BR122016025776B1

BR122016025776B1 - APPARATUS AND DIAGNOSTIC METHODS FOR A CORIOLIS FLOW METER

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Publication date: 2017-08-29

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“APARELHOS E MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO PARA UM MEDIDOR DE FLUXO DE CORIOLIS” ( Pedido dividido do PI0318511-7, depositado em 29/09/2013) Fundamento da Invenção 1. Campo da Invenção [001 ]A presente invenção relaciona-se com aparelhos e métodos de diagnóstico para um medidor de fluxo de Coriolis. 2. Indicação do Problema [002] É conhecido utilizar medidores de fluxo de massa de Coriolis para medir o fluxo de massa e outras informações de materiais fluindo através de uma tubulação, como revelado na Patente US N2 4.491.025 emitida para J.E. Smith, et al., de 12 de Janeiro de 1985, e na Re. 31.450 para J.E. Smith de 11 de Fevereiro de 1982. Estes medidores de fluxo possuem um ou mais tubos de fluxo de diferentes configurações. Cada configuração de conduto pode ser vista como possuindo um conjunto de modos de vibração natural incluindo, por exemplo, modos de curvatura, de torção, radiais e acoplados simples. Em uma aplicação típica da medição do fluxo de massa de Coriolis, uma configuração de conduto é estimulada em um ou mais modos de vibração a medida que o material flui através do conduto, e a moção do conduto é medida em pontos espaçados ao longo do conduto.“DIAGNOSTIC APPARATUS AND METHODS FOR A CORIOLIS FLOW METER” (Split Order PI0318511-7, filed 09/29/2013) Background of the Invention 1. Field of the Invention [001] The present invention relates to apparatus and Diagnostic methods for a Coriolis flowmeter. 2. Problem Indication [002] It is known to use Coriolis mass flow meters to measure mass flow and other material information flowing through a pipe, as disclosed in US Patent No. 4,491,025 issued to JE Smith, et. al., of January 12, 1985, and in Re. No. 31,450 to J.E. Smith of February 11, 1982. These flow meters have one or more flow tubes of different configurations. Each conduit configuration can be viewed as having a set of natural vibration modes including, for example, bend, twist, radial and single coupled modes. In a typical Coriolis mass flow measurement application, a conduit configuration is stimulated in one or more modes of vibration as material flows through the conduit, and the conduit motion is measured at spaced points along the conduit. .

[003] Os modos de vibração dos sistemas preenchidos com material são definidos em parte pela massa combinada dos tubos de fluxo e pelo material dentro dos tubos de fluxo. O material flui para dentro do medidor de fluxo a partir de uma tubulação conectada no lado de entrada do medidor de fluxo. O material é então direcionado através do tubo de fluxo ou tubos de fluxo e sai do medidor de fluxo até uma tubulação conectada no lado de saída.[003] The vibration modes of material-filled systems are defined in part by the combined mass of the flow tubes and the material within the flow tubes. Material flows into the flow meter from a pipe connected at the inlet side of the flow meter. Material is then directed through the flow tube or flow tubes and exits the flow meter to a pipe connected at the outlet side.

[004] Um acionador aplica uma força junto ao tubo de fluxo. A força causa que o tubo de fluxo oscile. Quando não existe material fluindo através do medidor de fluxo, todos os pontos ao longo de um tubo de fluxo oscilam com uma fase idêntica. A medida que o material começa a fluir através do tubo de fluxo, as acelerações de Coriolis causam que cada ponto ao longo do tubo de fluxo possua uma fase diferente com respeito aos outros pontos ao longo do tubo de fluxo. A fase no lado de entrada do tubo de fluxo retarda o acionador, enquanto a fase no lado de saída induz o acionador. Os sensores são colocados em pontos diferentes no tubo de fluxo para produzir sinais sinusoidais que representam a moção do tubo de fluxo nos diferentes pontos. Uma diferença de fase dos sinais recebida a partir dos sensores é calculada em unidades de tempo.[004] A trigger applies a force to the flowtube. The force causes the flow tube to oscillate. When there is no material flowing through the flowmeter, all points along a flowtube oscillate with an identical phase. As material begins to flow through the flowtube, Coriolis accelerations cause each point along the flowtube to have a different phase with respect to the other points along the flowtube. The phase on the inlet side of the flow pipe slows down the actuator, while the phase on the outlet side induces the actuator. The sensors are placed at different points in the flow tube to produce sinusoidal signals that represent the flow tube motion at different points. A phase difference of the signals received from the sensors is calculated in units of time.

[005] A diferença de fase entre os sinais do sensor é proporcional a taxa de fluxo de massa do material fluindo através do tubo de fluxo ou tubos de fluxo. A taxa de fluxo de massa do material é determinada por multiplicar a diferença de fase por um fator de calibragem de fluxo. O fator de calibragem de fluxo é determinado por um processo de calibragem. No processo de calibragem, um fluído conhecido é transmitido através do tubo de fluxo em uma dada taxa de fluxo e a proporção entre a diferença de fase e a taxa de fluxo é calculada.[005] The phase difference between sensor signals is proportional to the mass flow rate of material flowing through the flow tube or flow tubes. The material mass flow rate is determined by multiplying the phase difference by a flow calibration factor. The flow calibration factor is determined by a calibration process. In the calibration process, a known fluid is transmitted through the flow tube at a given flow rate and the ratio of phase difference to flow rate is calculated.

[006] Uma vantagem de um medidor de fluxo de Coriolis é que não existem componentes se movendo no tubo de fluxo vibratório. A taxa de fluxo é determinada por multiplicar a diferença de fase entre dois pontos no tubo de fluxo e o fator de calibragem de fluxo. A diferença de fase é calculada a partir dos sinais sinusoidais recebidos a partir dos sensores indicando a oscilação de dois pontos no tubo de fluxo. O fator de calibragem de fluxo é proporcional às propriedades de material e de amostragem do tubo de fluxo. Portanto, a medição da diferença de fase e do fator de calibragem de fluxo não é afetada pelo desgaste dos componentes se movendo no medidor de fluxo.[006] One advantage of a Coriolis flowmeter is that there are no components moving in the vibratory flowtube. The flow rate is determined by multiplying the phase difference between two points in the flow tube and the flow calibration factor. The phase difference is calculated from the sinusoidal signals received from the sensors indicating the two point oscillation in the flow tube. The flow calibration factor is proportional to the material and sampling properties of the flow tube. Therefore, the measurement of phase difference and flow calibration factor is not affected by wear of the components moving in the flow meter.

