aos blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120' e estes blocos, por sus vez, são ligados fixamente aos coletores 150 e 150'. Isto proporciona um trajeto de material contínuo fechado através do conjunto de medidor de Coriolis 10.

[0039] Quando flanges 103 e 103', tendo furos 102 e 102' são conectados, via a extremidade de entrada 104 e a extremidade de saída 104' em uma linha de processo (não mostrada) que carrega o material em processo que está sendo medido, o material entra na extremidade 104 do medidor através de um orifício 101 no flange 103 é conduzido através do coletor 150 ao bloco de montagem de tubo de fluxo 120 tendo uma superfície 121. Dentro do coletor 150 o material é dividido e encaminhado através de tubos de fluxo 130 e 130'. Ao sair dos tubos de fluxo 130 e 130', o material em processo é recombinado em uma única corrente dentro do coletor 150' e é depois disso encaminhado para sair pela extremidade 104' conectada por flange 103' tendo furos para cavilha 102' à linha de processo (não mostrada).

[0040] Tubos de fluxo 130 e 130' são selecionados e apropriadamente montados nos blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120' de modo a ter substancialmente os mesmos, distribuição de massa, momentos de inércia e módulos de Young em torno de eixos de flexão W--W e W'--W', respectivamente. Estes eixos de flexão passam através de barras de contraventamento 140 e 140'. Uma vez que os módulos de Young dos tubos de fluxo variam com temperatura e esta variação afeta o cálculo de fluxo e densidade, um detector de temperatura resistivo (RTD) 190 é montado no tubo de fluxo 130', para medir continuamente a temperatura do tubo de fluxo. A temperatura do tubo de fluxo e assim a tensão elétrica que aparece através do RTD para uma dada corrente passando através dele é governada pela temperatura do material passando através do tubo de fluxo. A tensão elétrica dependente da temperatura que aparece através do RTD é usada em um método bem conhecido pela eletrônica de medidor 20 para compensar a variação de em módulo elástico dos tubos de fluxo 130 e 130' devidos a quaisquer variações na temperatura do tubo de fluxo. O RTD é conectado à eletrônica de medidor 20 por um fio condutor 195.

[0041] Ambos os tubos de fluxo 130 e 130' são acionados por um acionador 180 em sentidos opostos em torno de seus respectivos eixos de flexão W e W' e naquilo que é denominado o primeiro modo de flexão fora de fase do medidor de fluxo. Este mecanismo de acionamento 180 pode compreender qualquer um dentre muitos arranjos bem conhecidos, tais como um imã montado no tubo de fluxo 130' e uma bobina oposta montada no tubo de fluxo 130 e através de que uma corrente alternada é passada para vibrar ambos tubos de fluxo. Um sinal de acionamento apropriado é aplicado pela eletrônica de medidor 20, via o fio condutor 185, ao mecanismo de acionamento 180.

[0042] Eletrônica de medidor 20 recebe o sinal de temperatura do RTD no fio condutor 195 e os sinais de desvio esquerdo e direito que aparecem nos fios condutores 165L e 165R, respectivamente. A eletrônica de medidor 20 produz o sinal de acionamento que aparece no fio condutor 185 para o elemento de acionamento 180 e vibra os tubos 130 e 130'. A eletrônica de medidor 20 processa os sinais de velocidade esquerdo e direito e o sinal do RTD para computar a vazão de massa e a densidade do material passando através do conjunto de medidor 10. Esta informação, junto com outras informações, é aplicada pela eletrônica de medidor 20 sobre o trajeto 26.

[0043] Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 de acordo com uma modalidade da invenção. A eletrônica de medidor 20 pode incluir uma interface 201 e um sistema de processamento 203. A eletrônica de medidor 20 recebe uma resposta vibracional 210, tal como a partir do conjunto de medidor 10, por exemplo. A eletrônica de medidor 20 processa a resposta vibracional 210 a fim de obter características de fluxo do material de fluxo escoando através do conjunto de medidor 10. Além disso, na eletrônica de medidor 20 de acordo com a invenção, a resposta vibracional 210 é também processada a fim de determinar um parâmetro de rigidez K do conjunto de medidor 10. Além do mais, a eletrônica de medidor 20 pode processar duas ou mais de tais respostas vibracionais, no tempo, a fim de detectar uma variação de rigidez ΔK no conjunto de medidor 10. A determinação da rigidez pode ser feita sob condições com fluxo ou sem fluxo. Uma determinação sem fluxo pode oferecer o benefício de um nível reduzido de ruído na resposta vibracional resultante.

[0044] Como previamente discutido, o Fator de Calibração de Fluxo (FCF) reflete as propriedades do material e propriedades em seção transversal do tubo de fluxo. Uma vazão de massa de material de fluxo escoando através do medidor de fluxo é determinada multiplicando um retardo de tempo medido (ou diferença de fase/frequência) pelo FCF. O FCF pode estar relacionado a características de rigidez, amortecimento e massa do conjunto de medidor. Se as características do conjunto de medidor variam, então o FCF também variará. Variações nas características do conjunto do medidor, portanto, irão afetar a precisão das medições de fluxo geradas pelo medidor de fluxo.

[0045] Uma resposta vibracional de um medidor de fluxo pode ser representada por um modelo de acionamento de laço aberto de segunda ordem,

compreendendo: 𝑀𝑥̈ + 𝐶𝑥̇ + 𝐾𝑥 = 𝑓 (1) onde f é a força aplicada ao sistema, M é uma massa do sistema, C é uma característica de amortecimento e K é uma característica de rigidez do sistema. A característica de rigidez K compreende K = M(ω0)2 e a característica de amortecimento C compreende C = M2ζω0, onde ζ compreende uma característica de declínio e ω0 = 2πf0 onde f0 é a frequência natural/ ressonante do conjunto de medidor 10 em Hertz. Além disso, x é a distância de deslocamento físico da vibração, 𝑥̇ é a velocidade de deslocamento do tubo de fluxo e 𝑥̈ é a aceleração. Este é comumente referido como o modelo MCK. Esta fórmula pode ser rearranjada na forma: M [s 2  2 0 s  02 ]x  f (2)

[0046] Equação (2) pode ser ainda manipulada em uma forma de função de transferência. Na forma de função de transferência, um termo de deslocamento sobre força é usado, compreendendo: x s  (3) f M [ s  2 0 s   02 ] 2

[0047] Equações magnéticas bem conhecidas podem ser usadas para simplificar a equação (3). Duas equações aplicáveis são: 𝑉 = 𝐵𝐿𝑃𝑂 ∗ 𝑥̇ (4) e f  BLDR * I (5)

[0048] A tensão no sensor VEMF da equação (4) (em um sensor de desvio 170L ou 170R) é igual ao fator de sensibilidade de desvio BL PO multiplicado pela velocidade de movimento de desvio 𝑥̇ . O fator de sensibilidade de desvio BLPO é geralmente conhecido ou medido para cada sensor de desvio. A força (f) gerada pelo acionador 180 da equação (5) é igual ao fator de sensibilidade do acionador BLDR multiplicado pela corrente de acionamento I fornecida ao acionador 180. O fator de sensibilidade do acionador BLDR do acionador 180 é geralmente conhecido ou medido. Os fatores BLPO e BLDR são ambos função da temperatura e podem ser corrigidos por uma medição de temperatura.

[0049] Substituindo as equações magnéticas (4) e (5) na função de transferência da equação (3), o resultado é: V BL PO * BL DR * s  (6) I M [ s 2  2 0 s   02 ]

[0050] Se o conjunto de medidor 10 é acionado em laço aberto sobre ressonância, isto é, a uma frequência ressonante/natural ω0 (onde ω0=2πf0), então a equação (6) pode ser reescrita como: V  BL PO * BL DR *  0    (7)  I  0 2 [ M 02 ]

[0051] Substituindo para rigidez, a equação (7) é simplificada para: V  BL PO * BL DR *  0    (8)  I  0 2K

[0052] Aqui, o parâmetro de rigidez K pode ser isolado a fim de obter: I * BL PO * BL DR *  0 K (9) 2V

[0053] Como uma consequência, medindo/quantificando a característica de declínio ζ, junto com a tensão elétrica de acionamento V e corrente de acionamento I, o parâmetro de rigidez K pode ser determinado. A tensão elétrica de resposta V dos desvios pode ser determinada a partir da resposta vibracional, junto com a corrente de acionamento I. O processo de determinar o parâmetro de rigidez K é discutido em maiores detalhes em conjunto com a Figura 3, abaixo.

[0054] Em uso, o parâmetro de rigidez K pode ser rastreado no tempo. Por exemplo, técnicas estatísticas podem ser usadas para determinar quaisquer variações com o tempo (ou seja, uma variação de rigidez ΔK). Uma variação estatística no parâmetro de rigidez K pode indicar que o FCF para o medidor de fluxo particular variou. Como pode ser observado a partir da equação (9), o parâmetro de rigidez pode ser determinado com base na característica de declínio ζ.

[0055] Um sistema proporcionalmente amortecido pode declinar exponencialmente como uma função de tempo t como dado pela equação (10) 𝜂(𝑡) = 𝐴𝑒 −𝜁𝜔𝑛𝑡 , (10)

[0056] em que η é a grandeza modal de declínio no tempo, A é a amplitude inicial, ζ é a característica de declínio (algumas vezes referida como coeficiente de amortecimento proporcional, etc.), e n é a frequência natural.

[0057] Uma grandeza modal pode ser considerada como uma média dos desvios direito e esquerdo. O processo de cálculo da média pode amplificar um modo de acionamento (também referido como um primeiro modo de flexão fora da fase) e atenua os outros modos (por exemplo, modos de torção, modos de segunda ordem ou de flexão superior, etc.). Uma vez que o amortecimento é uma propriedade modal global, o uso de grandeza modal pode ser vantajoso em relação, por exemplo, ao uso ou do desvio direito ou esquerdo para estimar amortecimento.

[0058] Para determinar a característica de declínio ζ, a equação (10) pode ser linearizada no tempo tomando o logaritmo natural de ambos os lados: ln(𝜂) = (−𝜁 𝑛 )𝑡 + ln(𝐴). (11)

[0059] A equação (11) é linear no tempo com inclinação−𝜁𝜔𝑛 e intercepto ln(𝐴). A equação (11) pode ser resolvida de um modo de mínimos quadrados direto tomando n amostras da grandeza modal η nos tempos correspondentes t. ln(𝜂(𝑡1 )) 𝑡1 1 −𝜁 𝑛 { ⋮ }=[⋮ ⋮] { }. (12) ln(𝐴) ln(𝜂(𝑡𝑛 )) 𝑡𝑛 1

[0060] A equação (12) é resolvida pela pré-multiplicação do vetor contendo o log das respostas modais pelo pseudo inverso dos vetores de base consistindo dos tempos da amostra t1 … tn aumentados pelo vetor de uns. O resultado é uma estimativa de mínimos quadrados das quantidades de interesse, amortecimento e o intercepto. 𝑡1 1 −1 ln(𝜂(𝑡1 )) −𝜁 𝑛 { }=[⋮ ⋮] { ⋮ } ln(𝐴) 𝑡𝑛 1 ln(𝜂(𝑡𝑛 ))

[0061] Um método de verificação de medidor de declínio de ganho pode se basear em um ajuste de curva preciso da tensão de desvio de declínio para determinar a característica de declínio ζ. O cálculo para a característica de declínio ζ pode ser realizado cortando a corrente de acionamento, removendo assim uma excitação do conjunto de medidor 10, e medindo a tensão de desvio como declínios de resposta vibracional naturalmente a partir de uma tensão de resposta de partida para uma tensão de resposta de parada. A tensão de resposta de partida pode ser com base em uma amplitude da vibração quando vibrando na frequência ressonante. A tensão de resposta de parada pode ser a ou cerca de zero volts, embora qualquer amplitude ou unidade apropriada possa ser empregada.