[007] Entretanto, é um problema o fato de que as propriedades de material, propriedades de amostragem e a rigidez de um tubo de fluxo poderem se alterar durante a operação do medidor de fluxo de Coriolis. As alterações nas propriedades de material, nas propriedades de amostragem e na rigidez do tubo de fluxo podem ser causadas por erosão, corrosão e pelo revestimento do tubo de fluxo pelo material fluindo através do tubo de fluxo, alterando as montagens e a temperatura da tubulação. Um exemplo da alteração nas propriedades de amostragem do tubo de fluxo é a alteração no momento de inércia causado pela corrosão do tubo de fluxo. Um segundo exemplo de uma alteração no material e nas propriedades de amostragem do tubo de fluxo é um aumento da massa do tubo de fluxo e uma diminuição nas áreas de amostragem causados pelo revestimento do tubo de fluxo pelos materiais fluindo através do tubo. Uma alteração nas propriedades de material, nas propriedades de amostragem e na rigidez do tubo de fluxo pode alterar os fatores de calibragem de fluxo e densidade do medidor de fluxo. Se o fator de calibragem de fluxo do medidor de fluxo se alterar, as taxas de fluxo que são calculadas utilizando o fator de calibragem de fluxo original são imprecisas. Portanto, existe, na técnica, uma necessidade de um sistema que detecte uma possível alteração nas propriedades de material, nas propriedades de amostragem e / ou na rigidez de um tubo de fluxo indicando que as taxas de fluxo de massa medidas pelo medidor de fluxo de Coriolis podem ser imprecisas.However, it is a problem that the material properties, sampling properties, and stiffness of a flowtube may change during the operation of the Coriolis flowmeter. Changes in material properties, sampling properties, and stiffness of the flow pipe may be caused by erosion, corrosion, and coating of the flow pipe by material flowing through the flow pipe, altering pipe assemblies and temperature. An example of the change in flow tube sampling properties is the change in moment of inertia caused by flow tube corrosion. A second example of a change in flow tube sampling material and properties is an increase in flow tube mass and a decrease in sampling areas caused by the coating of the flow tube by materials flowing through the tube. A change in material properties, sampling properties, and stiffness of the flowtube may change the flowmeter density and flowmeter factors. If the flowmeter's flow calibration factor changes, the flow rates that are calculated using the original flow calibration factor are inaccurate. Therefore, there is a need in the art for a system that detects a possible change in material properties, sampling properties and / or stiffness of a flowtube indicating that the mass flow rates measured by the flowmeter. Coriolis may be inaccurate.

Sumário da Solução [008] Os problemas ditos acima e outros são resolvidos e um avanço na técnica é alcançado através da provisão de um sistema para validar a integridade de um medidor de fluxo de Coriolis através da determinação e comparação de vários parâmetros, incluindo o fluxo e densidade da massa. Por exemplo, o fluxo e densidade da massa são determinados baseado no efeito do fluxo de massa na freqüência, como revelado na Patente US N2 5.687.100 para Buttler et al., de 11 de Novembro de 1997.Solution Brief [008] The above and other problems are solved and a breakthrough in the art is achieved by providing a system to validate the integrity of a Coriolis flow meter by determining and comparing various parameters, including flow. and mass density. For example, mass flow and density are determined based on the effect of mass flow on frequency, as disclosed in US Patent No. 5,687,100 to Buttler et al. Of November 11, 1997.

[009] Um método para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo uti- lizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreendem calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados. O método para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui determinar uma densidade de um material fluindo através do medidor de fluxo associado com cada modo. O método para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui determinar o efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado. O método para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui calcular uma taxa de fluxo baseado na densidade e no efeito da taxa de fluxo nos valores de densidade para cada modo desejado.A method for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The method for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes comprises calibrating the flow meter for a number of desired modes. The method for calculating a flow meter flow rate using multiple modes includes determining a density of a material flowing through the flow meter associated with each mode. The method for calculating a flow meter flow rate using multiple modes additionally includes determining the effect of the flow rate on density for each desired mode. The method for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes additionally includes calculating a flow rate based on density and the effect of the flow rate on density values for each desired mode.

[010] Um método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreendem a determinação de uma taxa de fluxo associada com cada modo desejado. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos comparar as taxas de fluxo e detectar uma condição de erro em resposta a comparação.[010] A method for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The method for validating a flow meter using multiple modes comprises determining a flow rate associated with each desired mode. The method for validating a flow meter using multiple modes to compare flow rates and to detect an error condition in response to comparison.

[011] Um método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende determinar uma densidade de um fluxo de material associada com cada modo desejado. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui comparar os valores de densidade associados com cada modo e detectar uma condição de erro em resposta a comparação.A method for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The method for validating a flow meter using multiple modes comprises determining a density of a material flow associated with each desired mode. The method for validating a flow meter using multiple modes includes comparing the density values associated with each mode and detecting an error condition in response to comparison.

[012] Um método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui determinar uma densidade de um material fluindo através do medidor de fluxo associado com cada modo. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui determinar o efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui calcular uma taxa de fluxo para cada modo desejado a partir da densidade e do efeito da taxa de fluxo nos valores de densidade para cada modo desejado. O método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui comparar as taxas de fluxo e detectar uma condição de erro em resposta a comparação.A method for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The method for validating a flow meter using multiple modes comprises calibrating the flow meter for a number of desired modes. The method for validating a flow meter using multiple modes includes determining a density of a material flowing through the flow meter associated with each mode. The method for validating a flow meter using multiple modes additionally includes determining the effect of the flow rate on density for each desired mode. The method for validating a flow meter using multiple modes further includes calculating a flow rate for each desired mode from the density and the effect of the flow rate on the density values for each desired mode. The method for validating a flow meter using multiple modes additionally includes comparing flow rates and detecting an error condition in response to comparison.

[013] Um método para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método compreende calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados. Após a calibragem, um efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado é determinado. Conhecendo o efeito da taxa de fluxo no valor de densidade para cada modo desejado, uma densidade compensada pela taxa de fluxo para cada modo desejado pode então ser calculada. Uma comparação dos valores de densidade é então feita e uma condição de erro em resposta a comparação é detectada.A method for validating a flow meter using multiple modes is provided in accordance with one embodiment of the invention. The method comprises calibrating the flow meter for a number of desired modes. After calibration, a flow rate effect on density for each desired mode is determined. Knowing the effect of the flow rate on the density value for each desired mode, a density compensated for the flow rate for each desired mode can then be calculated. A comparison of the density values is then made and an error condition in response to the comparison is detected.

[014] Um método para determinar uma temperatura de um fluxo de material utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O método compreende calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados para averiguar as constantes de calibragem. Após a calibragem, um período de tubo é calculado para cada um dos modos desejados. Utilizando as constantes de calibragem e os períodos de tubo para cada modo, uma temperatura de um fluxo de material pode ser determinada.A method for determining a temperature of a material stream using multiple modes is provided in accordance with one embodiment of the invention. The method comprises calibrating the flow meter for a number of desired ways to ascertain calibration constants. After calibration, a tube period is calculated for each of the desired modes. Using the calibration constants and tube periods for each mode, a temperature of a material flow can be determined.

[015] Um sistema para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo uti- lizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados. O sistema para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui um dispositivo para determinar uma densidade de um material fluindo através do medidor de fluxo associado com cada modo. O sistema para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui um dispositivo para determinar o efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado. O sistema para calcular uma taxa de fluxo de um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui um dispositivo para calcular uma taxa de fluxo baseado no efeito da densidade e da taxa de fluxo nos valores de densidade para cada modo desejado.[015] A system for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The system for calculating a flow meter flow rate using multiple modes comprises a device for calibrating the flow meter to a desired number of modes. The system for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes includes a device for determining a density of a material flowing through the flow meter associated with each mode. The system for calculating a flow meter flow rate using multiple modes additionally includes a device for determining the effect of the flow rate on density for each desired mode. The system for calculating a flow rate of a flow meter using multiple modes additionally includes a device for calculating a flow rate based on the effect of density and flow rate on density values for each desired mode.

[016] Um sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para determinar uma taxa de fluxo associada com cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para comparar as taxas de fluxo determinadas para cada modo e um dispositivo para detectar uma condição de erro em resposta aos valores de densidade comparados associados com cada modo desejado.[016] A system for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The system for validating a flow meter using multiple modes comprises a device for determining a flow rate associated with each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for comparing the flow rates determined for each mode and a device for detecting an error condition in response to the compared density values associated with each desired mode.

[017] Um sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para determinar uma densidade de um fluxo de material associado com cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui um dispositivo para comparar os valores de densidade. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui um dispositivo para detectar uma condição de erro em resposta aos valores de densidade comparados.[017] A system for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The system for validating a flow meter using multiple modes comprises a device for determining a density of a material flow associated with each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes includes a device for comparing density values. The system for validating a flow meter using multiple modes additionally includes a device for detecting an error condition in response to the compared density values.

[018] Um sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para calibrar um medidor de fluxo para um número de modos desejados. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para determinar uma densidade de um material fluindo através do medidor de fluxo associado com cada modo. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para determinar o efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para calcular uma taxa de fluxo para cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para comparar as taxas de fluxo e um dispositivo para detectar uma condição de erro em resposta aos valores de taxa de fluxo comparados.A system for validating a flow meter using multiple modes is provided according to an embodiment of the invention. The system for validating a flow meter using multiple modes comprises a device for calibrating a flow meter for a number of desired modes. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for determining a density of a material flowing through the flow meter associated with each mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for determining the effect of flow rate on density for each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for calculating a flow rate for each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for comparing flow rates and a device for detecting an error condition in response to the compared flow rate values.

[019] Um sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos inclui um dispositivo para determinar um efeito da taxa de fluxo na densidade para cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para calcular um densidade compensada pela taxa de fluxo para cada modo desejado. O sistema para validar um medidor de fluxo utilizando múltiplos modos adicionalmente compreende um dispositivo para comparar os valores de densidade e um dispositivo para detectar uma condição de erro em resposta aos valores de densidade comparados.A system for validating a flow meter using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The system for validating a flow meter using multiple modes comprises a device for calibrating the flow meter for a number of desired modes. The system for validating a flow meter using multiple modes includes a device for determining a flow rate effect on density for each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for calculating a flow rate compensated density for each desired mode. The system for validating a flow meter using multiple modes further comprises a device for comparing density values and a device for detecting an error condition in response to the compared density values.

[020]Um sistema para determinar uma temperatura de um fluxo de material utilizando múltiplos modos é proporcionado de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema para determinar uma temperatura de um fluxo de material utilizando múltiplos modos compreende um dispositivo para calibrar o medidor de fluxo para um número de modos desejados para averiguar as constantes de calibragem. O sistema para determinar uma temperatura de um fluxo de material utilizando múltiplos modos inclui um dispositivo para determinar um período de tubo para cada um dos modos desejados. O sistema para determinar uma temperatura de um fluxo de material utilizando múltiplos modos adicionalmente inclui um dispositivo para determinar uma temperatura do fluxo de material utilizando as constantes de calibragem e os períodos de tubo para cada modo.A system for determining a material flow temperature using multiple modes is provided according to one embodiment of the invention. The system for determining a temperature of a material flow using multiple modes comprises a device for calibrating the flow meter to a number of desired modes for ascertaining calibration constants. The system for determining a material flow temperature using multiple modes includes a device for determining a pipe period for each of the desired modes. The system for determining a material flow temperature using multiple modes additionally includes a device for determining a material flow temperature using calibration constants and tube periods for each mode.

Descrição dos Desenhos [021 ]A Fig. 1 ilustra um medidor de fluxo de Coriolis em um exemplo da invenção;Description of the Drawings Fig. 1 illustrates a Coriolis flow meter in an example of the invention;

[022] A Fig. 2 ilustra um sistema de validação em um exemplo da invenção;Fig. 2 illustrates a validation system in an example of the invention;

[023] A Fig. 3 ilustra um sistema de validação em um exemplo da invenção;Fig. 3 illustrates a validation system in an example of the invention;

[024] A Fig. 4 ilustra um processo para determinar a taxa de fluxo em um exemplo da invenção;Fig. 4 illustrates a process for determining the flow rate in an example of the invention;

[025] A Fig. 5 ilustra um sistema de validação em um exemplo da invenção;Fig. 5 illustrates a validation system in an example of the invention;

[026] A Fig. 6 ilustra um sistema de validação em um exemplo da invenção; e [027] A Fig. 7 ilustra um processo para temperatura em um exemplo da invenção.Fig. 6 illustrates a validation system in an example of the invention; and [027] Fig. 7 illustrates a process for temperature in an example of the invention.