[0062] Amostragem para a tensão de desvio para determinar uma curva de declínio pode começar quando a tensão de desvio fica abaixo de um limiar de tensão de resposta de partida e para quando ela alcança um limiar de tensão de resposta de parada. Um ajuste de curva de mínimos quadrados exponencial pode então ser aplicado à curva para determinar uma função exponencial que descreve melhor os dados, embora qualquer ajuste de dados, função, ou forma de dados possa ser empregado. Consequentemente, a característica de declínio pode ser medida a partir do limiar de tensão de resposta de partida, que pode ser menor do que a tensão de resposta de partida, para o limiar de tensão de resposta de parada, que pode ser maior do que a tensão de resposta de parada.

[0063] O limiar de tensão de resposta de partida e limiar de tensão de resposta de parada são uma função do medidor vibratório (por exemplo, geometria, tamanho, configuração, etc.), o alvo de acionamento no qual o medidor vibratório está operando, uma densidade e viscosidade do material, e temperatura. No entanto, não linearidades na eletrônica de medidor 20 e/ou no conjunto de medidor 10 podem resultar em diferentes valores de característica de declínio ζ quando os limiares de tensão de resposta de partida e/ou de parada para tensões de desvio amostradas durante o declínio são mudados. Estas não linearidades podem resultar em uma mudança na rigidez quando nenhuma mudança no conjunto de medidor 10 ocorreu.

[0064] A interface 201 recebe a resposta vibracional 210 de um dos sensores de desvio 170L e 170R via os fios condutores 100 da Figura 1. A interface 201 pode realizar qualquer condicionamento de sinal necessário ou desejado, tal como qualquer modo de formatação, amplificação, armazenamento temporário, etc. Alternativamente, alguma parte do ou todo o condicionamento de sinal pode ser realizado no sistema de processamento 203. Além disso, a interface 201 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 20 e dispositivos externos. A interface 201 pode ser capaz de qualquer maneira de comunicação eletrônica, óptica ou sem fio.

[0065] A interface 201 em uma modalidade é acoplada com um digitalizador (não mostrado), em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor analógico. O digitalizador amostra e digitaliza uma resposta vibracional analógica e produz a resposta vibracional digital 210.

[0066] O sistema de processamento 203 conduz operações da eletrônica de medidor 20 e processa medições de fluxo a partir do conjunto de medidor de fluxo

10. O sistema de processamento 203 executa uma ou mais rotinas de processamento e, assim, processa as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais características de fluxo.

[0067] O sistema de processamento 203 pode compreender um computador para finalidade geral, um microssistema de processamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento para finalidade geral ou customizado. O sistema de processamento 203 pode ser distribuído entre múltiplos dispositivos de processamento. O sistema de processamento 203 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, tal como o sistema de armazenamento 204.

[0068] O sistema de armazenamento 204 pode armazenar parâmetros e dados de medidor de fluxo, rotinas de software, valores constantes e valores variáveis. Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 inclui rotinas que são executadas pelo sistema de processamento 203, tal como uma rotina da característica de rigidez 230 que determina a característica de rigidez do medidor de fluxo 5.

[0069] A rotina da característica de rigidez 230 pode configurar o sistema de processamento 203 para receber uma resposta vibracional a partir do conjunto de medidor 10. A resposta vibracional pode ser recebida pela interface 201. A resposta vibracional pode compreender uma resposta a uma excitação do conjunto de medidor 10 em uma frequência substancialmente ressonante.

[0070] O sistema de armazenamento 204 pode armazenar variáveis usadas para operar o medidor de fluxo 5. Por exemplo, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar variáveis tais como a resposta vibracional 210, que pode ser recebida dos sensores de velocidade/desvio 170L e 170R, por exemplo

[0071] Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 armazena constantes, coeficientes e variáveis de trabalho. Por exemplo, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar uma determinada característica de rigidez 220 e uma segunda característica de rigidez 221 que é gerada em um ponto posterior no tempo. O sistema de armazenamento 204 pode armazenar valores de trabalho tais como uma frequência 212 da resposta vibracional 210, uma tensão de resposta 213 da resposta vibracional 210 e uma corrente de acionamento 214.

[0072] O sistema de armazenamento 204 pode ainda armazenar um alvo vibracional 226 e uma característica de declínio medida 215 do medidor de fluxo 5. Além disso, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar constantes, limiares ou faixas, tais como a tolerância 224. Ademais, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar dados acumulados por um período de tempo, tais como a variação de rigidez 228.

[0073] Figura 3 mostra um gráfico 300 mostrando uma tensão de desvio em relação ao tempo durante um declínio vibracional. Como mostrado em Figura 3, o gráfico 300 inclui um eixo de tempo 310 e um eixo de tensão de desvio 320. O eixo de tempo 310 está em unidades de segundos e o eixo de tensão de desvio 320 está em unidades de volts, embora quaisquer unidades apropriadas possam ser empregadas. O eixo de tempo 310 está na faixa de 0,00 a 12,00 segundos e o eixo de tensão de desvio 320 está na faixa de 0,000 a 0,140 volts, embora quaisquer faixas apropriadas possam ser empregadas. O gráfico 300 também inclui um traçado de tensão de desvio 330 que está na faixa de 0,00 a cerca de 12,00 segundos ao longo do eixo de tempo 310 e 0,060 a cerca de 0,120 volts ao longo do eixo de tensão de desvio 320.