Descrição Detalhada da Invenção [028] As Figs. 1 a 7 e a descrição seguinte descrevem exemplos específicos para ensinar aos com conhecimento na técnica como realizar e utilizar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios da invenção, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os com conhecimento na técnica irão apreciar variações a partir destes exemplos que caem dentro do escopo da invenção. Os exemplos abaixo foram expressos utilizando dois modos para brevidade. Deve ser entendido que podem ser utilizados mais que dois modos. Os com conhecimento na técnica irão apreciar que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados em várias maneiras para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não está limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas somente pelas reivindicações e seus equivalentes.Detailed Description of the Invention Figs. 1-7 and the following description describe specific examples for teaching those skilled in the art how to make and use the best mode of the invention. For the purpose of teaching principles of the invention, some conventional aspects have been simplified or omitted. Those skilled in the art will appreciate variations from these examples that fall within the scope of the invention. The examples below were expressed using two modes for brevity. It should be understood that more than two modes may be used. Those skilled in the art will appreciate that the aspects described below may be combined in various ways to form multiple variations of the invention. As a result, the invention is not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.

[029] A Fig. 1 apresenta um medidor de fluxo de Coriolis 5 compreendendo uma montagem do medidor 10 e os componentes eletrônicos do medidor 20. A montagem do medidor 10 responde a taxa de fluxo de massa e a densidade de um material de processo. Os componentes eletrônicos do medidor 20 são conectados com a montagem do medidor 10 via os cabos condutores 100 para proporcionar informação de densidade, taxa de fluxo da massa e de temperatura através do caminho 26, bem como outras informações não relevantes para a presente invenção. Uma estrutura do medidor de fluxo de Coriolis é descrita, apesar de ser aparente para os com conhecimento na técnica que a presente invenção poderia ser praticada como um densitôme-tro de tubo vibratório sem a capacidade de medição adicional proporcionada por um medidor de fluxo de massa de Coriolis.Fig. 1 shows a Coriolis flow meter 5 comprising a meter 10 assembly and meter 20 electronics. The meter 10 assembly responds to the mass flow rate and density of a process material. The electronic components of meter 20 are connected to meter assembly 10 via lead wires 100 to provide density, mass flow rate and temperature information through path 26, as well as other information not relevant to the present invention. A structure of the Coriolis flow meter is described, although it is apparent to those skilled in the art that the present invention could be practiced as a vibratory tube densitometer without the additional measuring capability provided by a mass flow meter. of Coriolis.

[030] A montagem do medidor 10 inclui um par de tubos de distribuição 150 e 150’, as flanges 103 e 103’ possuindo os gargalos da flange 110 e 110’, um par de tubos de fluxo paralelos 130 e 130’, o mecanismo de acionamento 180, o sensor de temperatura 190 e um par de sensores de velocidade 170L e 170R. Os tubos de fluxo 130 e 130’ possuem duas pernas de entrada essencialmente retas 131 e 131’ e as pernas de saída 134 e 134’ que se convergem em direção uma a outra nos blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120’. Os tubos de fluxo 130 e 130’ se curvam em duas localizações simétricas ao longo de seu comprimento e são essencialmente paralelos por todo seu comprimento. As barras de fixação 140 e 140’ servem para definir o eixo geométrico WeW’ao redor do qual cada tubo de fluxo oscila.Meter assembly 10 includes a pair of manifolds 150 and 150 ', flanges 103 and 103' having flange necks 110 and 110 ', a pair of parallel flow tubes 130 and 130', the mechanism 180, the temperature sensor 190 and a pair of 170L and 170R speed sensors. Flow tubes 130 and 130 'have two essentially straight inlet legs 131 and 131' and outlet legs 134 and 134 'which converge towards each other in flow tube mounting blocks 120 and 120'. Flow tubes 130 and 130 'bend at two symmetrical locations along their length and are essentially parallel throughout their length. Clamping bars 140 and 140 'serve to define the WeW' geometry axis around which each flow pipe oscillates.

[031 ]As pernas laterais 131, 131’ e 134, 134’ dos tubos de fluxo 130 e 130’ são ligadas de forma fixa com os blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120’ e estes blocos, por sua vez, são ligados de forma fixa com os tubos de distribuição 150 e 150’. Isto proporciona um caminho de material fechado contínuo através da montagem do medidor de Coriolis 10.The side legs 131, 131 'and 134, 134' of the flow pipes 130 and 130 'are fixedly connected with the flow tube mounting blocks 120 and 120' and these blocks in turn are fixedly connected to the manifolds 150 and 150 '. This provides a continuous enclosed material path by mounting the Coriolis meter 10.

[032] Quando as flanges 103 e 103’ possuindo os orifícios 102 e 102’ são conectadas, via a extremidade de entrada 104 e a extremidade de saída 104’ em uma linha de processo (não apresentada) que transporta o material de processo que está sendo medido, o material que entra na extremidade 104 do medidor através de um orifício 101 na flange 103 é conduzido através do tubo de distribuição 150 para o bloco de montagem do tubo de fluxo 120 possuindo uma superfície 121. Dentro do tubo de distribuição 150, o material é dividido e direcionado através dos tubos de fluxo 130 e 130’. Quando saindo dos tubos de fluxo 130 e 130’, o material de processo é recom-binado em um fluxo único dentro do tubo de distribuição 150’ e é portanto direcionado para sair da extremidade 104’ conectada pela flange 103’ possuindo os orifícios de parafuso 102’ para a linha de processo (não apresentada).When the flanges 103 and 103 'having holes 102 and 102' are connected, via the inlet end 104 and the outlet end 104 'in a process line (not shown) that carries the process material that is in the process. being measured, material entering the end 104 of the meter through a hole 101 in the flange 103 is led through the manifold 150 to the flow tube mounting block 120 having a surface 121. Within the manifold 150, material is divided and directed through flow tubes 130 and 130 '. When exiting the flow tubes 130 and 130 ', the process material is recombined in a single flow within the distribution tube 150' and is therefore directed to exit end 104 'connected by flange 103' having screw holes 102 'to the process line (not shown).