[0074] Como mostrado em Figura 3, o traçado de tensão de desvio 330 é constituído de uma primeira seção alvo de acionamento 330a, uma seção de declínio 330b, e uma segunda seção alvo de acionamento 330c. A primeira seção alvo de acionamento 330a é a cerca de 0,120 volts e a segunda seção alvo de acionamento 330c é a cerca de 0,060 volts. A seção de declínio 330b inclui um limiar de tensão de resposta de partida 332 e um limiar de tensão de resposta de parada

334. O limiar de tensão de resposta de partida 332 é a cerca de 0,110 volts, que é menor do que os 0,120 volts da primeira seção alvo de acionamento 330a. O limiar de tensão de resposta de parada 334 é a cerca de 0,065 volts, que é maior do que a segunda seção alvo de acionamento 330c de 0,060 volts.

[0075] À medida que o traçado de tensão de desvio 330 diminui a partir do valor de tensão da primeira seção alvo de acionamento 330a de 0,120 volts para o valor de tensão da segunda seção alvo de acionamento 330c de 0,060 volts, a tensão atravessa o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334. A tensão de resposta pode ser medida, amostrada, ou similares, entre o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334 da seção de declínio 330b. Consequentemente, a tensão de resposta medida pode não representar toda a seção de declínio 330b.

[0076] A característica de declínio ζ pode ser mais repetível se as medições feitas entre o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334 forem realizadas múltiplas vezes. Por exemplo, uma pluralidade de medições em sequência pode ser feita entre o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334. Por exemplo, subsequente ao traçado de tensão de desvio 330 alcançar a segunda seção alvo de acionamento 330c, uma tensão alvo pode ser definida para cerca do mesmo valor da primeira seção alvo de acionamento 330a’s de 0,120 volts. Após a tensão de desvio alcançar o valor de 0,120 volts, a tensão alvo pode ser reduzida para 0,060 volts, permitindo assim que a tensão de desvio decline para 0,060 volts.

[0077] A característica de declínio ζ também pode ser mais repetível se, por exemplo, o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334 tiverem uma diferença menor. Por exemplo, o limiar de tensão de resposta de parada 334 pode ser de cerca de 0,10 volts (em vez de 0,060). Como um resultado, a seção de declínio 330b pode ser mais curta ao longo tanto do eixo de tempo 310 como do eixo de tensão de desvio 320. Isto é, as medições feitas entre o limiar de tensão de resposta de partida 332 e o limiar de tensão de resposta de parada 334 podem ter uma duração mais curta. Devido à duração mais curta, a característica de declínio ζ pode ser menos provável de incluir ruído, ou similares. Um traçado exemplar que inclui múltiplas medições de duração mais curta é discutido a seguir.

[0078] Figura 4 mostra um gráfico 400 ilustrando múltiplas seções de declínio e ascendentes de tensão de resposta. Como mostrado em Figura 4, o gráfico 400 inclui um eixo de tempo 410 e um eixo de tensão de desvio 420. O eixo de tempo 410 está em unidades de segundos e o eixo de tensão de desvio 420 está em unidades de volts, embora quaisquer unidades apropriadas possam ser empregadas. O eixo de tempo 410 está na faixa de 0,00 a 25.00 segundos e o eixo de tensão de desvio 420 está na faixa de 0,000 a 0,140 volts, embora quaisquer faixas apropriadas possam ser empregadas. O gráfico 400 também inclui um traçado de tensão de resposta 430 que está na faixa de 2,00 a cerca de 23,00 segundos ao longo do eixo de tempo 410 e 0,100 a cerca de 0,120 volts ao longo do eixo de tensão de desvio 420.

[0079] O traçado de tensão de resposta 430 pode ser obtido medindo uma pluralidade de tensões de resposta de, por exemplo, uma resposta vibracional do conjunto de medidor 10 descrita acima. O traçado de tensão de resposta 430 inclui uma pluralidade de seções de declínio 430a. A pluralidade de seções de declínio 430a pode ser medida e, então, por exemplo, calculada na média para determinar uma característica de declínio médio ζmédio. Embora cinco seções de declínio 430a sejam mostradas, mais ou menos seções de declínio podem ser utilizadas. Adicionalmente ou alternativamente, a característica de declínio ζ pode ser determinada com base em medições calculadas em média sobre menos do que o número total de ciclos de declínio. Por exemplo, três das seções de declínio 430a podem ser usadas para determinar uma característica de declínio ζ. Em um exemplo, as primeiras três da pluralidade de seções de declínio 430a podem ser usadas.

[0080] O traçado de tensão de resposta 430 também inclui seções ascendentes 430b onde o traçado de tensão de resposta 430 aumenta de cerca de 0,100 a 0,120 volts. A seção ascendente 430b pode ser devido a um ponto definido de tensão sendo aumentado de 0,100 a 0,120. O tempo necessário para alcançar o ponto definido de tensão aumentado está relacionado ao amortecimento. Por exemplo, o tempo necessário para uma vibração aumentar de 0,100 para 0,120 volts pode estar correlacionado com o amortecimento. Assim, a característica de amortecimento C, ou seus fatores, ou outro termo derivado ou relacionado a uma característica de amortecimento C pode ser determinado a partir das seções ascendentes 430b.

[0081] Figura 5 mostra um gráfico 500 ilustrando um declínio de tensão de resposta com múltiplas seções de declínio. Como mostrado em Figura 5, o gráfico 500 inclui um eixo de tempo 510 e um eixo de tensão de desvio 520. O eixo de tempo 510 é em unidades de segundos e o eixo de tensão de desvio 520 é em unidades de volts. O eixo de tempo 510 está na faixa de cerca de 0 a 25 segundos e o eixo de tensão de desvio 520 está na faixa de cerca de 0,00 volts a cerca de 0,09 volts. O gráfico 500 também inclui um traçado de tensão de resposta 530 que se refere às tensões de resposta (por exemplo, tensões de desvio) com o tempo.

[0082] O traçado de tensão de resposta 530 está na faixa do eixo de tempo 510 de cerca de 7 segundos a cerca de 22 segundos, embora qualquer faixa apropriada possa ser empregada. O traçado de tensão de resposta 530 está na faixa do eixo de tensão de desvio 520 de cerca de 0,01 volts a cerca de 0,08 volts. O traçado de tensão de resposta 530 inclui uma tensão de resposta de partida Vpartida e uma tensão de resposta de parada Vparada. O traçado de tensão de resposta 530 também inclui um primeiro até quinto limiares de tensão de resposta de parada V1- V5. O primeiro a quinto limiares de tensão de resposta de parada V1-V5 e tensão de resposta de parada Vparada, respectivamente, correspondem de uma primeira até a sexta seção de declínio 530a-530f do traçado de tensão de resposta 530.

[0083] Como mostrado, o primeiro a quinto limiares de tensão de resposta V1-V5, assim como a tensão de resposta de partida Vpartida e tensão de resposta de parada Vparada, são usados para determinar uma característica de declínio fracionário correspondente. Por exemplo, uma primeira característica de declínio fracionário ζ1 corresponde ao traçado de tensão de resposta 530 na faixa da tensão de resposta de partida Vpartida para o primeiro limiar de tensão de resposta de parada V1. Similarmente, a segunda até a quinta característica de declínio fracionário ζ2 – ζ5 respectivamente correspondem do segundo ao quinto limiares de tensão de resposta V2-V5 em relação a uma tensão de resposta adjacente (por exemplo, a primeira tensão de resposta V1 e a terceira tensão de resposta V3 são adjacentes à segunda tensão de resposta V2).

[0084] Uma característica de amortecimento médio ζmédio pode ser determinada para o traçado de tensão de resposta 530. Por exemplo, a primeira à sexta característica de amortecimento ζ1-ζ6 pode ser calculada em média para a característica de amortecimento médio ζmédio. No entanto, qualquer número apropriado de características de amortecimento pode ser empregado para determinar a característica de amortecimento médio ζmédio.

[0085] Consequentemente, ruído na primeira até a sexta seções de declínio 530a-530f do traçado de tensão de resposta 530 pode não afetar adversamente a característica de amortecimento médio ζmédio de modo tão significativo quanto o ruído afeta adversamente as características de amortecimento correspondentes à primeira até a sexta seções de declínio 530a-530f tendo o ruído. Isto é, ruído que pode estar presente no traçado de tensão de resposta 530 está fora da média calculada. Como um resultado, embora a característica de amortecimento médio ζmédio possa ser afetada adversamente pelo ruído, a característica de amortecimento médio ζmédio pode ser mais repetível do que, por exemplo, a primeira à sexta característica de declínio fracionário ζ1 – ζ6.

[0086] Figura 6 mostra um gráfico 600 ilustrando uma subida de tensão de resposta com múltiplas seções ascendentes. Como mostrado em Figura 6, o gráfico 600 inclui um eixo de tempo 610 e um eixo de tensão de desvio 620. O eixo de tempo 610 está em unidades de segundos e o eixo de tensão de desvio 620 está em unidades de volts. O eixo de tempo 610 está na faixa de cerca de 0 a 18 segundos e o eixo de tensão de desvio 620 está na faixa de cerca de 0,00 volts a cerca de 0,25 volts. O gráfico 600 também inclui um traçado de tensão de resposta 630 que se refere as tensões de resposta (por exemplo, tensões de desvio) com o tempo.

[0087] O traçado de tensão de resposta 630 está na faixa do eixo de tempo 610 de cerca de 1,5 segundos a cerca de 15,5 segundos, embora qualquer faixa apropriada possa ser empregada. O traçado de tensão de resposta 630 está na faixa do eixo de tensão de desvio 620 de cerca de 0,15 volts a cerca de 0,2 volts. O traçado de tensão de resposta 630 inclui uma tensão de resposta de partida Vpartida e uma tensão de resposta de parada Vparada. O traçado de tensão de resposta 630 também inclui um primeiro até quinto limiares de tensão de resposta de parada V1- V5. O primeiro até quinto limiares de tensão de resposta de parada V1-V5 e a tensão de resposta de parada Vparada, respectivamente, correspondem a uma primeira até uma sexta seção ascendente 630a-630f do traçado de tensão de resposta 630.

[0088] Como mostrado, o primeiro até o quinto limiares de tensão de resposta V1-V5, assim como a tensão de resposta de partida Vpartida e tensão de resposta de parada Vparada, são usados para determinar uma característica de amortecimento fracionário correspondente. Por exemplo, uma primeira característica de amortecimento fracionário C1 corresponde ao traçado de tensão de resposta 630 na faixa da tensão de resposta de partida Vpartida para o primeiro limiar de tensão de resposta de parada V1. Similarmente, a segunda até a quinta característica de amortecimento fracionário C2 – C5 corresponde, respectivamente, do segundo até o quinto limiares de tensão de resposta de parada V2-V5 em relação a uma tensão de resposta adjacente (por exemplo, o primeiro limiar de tensão de resposta V1 e o terceiro limiar de tensão de resposta V3 são adjacentes ao segundo limiar de tensão de resposta V2).