[033] Os tubos de fluxo 130 e 130’ são selecionados e montados de forma apropriada junto aos blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120’ de modo a terem substancialmente a mesma distribuição de massa, os mesmos momentos de inércia e o mesmo módulo de Young ao redor dos eixos de curvatura W-W e W’~W’, respectivamente. Estes eixos de curvatura passam pelas barras de fixação 140 e 140’. Na medida que o módulo de Young dos tubos de fluxo se altera com a temperatura e esta alteração afeta o cálculo do fluxo e da densidade, o detector de temperatura resistente (RTD) 190 é montado junto ao tubo de fluxo 130’, para medir continuamente a temperatura do tubo de fluxo. A temperatura do tubo de fluxo e, portanto, a voltagem surgindo através do RTD para uma dada corrente passando através do mesmo, é governada pela temperatura do material passando através do tubo de fluxo. A voltagem dependente da temperatura surgindo através do RTD é utilizada em um método bem conhecido pelos componentes eletrônicos do medidor 20 para compensar a alteração no módulo elástico dos tubos de fluxo 130 e 130’ devido a quaisquer alterações na temperatura do tubo de fluxo. O RTD é conectado com os componentes eletrônicos do medidor 20 pelo cabo condutor 195.Flow tubes 130 and 130 'are appropriately selected and mounted next to flow tube mounting blocks 120 and 120' to have substantially the same mass distribution, same moments of inertia and the same. Young's modulus around the curvature axes WW and W '~ W', respectively. These bending axes pass through the attachment bars 140 and 140 '. As Young's modulus of flow tubes changes with temperature and this change affects flow and density calculation, the resistant temperature detector (RTD) 190 is mounted next to flow tube 130 'to continuously measure the temperature of the flow tube. The temperature of the flow pipe, and therefore the voltage arising through the RTD for a given current passing therethrough, is governed by the temperature of the material passing through the flow pipe. The temperature dependent voltage arising through the RTD is used in a method well known to meter 20 electronics to compensate for the change in elastic modulus of flow tubes 130 and 130 'due to any changes in flow tube temperature. The RTD is connected to the meter 20 electronics by conductor cable 195.

[034] Ambos tubos de fluxo 130 e 130’ são acionados pelo acionador 180 em direções opostas ao redor de seus respectivos eixos de curvatura WeW’eno que é chamado de primeiro modo de curvatura fora de fase do medidor de fluxo. Este mecanismo de acionamento 180 pode compreender qualquer uma dentre várias disposições bem conhecidas, tal como um ímã montado junto ao tubo de fluxo 130’ e uma bobina oposta montada junto ao tubo de fluxo 130 e através da qual uma corrente alternada é transmitida para vibrar ambos tubos de fluxo. Um sinal de acionamento adequado é aplicado pelos componentes eletrônicos do medidor 20, via o cabo condutor 185, para acionar o mecanismo 180.Both flow pipes 130 and 130 'are driven by actuator 180 in opposite directions around their respective WeW'eno bending axes which is called the first phase out-of-phase bending mode of the flow meter. This drive mechanism 180 may comprise any of several well-known arrangements, such as a magnet mounted near the flow pipe 130 'and an opposite coil mounted near the flow pipe 130 and through which an alternating current is transmitted to vibrate both. flow pipes. A suitable trigger signal is applied by meter 20 electronics via cable 185 to drive mechanism 180.

[035] Os componentes eletrônicos do medidor 20 recebem o sinal de temperatura do RTD no cabo condutor 195 e os sinais de velocidade esquerdo e direito surgindo nos cabos condutores 165L e 165R, respectivamente. Os componentes eletrônicos do medidor 20 produzem o sinal de acionamento surgindo no cabo condutor 185 para acionar o elemento 180 e vibrar os tubos 130 e 130’. Os componentes eletrônicos do medidor 20 processam os sinais de velocidade esquerdo e direito e o sinal RTD para calcular a taxa de fluxo de massa e a densidade do material passando através da montagem do medidor 10. Esta informação, junto com outras informações, é aplicada pelos componentes eletrônicos do medidor 20 através do caminho 26 para o dispositivo de utilização 29.[035] Meter 20 electronics receive the RTD temperature signal on lead wire 195 and left and right speed signals appearing on lead wires 165L and 165R, respectively. The electronic components of meter 20 produce the drive signal appearing in the conductor cable 185 to drive element 180 and vibrate tubes 130 and 130 '. The electronic components of meter 20 process the left and right speed signals and RTD signal to calculate mass flow rate and material density passing through meter assembly 10. This information, along with other information, is applied by electronic components from meter 20 through path 26 to user device 29.

[036] O medidor de fluxo de Coriolis 5 é vibrado em sua freqüência ressonante de modo a permitir ao medidor de fluxo 5 medir a massa e a densidade. A medição de massa é baseada na seguinte equação: o (1) Onde: mQ é a taxa de fluxo de massa; FCF é o fator de calibragem de fluxo;[036] Coriolis flowmeter 5 is vibrated at its resonant frequency to allow flowmeter 5 to measure mass and density. The mass measurement is based on the following equation: o (1) Where: mQ is the mass flow rate; FCF is the flow calibration factor;

At é o atraso de tempo; e Ato é o atraso de tempo em fluxo zero.At is the time delay; and Act is the zero flow time delay.

[037] O termo FCF é proporcional à rigidez do medidor de fluxo. A rigidez é o parâmetro predominante que afeta a performance do medidor de fluxo. Em outras palavras, se a rigidez do medidor de fluxo se alterar, o FCF do medidor irá se alterar. Uma alteração na performance dos medidores de fluxo pode ser causada por corrosão, erosão e revestimento.[037] The term FCF is proportional to the rigidity of the flow meter. Rigidity is the predominant parameter that affects flowmeter performance. In other words, if the flow meter stiffness changes, the meter FCF will change. A change in flow meter performance can be caused by corrosion, erosion and coating.

[038] A Equação (1) pode ser reescrita para refletir a rigidez: l(2) Onde: G é uma constante geométrica associada com um sensor particular; E é o Módulo de Young; e I é o momento de inércia.[038] Equation (1) can be rewritten to reflect stiffness: l (2) Where: G is a geometric constant associated with a particular sensor; And it's Young's Module; and I is the moment of inertia.

[039] O momento da área de inércia, I, se altera quando o tubo de fluxo do medidor se altera. Por exemplo, se o tubo se corroer, reduzindo a espessura da parede, o momento da área de inércia é diminuído.[039] The moment of inertia area, I, changes when the meter flow tube changes. For example, if the pipe corrodes, reducing the wall thickness, the moment of inertia area is decreased.