[0089] Uma característica de amortecimento médio Cmédio pode ser determinada para o traçado de tensão de resposta 630. Por exemplo, a primeira à sexta característica de amortecimento C1-C6 pode ser calculada na média para a característica de amortecimento médio Cmédio. No entanto, qualquer número apropriado de características de amortecimento pode ser empregado para determinar a característica de amortecimento médio Cmédio.

[0090] Consequentemente, ruído na primeira até a sexta seções ascendentes 630a-630f do traçado de tensão de resposta 630 pode não afetar adversamente a característica de amortecimento médio Cmédio de modo tão significativo quanto o ruído afeta adversamente as características de amortecimento correspondendo às seções ascendentes tendo o ruído. Isto é, o ruído que pode estar presente no traçado de tensão de resposta 630 está fora do cálculo médio. Como um resultado, embora a característica de amortecimento médio Cmédio possa ser afetada adversamente pelo ruído, a característica de amortecimento médio Cmédio pode ser mais repetível do que, por exemplo, a primeira até a sexta característica de amortecimento C1-C6.

[0091] Como discutido acima com referência às equações (1) a (3), a característica de declínio ζ pode ser usada para determinar a característica de amortecimento C. A característica de declínio ζ e característica de amortecimento C também podem ser determinadas a partir uma da outra. Por exemplo, a característica de declínio ζ pode ser multiplicada com a frequência ressonante 0 para determinar a característica de amortecimento C. A característica de declínio ζ e característica de amortecimento C podem estar relacionadas ao amortecimento de, por exemplo, dos tubos de fluxo 130, 130’. Consequentemente, a característica de declínio ζ e a característica de amortecimento C podem ser valores relacionados ao amortecimento de, por exemplo, o conjunto de medidor 10 descrito acima. Outros valores relacionados ao amortecimento podem ser empregados.

[0092] Para as seções ascendentes 430b, 630a-630f, a tensão alvo pode ser fixada a um valor que é maior do que um valor anterior. A tensão de desvio, por exemplo, da seção ascendente resultante 430b pode ser medida e caracterizada para determinar uma característica de amortecimento com base na subida C. Para determinar a característica de amortecimento com base na subida C, dando uma quantidade de energia limitada, a tensão de desvio pode exibir uma curva logarítmica à medida que ela alcança a tensão alvo. Quando do ajuste da curva, esta curva logarítmica pode ser usada para estimar a característica de amortecimento C ou alguma proporção da característica de amortecimento C para um dado medidor.

[0093] Como será descrito em mais detalhes abaixo, um valor relativo ao amortecimento agregado pode ser determinado com base nas seções de declínio 430a, 530a-530f e nas seções ascendentes 430b, 630a-630f. Por exemplo, as seções de declínio 430a, 530a-530f e/ou as seções ascendentes 430b, 630a-630f podem ser usadas para determinar, por exemplo, uma característica de amortecimento agregado ou uma característica de declínio agregado. A característica de amortecimento agregado pode ser uma característica de amortecimento médio Cmédio e a característica de declínio agregado pode ser uma característica de amortecimento médio ζmédio. Com mais particularidade, uma característica de amortecimento médio com base em declino Cmédio pode ser determinada com base nas seções de declínio 430a, 530a-530f e uma característica de amortecimento médio com base na subida Cmédio pode ser determinada com base nas seções ascendentes 430b, 630a-630f.

[0094] Por exemplo, como discutido acima, as características de amortecimento C das seções de declínio 430a, 530a-530f podem ser determinadas a partir da característica de declínio ζ medindo também uma frequência ressonante f0 e determinando a característica de amortecimento C de M2ζω0, onde ω0 = 2πf0. Também como discutido acima, a característica de amortecimento C pode ser com base na curva logarítmica das seções ascendentes 430b, 630a-630f. Consequentemente, a característica de amortecimento C determinada com base em uma ou mais das seções de declínio 430a, 530a-530f e a característica de amortecimento C determinada com base em uma ou mais das seções ascendentes

430b, 630a-630f podem, por exemplo, ser calculadas juntas na média para determinar uma característica de amortecimento médio Cmédio.

[0095] A característica de amortecimento médio Cmédio pode ser mais repetível, em relação a cada uma das seções de declínio 430a, 530a-530f ou seções ascendentes 430b, 630a-630f. Por exemplo, como descrito acima, a característica de declínio ζ pode ser determinada com base em medições de tensão de desvio, que podem incluir ruído. O ruído pode fazer com que cada das seções de declínio 430a, 530a-530f e seções ascendentes 430b, 630a-630f variem ao longo do tempo, embora os atributos reais de amortecimento do conjunto de medidor permaneçam os mesmos. Isto é, o ruído pode fazer com que cada das seções de declínio 430a, 530a-530f e seções ascendentes 430b, 630a-630f não sejam substancialmente repetíveis. Consequentemente, a característica de amortecimento médio Cmédio pode ser mais repetível do que uma característica de amortecimento C determinada com base em uma das seções de declínio 430a, 530a-530f e seções ascendentes 430b, 630a-630f.

[0096] As seções de declínio e ascendentes 430a, 430b de Figura 4 são parte do traçado de tensão de resposta 430, que é cíclico. Consequentemente, as seções ascendentes e de declínio de Figura 4 são respectivamente repetidas, substancialmente as mesmas, e não contíguas. Em contraste, as seções de declínio e ascendentes 530a-530f, 630a-630f de Figuras 5 e 6 são dos traçados de tensão de resposta 530, 630, que não são, como mostrados, cíclicos. Consequentemente, as seções de desvio e ascendentes 530a-530f, 630a-630f de Figuras 5 e 6 são contíguas, não repetidas e distintas.

[0097] Embora a discussão acima com relação às Figuras 4-6 discuta valores relacionados ao amortecimento médio (por exemplo, característica de amortecimento médio C, característica de declínio médio ζmédio, etc.), qualquer valor apropriado relacionado ao amortecimento pode ser empregado. Por exemplo, um valor que está relacionado ao amortecimento, mas não é a característica de declínio ou a característica de amortecimento, pode ser empregado. Adicionalmente ou alternativamente, o valor relativo ao amortecimento agregado pode ser um pouco diferente do valor médio. Por exemplo, o valor relativo ao amortecimento agregado pode ser uma média, média ponderada, etc. Adicionalmente ou alternativamente, o valor relativo ao amortecimento agregado pode ser determinado de qualquer modo apropriado. Por exemplo, subconjuntos das seções de declínio e ascendentes 430a, 430b, 530a-530f, 630a-630f podem ser usados para determinar o valor relativo ao amortecimento médio. Em um exemplo particular, os limiares podem ser usados para excluir algumas das seções de declínio e ascendentes 430a, 430b, 530a-530f, 630a-630f se excedidos devido aos dados claramente errôneos e corrompidos.

[0098] Figura 7 mostra um método 700 de determinar uma característica de amortecimento de um conjunto de medidor. Como mostrado em Figura 7, o método 700 inclui receber uma resposta vibracional em etapa 710. A resposta vibracional pode ser recebida pela interface 201 na eletrônica de medidor 20 descrita acima. Em etapa 720, o método 700 mede uma pluralidade de tensões de resposta da resposta vibracional. A pluralidade de tensões de resposta pode ser medida pela interface 201 e/ou sistema de processamento 203 descritos acima. Uma pluralidade de tensões de resposta pode incluir uma ou mais seções de declínio e uma ou mais seções ascendentes. Em etapa 730, o método 700 pode determinar um valor relativo ao amortecimento agregado de um conjunto de medidor, tal como o conjunto de medidor 10 descrito acima. O valor relativo ao amortecimento agregado pode ser determinado com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes.

[0099] Em um exemplo, pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes são um traçado de tensão de resposta cíclica. Por exemplo, com referência à Figura 4, as seções de declínio e ascendentes 430a, 430b são parte do traçado de tensão de resposta 430, que é cíclico. Em outro exemplo, a uma ou mais seções de declínio são de uma curva de declínio de tensão de resposta e a uma ou mais seções ascendentes são de uma curva ascendente de tensão de resposta. Por exemplo, com referência às Figuras 5 e 6, seções de declínio e ascendentes 530a-530f, 630a-630f são dos traçados de tensão de resposta 530, 630, que são respectivamente uma curva de declínio de tensão de resposta e uma curva ascendente de tensão de resposta.

[00100] O valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor pode ser um valor característico de declínio agregado do conjunto de medidor com base na uma ou mais seções de declínio. Por exemplo, uma característica de amortecimento médio Cmédio com base em declínio pode ser determinada com base nas seções de declínio 430a, 530a-530f respectivamente mostradas em Figuras 4 e 5. O método também pode determinar uma característica de amortecimento com base no valor característico de declínio agregado. Por exemplo, uma característica de amortecimento médio Cmédio com base em declínio pode ser determinada com base nas seções de declínio 430a, 530a-530f. De modo adicional ou alternativo, o valor característico de declínio agregado pode ser uma média das características de declínio fracionário respectivamente correspondendo a uma ou mais seções de declínio.

[00101] O valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor pode ser um valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor. Por exemplo, a característica de amortecimento agregado pode ser uma característica de amortecimento médio Cmédio. Isto é, o valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor pode ser constituído de uma característica de amortecimento médio do conjunto de medidor.

[00102] O precedente descreve a eletrônica de medidor 20 e o método 700 que podem determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo, tal como o conjunto de medidor 10 e medidor de fluxo 5 descritos acima. O amortecimento do conjunto de medidor 10 pode ser determinado a partir de uma ou mais seções de declínio 430a, 530a-530f ou uma ou mais seções ascendentes 430b, 630a-630f. Por exemplo, um valor relativo ao amortecimento agregado pode ser determinado a partir da uma ou mais seções de declínio 430a, 530a-530f ou uma ou mais seções ascendentes 430b, 630a-630f. Como o valor relativo ao amortecimento agregado é determinado a partir da uma ou mais seções de declínio 430a, 530a-530f ou uma ou mais seções ascendentes 430b, 630a-630f, ruído, ou outra corrupção de dados espúrios, pode não causar uma variação tão significativa no amortecimento determinado do conjunto de medidor, assegurando, assim, uma verificação mais repetível de medidor.

[00103] Consequentemente, a solução técnica que inclui, entre outros aspectos, determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio 430a, 530a-530f e da uma ou mais seções ascendentes 430b, 630a-630f, pode ser usado para resolver um problema técnico de, por exemplo, ruído nos traçados de tensão de respostas 430, 530, 630 que pode causar determinações imprecisas de um amortecimento de um conjunto de medidor.

[00104] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas as modalidades contempladas pelos inventores para estar dentro do escopo da presente descrição. De fato, os versados na técnica irão reconhecer que certos elementos das modalidades acima descritas podem ser combinados de modo variado ou eliminados para criar outras modalidades e tais outras modalidades estão dentro do escopo e dos ensinamentos da presente descrição. Também será evidente para os versados na técnica que as modalidades acima descritas podem ser combinadas no todo ou em parte de modo a criar modalidades adicionais dentro do escopo e dos ensinamentos da presente descrição.