[040] A Fig. 2 apresenta um processo 200 para detectar e diferenciar alterações na estrutura do medidor de fluxo a partir de alterações indicadas na taxa de fluxo. O processo 200 inicia com a determinação da taxa de fluxo de massa, mQ, utilizando múltiplos modos nas etapas 210 e 220 a partir da seguinte equação: (3) [041]Quando múltiplos modos são estimulados, tanto a partir do ruído de fluxo como da vibração forçada, a vibração do modo irá se acoplar com o fluxo de massa passando através do tubo de fluxo , causando uma resposta de Coriolis para cada modo. A resposta de Coriolis resulta em um Δ! associado que é utilizado para calcular uma leitura do fluxo de massa para cada modo.Fig. 2 shows a process 200 for detecting and differentiating changes in flow meter structure from indicated changes in flow rate. Process 200 begins with determining mass flow rate, mQ, using multiple modes in steps 210 and 220 from the following equation: (3) [041] When multiple modes are stimulated from both flow noise and of forced vibration, the mode vibration will mate with the mass flow passing through the flow tube, causing a Coriolis response for each mode. Coriolis response results in a Δ! which is used to calculate a mass flow reading for each mode.

[042JA etapa 230 compara a leitura do fluxo de massa para cada modo. A taxa de fluxo de massa resultante deve ser a mesma para cada modo. Se as leituras do fluxo de massa forem iguais, a etapa 250 gera um sinal “operação apropriada” e o processo reinicia na etapa 210. O sinal “operação apropriada" pode ser na forma de um sinal visível ou audível para um usuário, [043]Quando ocorre um desvio entre as taxas de fluxo de massa, as quais estão fora dos limites aceitáveis, um sinal de erro é gerado na etapa 240. O sinal de erro gerado na etapa 240 pode causar que várias ações ocorram. Por exemplo, o sinal de erro pode causar que o processo seja interrompido ou pode indicar um aviso visível ou audível para um operador, o qual então executa a ação apropriada.Step 230 compares the mass flow reading for each mode. The resulting mass flow rate must be the same for each mode. If the mass flow readings are the same, step 250 generates a “proper operation” signal and the process restarts at step 210. The “proper operation” signal may be in the form of a visible or audible signal to a user, [043 ] When a deviation occurs between mass flow rates, which are outside the acceptable range, an error signal is generated in step 240. The error signal generated in step 240 may cause various actions to occur. An error signal may cause the process to be interrupted or may indicate a visible or audible warning to an operator who then takes the appropriate action.

[044JAs medições de densidade do medidor de Coriolis 5 são baseadas na seguinte equação: (4) Onde: k é a rigidez de uma montagem; m é a massa da montagem; / é a freqüência de oscilação; e té o período de oscilação.The density measurements of the Coriolis 5 meter are based on the following equation: (4) Where: k is the stiffness of an assembly; m is the mass of the assembly; / is the oscillation frequency; and is the period of oscillation.

[045] A equação (4) é a solução da equação de moção para um sistema com único grau de liberdade. Um medidor de fluxo de Coriolis em fluxo zero é representado por uma expansão da equação (4) produzindo: (5) Onde E é o módulo de Young; I é o momento de amostragem da inércia; GP é uma constante geométrica; A é a área de amostragem; p é a densidade; / representa o fluído no medidor de fluxo; e t representa o material do(s) tubo(s) de fluxo.[045] Equation (4) is the solution of the motion equation for a single degree of freedom system. A zero flow Coriolis flowmeter is represented by an expansion of equation (4) yielding: (5) Where E is Young's modulus; I is the moment of inertia sampling; GP is a geometric constant; A is the sampling area; p is the density; / represents the fluid in the flow meter; and t represents the material of the flow tube (s).

[046] Por reorganizar as expressões, a equação (5) pode ser reescrita como: pi = Cit2v - Ca{6) Onde: e (7) (S) [047JA constante geométrica, Gp, é responsável pelos parâmetros geométricos tais como comprimento e formato do tubo. As constantes, Ci e Cs, são determinadas como parte do processo de calibragem normal em fluxo zero nos dois fluídos diferentes, [048]A Fig. 3 apresenta um processo 300 para detectar e diferenciar alterações na estrutura do medidor de fluxo a partir das alterações na densidade indicada. O processo 300 inicia com a determinação da densidade, p, utilizando múltiplos modos nas etapas 310 e 320, Os múltiplos modos podem ser estimulados tanto a partir do ruído de fluxo como da vibração forçada, [049] A etapa 330 compara a leitura de densidade para cada modo. A leitura da densidade resultante deve ser a mesma para cada modo. Se as leituras de densidade forem iguais, a etapa 350 gera um sinal “operação apropriada” e o processo reinicia na etapa 310. O sinal “operação apropriada" pode ser na forma de um sinal visível ou audível para um usuário.By rearranging the expressions, equation (5) can be rewritten as: pi = Cit2v - Ca (6) Where: and (7) (S) [047JA geometric constant, Gp, is responsible for geometric parameters such as length and tube shape. The constants, Ci and Cs, are determined as part of the normal zero flow calibration process in the two different fluids. [048] Fig. 3 presents a process 300 for detecting and differentiating changes in the flow meter structure from the changes. at the indicated density. Process 300 begins with density determination, p, using multiple modes in steps 310 and 320. Multiple modes can be stimulated from both flow noise and forced vibration, [049] Step 330 compares density reading for each mode. The resulting density reading should be the same for each mode. If the density readings are the same, step 350 generates an “appropriate operation” signal and the process restarts at step 310. The “appropriate operation” signal can be in the form of a visible or audible signal to a user.

[050] Quando ocorre um desvio entre as leituras de densidade, as quais estão fora dos limites aceitáveis, um sinal de erro é gerado na etapa 340. O sinal de erro gerado na etapa 340 pode causar que várias ações ocorram. Por exemplo, o sinal de erro pode causar que o processo seja interrompido ou pode indicar um aviso visível ou audível para um operador, o qual então executa a ação apropriada.[050] When a deviation occurs between density readings which are outside the acceptable range, an error signal is generated at step 340. The error signal generated at step 340 may cause several actions to occur. For example, the error signal may cause the process to be interrupted or may indicate a visible or audible warning to an operator who then takes the appropriate action.