[00105] Assim, embora modalidades específicas sejam descritas aqui para fins ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da presente descrição, como aqueles versados na técnica relevante irão reconhecer. Os ensinamentos dados aqui podem ser aplicados a outras eletrônicas e métodos que determinam um amortecimento de um conjunto de medidor e não apenas às 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

REIVINDICAÇÕES

1. Eletrônica de medidor (20) para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor (10) de um medidor de fluxo (5), a eletrônica de medidor (20) caracterizada pelo fato de que compreende uma interface (201) para receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto de medidor (10) em uma frequência substancialmente ressonante, e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201), o sistema de processamento (203) sendo configurado para: receber a resposta vibracional a partir da interface (201); medir uma pluralidade de tensões de resposta (V) da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta (V) incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f); e determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f) e da uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f).

2. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio (430a, 530a- 530f) e da uma ou mais seções ascendentes (430b, 630a-630f) é um traçado de tensão de resposta cíclica (430, 530, 630).

3. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a uma ou mais seções de declínio (530a-530f) são de uma curva de declínio de tensão de resposta e a uma ou mais seções ascendentes (630a-630f) são de uma curva ascendente de tensão de resposta.

4. Eletrônica de medidor (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é um valor característico de declínio agregado do conjunto de medidor (10) com base na uma ou mais seções de declínio (430a, 530a-530f).

5. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é configurado adicionalmente para determinar uma característica de amortecimento com base no valor característico de declínio agregado.

6. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o valor característico de declínio agregado é uma média das características de declínio fracionário respectivamente correspondendo a uma ou mais seções de declínio (530a-530f).

7. Eletrônica de medidor (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é um valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor (10).

8. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor (10) é constituído da característica de amortecimento médio do conjunto de medidor (10).

9. Método para determinar um amortecimento de um conjunto de medidor de um medidor de fluxo, o método caracterizado pelo fato de que compreende receber uma resposta vibracional a partir de um conjunto de medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma vibração do conjunto de medidor em uma frequência substancialmente ressonante, com o método compreendendo adicionalmente: receber a resposta vibracional; medir uma pluralidade de tensões de resposta da resposta vibracional, a pluralidade de tensões de resposta incluindo pelo menos uma de uma ou mais seções de declínio e de uma ou mais seções ascendentes; e determinar um valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor com base em, pelo menos, uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da uma ou mais seções de declínio e da uma ou mais seções ascendentes são um traçado de tensão de resposta cíclica.

11. Método acordo com uma da reivindicação 9 ou reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais seções de declínio são de uma curva de declínio de tensão de resposta e a uma ou mais seções ascendentes são de uma curva ascendente de tensão de resposta.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor é um valor característico de declínio agregado do conjunto de medidor com base na uma ou mais seções de declínio.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar uma característica de amortecimento com base no valor característico de declínio agregado.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o valor característico de declínio agregado é uma média das características de declínio fracionário respectivamente correspondendo a uma ou mais seções de declínio.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 9 a 14, caracterizado pelo fato de que o valor relativo ao amortecimento agregado do conjunto de medidor é um valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o valor característico de amortecimento agregado do conjunto de medidor é constituído da característica de amortecimento médio do conjunto de medidor.

SINAL RTD

SINAL DE ACIONAMENTO

SINAL DE VELOCIDADE ESQUERDO

ELETRÔNICA

DE MEDIDOR

SINAL DE VELOCIDADE DIREITO

ELETRÔNICA DE MEDIDOR

SISTEMA DE PROCESSAMENTO Petição 870210009923, de 29/01/2021, pág. 44/73

SISTEMA DE ARMAZENAMENTO RESPOSTA VIBRACIONAL ROTINA DE CARAC. DE RIGIDEZ

FREQUÊNCIA TOLERÂNCIA

TENSÃO MUDANÇA DE RIGIDEZ

CORRENTE ALVO VIBRACIONAL

CARACTERÍSTICA DE DECLÍNIO CARAC. DE RIGIDEZ SEGUNDA CARAC. DE RIGIDEZ

Petição 870210009923, de 29/01/2021, pág. 45/73

ALVOS DE ACIONAMENTO DO COMUTADOR

ÁREA DE AJUSTE DE CURVA TENSÃO DE DESVIO (V) TEMPO (S)

Petição 870210009923, de 29/01/2021, pág. 46/73

SEÇÕES MÚLTIPLAS DE DECLÍNIO E ASCENDENTE TENSÃO DE DESVIO (V) TEMPO (S)

Petição 870210009923, de 29/01/2021, pág. 47/73

TENSÃO DE DESVIO VERSUS TEMPO

VPARTIDA TENSÃO DE DESVIO (V)

VPARADA TEMPO (S)

Petição 870210009923, de 29/01/2021, pág. 48/73

TENSÃO DE DESVIO VERSUS TEMPO

VPARADA

VPARTIDA TENSÃO DE DESVIO (V) TEMPO (S)

RECEBER UMA

RESPOSTA VIBRACIONAL

MEDIR PLURALIDADE DE TENSÕES DE

RESPOSTA DA RESPOSTA VIBRACIONAL

INCLUINDO PELO MENOS UMA DA UMA OU

MAIS SEÇÕES DE DECLÍNIO E DA UMA

OU MAIS SEÇÕES ASCENDENTES

DETERMINAR UM VALOR RELATIVO AO

AMORTECIMENTO AGREGADO DO CONJUNTO

DO MEDIDOR COM BASE EM PELO MENOS

UMA DA UMA OU MAIS SEÇÕES DE DECLÍNIO

E DA UMA OU MAIS SEÇÕES ASCENDENTES