[051] Em adição ao método descrito na equação (1) para determinar o fluxo de massa, a densidade também pode ser utilizada para calcular o fluxo de massa. Como descrito mais inteíramente na Patente US 5.687.100 para Buttler et al. de 11 de Novembro de 1997, um efeito de fluxo de segunda ordem na expressão de densidade é adicionado para a equação (6), resultando em; (9) Onde: m° é a taxa de fluxo de massa; e FD é o efeito de fluxo na constante de densidade.[051] In addition to the method described in equation (1) for determining mass flow, density can also be used to calculate mass flow. As more fully described in US Patent 5,687,100 to Buttler et al. from November 11, 1997, a second order flow effect on density expression is added to equation (6), resulting in; (9) Where: m ° is the mass flow rate; and FD is the flow effect on the density constant.

[052JO termo FD é uma constante para todas as taxas de fluxo e em todas as densidades para uma dada configuração de modo,, entretanto, o termo FD se diferencia para cada configuração de modo e geometria do tubo.The term FD is a constant for all flow rates and densities for a given mode configuration, however, the term FD differs for each mode and tube geometry configuration.

[053] Quando o medidor de fluxo 5 é acionado em múltiplos modos ou múltiplos modos são medidos, várias equações e várias incógnitas podem ser derivadas. Por exemplo, no caso do medidor de fluxo 5 sendo acionado em dois modos, as equações de densidade sâo escritas como se segue: (10) ¢11} Onde: a é uma primeiro configuração do modo; b é uma segunda configuração do modo;[053] When flowmeter 5 is triggered in multiple modes or multiple modes are measured, various equations and various unknowns can be derived. For example, in the case of flow meter 5 being triggered in two modes, the density equations are written as follows: (10) ¢ 11} Where: a is a first mode setting; b is a second mode setting;

Giatâ2 - Csa é pa> a densidade verdadeira utilizando o modo a;Giatâ 2 - Csa is pa> the true density using mode a;

Ctbib2 - Csb é pb, a densidade verdadeira utilizando o modo b; pia é a densidade verdadeira corrigida para o efeito de fluxo na medição de densidade; e pib é a densidade verdadeira corrigida para o efeito de fluxo na medição de densidade.Ctbib2 - Csb is bp, the true density using mode b; sink is the true density corrected for the flow effect in density measurement; and pib is the true density corrected for the flow effect in density measurement.

[054] As equações (10) e {11) são duas leituras de densidade independentes, em fluxo zero, corrigidas para o efeito do fluxo, utilizando dois modos. Desde que pfa e pib são iguais, as equações (10) e (11} podem ser combinadas para formar: (12) [055] Para um único caminho de fluxo, ma = mt, resultando em uma solução para fluxo de massa como se segue: (13) [056] A Fíg. 4 apresenta um processo 400 para determinar o fluxo de massa baseado na densidade. O processo 400 inicia com a calibragem do medidor de fluxo 5 utilizando os modos “a” e “b” na etapa 410. O processo de calibragem estabelece as constantes Cia e C2a e Cib e C2b utilizando duas densidades de fluído diferentes, isto é, ar e água.[054] Equations (10) and (11) are two independent zero-flow density readings corrected for the effect of flow using two modes. Since pfa and pib are equal, equations (10) and (11} can be combined to form: (12) [055] For a single flow path, ma = mt, resulting in a mass flow solution as follows. (13) [056] Figure 4 presents a process 400 for determining density-based mass flow Process 400 starts with the calibration of flow meter 5 using modes "a" and "b" in step 410. The calibration process establishes the constants Cia and C2a and Cib and C2b using two different fluid densities, ie air and water.

[057] A etapa 420 determina os valores de densidade, pa e pb, a partir da equação (6) acima. A etapa 430 compara pa e pb para determinar se os valores de densidade se correspondem. Se os valores de densidade não se corresponderem, a calibragem deve ser realizada novamente na etapa 410. Se os valores de densidade se corresponderem, as etapas 440 e 450 determinam os valores FD associados para os modos “a” e “b”. Uma vez que os valores FD são determinados, o fluxo de massa é calculado na etapa 460 utilizando a equação (13).[057] Step 420 determines the density values, pa and bp, from equation (6) above. Step 430 compares pa and bp to determine if the density values match. If the density values do not match, calibration must be performed again in step 410. If the density values match, steps 440 and 450 determine the associated FD values for modes “a” and “b”. Once the FD values are determined, the mass flow is calculated in step 460 using equation (13).

[058] O valor ms/d determinado acima também pode ser utilizado para determinar quando as alterações ocorreram no medidor de fluxo. A Fig. 5 apresenta um processo 500 para detectar e diferenciar alterações na estrutura do medidor de fluxo a partir das alterações indicadas na taxa de fluxo. O processo 500 inicia com a determinação da taxa de fluxo de massa, ms/d, a partir da etapa 460 da Fig. 4 na etapa 510.[058] The ms / d value determined above can also be used to determine when changes have occurred in the flow meter. Fig. 5 shows a process 500 for detecting and differentiating changes in flow meter structure from indicated changes in flow rate. Process 500 starts with determining the mass flow rate, ms / d, from step 460 of Fig. 4 in step 510.

[059] A etapa 520 calcula uma taxa de fluxo de massa tradicional, msT, a partir da equação (1) e compara ms/d e msT na etapa 530. Se as leituras de fluxo de massa forem iguais, a etapa 550 gera um sinal “operação apropriada” e o processo reinicia na etapa 510. O sinal “operação apropriada” pode ser na forma de um sinal visível ou audível para um usuário.[059] Step 520 calculates a traditional mass flow rate, msT, from equation (1) and compares ms / msT in step 530. If the mass flow readings are equal, step 550 generates a signal “Proper operation” and the process restarts at step 510. The “proper operation” signal may be in the form of a signal visible or audible to a user.

[060] Quando ocorre um desvio entre as leituras de fluxo de massa, as quais estão fora dos limites aceitáveis, um sinal de erro é gerado na etapa 540. O sinal de erro gerado na etapa 540 pode causar que várias ações ocorram. Por exemplo, o sinal de erro pode causar que o processo seja interrompido ou pode indicar um aviso visível ou audível para um operador que então realiza a ação apropriada.[060] When a deviation occurs between mass flow readings that are outside the acceptable limits, an error signal is generated in step 540. The error signal generated in step 540 may cause several actions to occur. For example, the error signal may cause the process to be interrupted or may indicate a visible or audible warning to an operator who then takes the appropriate action.

[061 ]Os valores pta e ptb determinados acima também podem ser utilizados para determinar quando as alterações ocorreram no medidor de fluxo, A Fig, 6 apresenta um processo 600 para detectar e diferenciar alterações na estrutura do medidor de fluxo a partir das alterações indicadas na densidade corrigida para o efeito da taxa de fluxo.The pta and ptb values determined above can also be used to determine when changes have occurred in the flow meter. Fig. 6 shows a process 600 for detecting and differentiating changes in the flow meter structure from the changes indicated in the flow meter. density corrected for the flow rate effect.

[062] O processo 600 inicia com a calíbragem do medidor de fluxo 5 utilizando os modos “a” e “b” na etapa 610.0 processo de calibragem estabelece as constantes Cia e C2a e Cib e C2b utilizando duas densidades de fluído diferentes, isto é, ar e água. Deve ser entendido que múltiplos modos podem ser utilizados e que o uso de dois modos neste exemplo é somente para propósitos ilustrativos.[600] Process 600 begins with flow meter 5 calibration using modes “a” and “b” in step 610.0 The calibration process establishes the constants Cia and C2a and Cib and C2b using two different fluid densities, ie , air and water. It should be understood that multiple modes may be used and that the use of two modes in this example is for illustrative purposes only.

[063] A etapa 620 determina os valores FD associados para os modos “a” e “b", Uma vez que os valores FD sâo determinados, pta e ptb são calculados na etapa 630 utilizando as equações (10) e {11).[063] Step 620 determines the associated FD values for modes "a" and "b". Once the FD values are determined, pta and ptb are calculated in step 630 using equations (10) and {11).

[064] A etapa 640 compara as leituras de densidade, pia e pit>. As leituras de densidade devem ser a mesma para cada modo. Se as leituras de densidade forem iguais, a etapa 660 gera um sinal “operação apropriada” e o processo reinicia na etapa 620. O sinal “operação apropriada” pode ser na forma de um sinal visível ou audível para um usuário.[064] Step 640 compares the density, sink, and pit> readings. The density readings must be the same for each mode. If the density readings are equal, step 660 generates a “proper operation” signal and the process restarts at step 620. The “proper operation” signal can be in the form of a visible or audible signal to a user.

[065] Quando ocorre um desvio entre as leituras de densidade, as quais estão fora dos limites aceitáveis, um sinal de erro é gerado na etapa 650. O sinal de erro gerado na etapa 650 pode causar que várias ações ocorram. Por exemplo, o sinal de erro pode causar que o processo seja interrompido ou pode indicar um aviso visível ou audível para um operador que então realiza a ação apropriada.[065] When a deviation occurs between density readings, which are outside the acceptable range, an error signal is generated in step 650. The error signal generated in step 650 may cause several actions to occur. For example, the error signal may cause the process to be interrupted or may indicate a visible or audible warning to an operator who then takes the appropriate action.

[066] A determinação de densidade com múltiplos modos também pode ser utilizada para averiguar a temperatura do fluxo de material. A densidade, em função da temperatura, é expressa como se segue: (14) Onde: ρπ é uma densidade compensada pela temperatura utilizando o modo n; G1n é uma primeira constante utilizando o modo n; C2n é uma segunda constante utilizando o modo n; iéo período do tubo; e T é a temperatura do fluxo de material.[066] Multi-mode density determination can also be used to ascertain the material flow temperature. Density, as a function of temperature, is expressed as follows: (14) Where: ρπ is a temperature compensated density using the n mode; G1n is a first constant using the n mode; C2n is a second constant using the n mode; período tube period; and T is the material flow temperature.

[067] Utilizando múltiplos modos, a temperatura do fluxo de material pode ser averiguada utilizando a equação (14). Por exemplo, utilizando dois modos de operação, a equação (14) pode ser expressa como duas equações: (15) (16) [068] Desde que pi e p2 são iguais, as equações (15) e (16) escritas como: (17) Resolvendo para T produz; (18) [069] A Fig. 7 apresenta um processo 700 para averiguar a temperatura do fluxo de material baseado na determinação da densidade com múltiplos modos. O processo 700 inicia com a calibragem do medidor de fluxo 5 utilizando os modos “1 ” e "2" na etapa 710. O processo de calibragem estabelece as constantes Cn e C21 e Cia e C22 utilizando duas densidades de fluído diferentes, isto é, ar e água.[067] Using multiple modes, the material flow temperature can be ascertained using equation (14). For example, using two modes of operation, equation (14) can be expressed as two equations: (15) (16) [068] Since pi and p2 are equal, equations (15) and (16) written as: (17) Solving for T produces; (18) Fig. 7 shows a process 700 for ascertaining the material flow temperature based on multi-mode density determination. Process 700 begins with calibrating flow meter 5 using modes "1" and "2" in step 710. The calibration process establishes the constants Cn and C21 and Cia and C22 using two different fluid densities, that is, air and water.

[070]A etapa 720 determina os valores de densidade, pi e p2, a partir da equação (15) e (16) acima. A etapa 730 compara pi e p2 para determinar se os valores de densidade correspondem. Se os valores de densidade não se corresponderem, a ca-libragem deve ser realizada novamente na etapa 710. Se os valores de densidade se corresponderem, a etapa 740 determina os valores de período de tubo associados para os modos Ί” e “2”. Uma vez que os valores de período de tubo são determinados, a temperatura é calculada na etapa 750 utilizando a equação (18).[070] Step 720 determines the density values, pi and p2, from equation (15) and (16) above. Step 730 compares pi and p2 to determine if the density values match. If the density values do not match, the calibration must be performed again at step 710. If the density values match, step 740 determines the associated pipe period values for modes Ί ”and“ 2 ”. Once the pipe period values are determined, the temperature is calculated in step 750 using equation (18).

REIVINDICAÇÕES

Claims

Method (400) for calculating a flow rate of a Coriolis flowmeter (5) using multiple vibrational modes comprising the steps of: calibrating (410) the Coriolis flowmeter for each desired vibrational mode; determining (420) the density of a material flowing through the Coriolis flowmeter (5) associated with each desired vibrational mode; The method further comprises the steps of: determining (440,450) the effect of the flow rate on the density value for each desired vibrational mode; and calculating (460) the flow rate using the density values and the effect of the flow rate on the density values for each desired vibrational mode.

A system for calculating a flow rate of a Coriolis flowmeter (5) using multiple vibrational modes comprising: device (29) for calibrating the Coriolis flowmeter for each desired vibrational mode; device (20) for determining the density of a material flowing through the Coriolis flowmeter associated with each desired vibrational mode; the device FEATURED system (20) for determining the effect of the flow rate on the density value for each desired vibrational mode; and device (20) for calculating the flow rate using the density values and the effect of the flow rate on the density values for each desired vibrational mode.