BRPI0609922B1 - eletrônicos medidores e métodos para rapidamente determinar uma fração de massa de um fluido de multi-fase de um sinal de medidor de fluxo de coriolis - Google Patents

Abstract

componentes eletrônicos de medição e métodos para rapidamente determinar uma fração de massa de um fluido de multi-fase de um sinal de medidor de fluxo de coriolis. componentes eletrônicos de medição (20) para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo fluindo são fornecidos de acordo com uma modalidade da invenção. componentes eletrônicos de medição (20) incluem uma interface (201) para receber uma resposta de frequência do material de fluxo e um sistema de processamento (203) . o sistema de processamento (203) recebe a resposta de frequência da interface (201) e quebra a resposta de frequência em pelo menos um componente de frequência de gás e um componente de frequência de fluido. o sistema de processamento (203) determina uma densidade geral da resposta de frequência e determina uma densidade de gás do componente de frequência de gás. o sistema de processamento (203) determina a fração nula de gás da resposta de frequência e um ou mais do componente de frequência de gás e do componente de frequência de fluido. o sistema de processamento (203) determina a fração de massa da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.

Description

(54) Título: ELETRÔNICOS MEDIDORES E MÉTODOS PARA RAPIDAMENTE DETERMINAR UMA FRAÇÃO DE MASSA DE UM FLUIDO DE MULTI-FASE DE UM SINAL DE MEDIDOR DE FLUXO DE CORIOLIS (51) lnt.CI.: G01F 1/74; G01F 1/84 (30) Prioridade Unionista: 20/05/2005 US 60/683,179 (73) Titular(es): MICRO MOTION, INC.

(72) Inventor(es): MARK JAMES BELL; CRAIG B. MCNALLY (85) Data do Início da Fase Nacional: 19/11/2007 lLÔ

COMPONENTES ELETRÔNICOS DE MEDIÇÃO E MÉTODOS PARA RAPIDAMENTE DETERMINAR UMA FRAÇÃO DE MASSA DE UM FLUIDO DE

MULTI-FASE DE UM SINAL DE MEDIDOR DE FLUXO DE CORIOLIS

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito aos componentes eletrônicos de medição e métodos para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo.

2. DECLARAÇÃO DO PROBLEMA

É conhecido usar medidores de fluxo de massa de Coriolis para medir fluxo de massa e outra informação de materiais que fluem através de um oleoduto como revelado na patente U. S. No. 4.491.025 emitida para J. E. Smith, et al. de 1° de janeiro de 1985 e Re. 31.450 para J. E. Smith de 11 de fevereiro de 1982. Estes medidores de fluxo têm um ou mais tubos de fluxo de configurações diferentes. Cada configuração de conduite pode ser vista como tendo um conjunto de modos de vibração naturais incluindo, por exemplo, dobra simples, modos torsional, radial e acoplado. Em uma aplicação de medição de fluxo de massa de Coriolis típica, uma configuração de conduite é excitada em um ou mais modos de vibração enquanto um material flui através do conduite e o movimento do conduite é medido em pontos espaçados ao longo do conduite.

Os modos vibratórios dos sistemas enchidos de material são em parte definidos pela massa combinada dos tubos de fluxo e do material dentro dos tubos de fluxo. O material

LlZ) flui para dentro do medidor de fluxo de um oleoduto conectado no lado de entrada do medidor de fluxo. O material é depois direcionado através do tubo de fluxo ou tubos de fluxo e sai do medidor de fluxo para um oleoduto conectado no lado de saida.

Um acionador aplica uma força no tubo de fluxo. A força faz o tubo de fluxo oscilar. Quando não houver mais nenhum material fluindo através do medidor de fluxo, todos os pontos ao longo de um tubo de fluxo oscilam com uma fase idêntica. À medida que um material começa a fluir através do tubo de fluxo, acelerações de Coriolis fazem cada ponto ao longo do tubo de fluxo ter 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 saida leva ao acionador. Os sensores são colocados em pontos diferentes no tubo de fluxo para produzir sinais senoidais representativos do movimento do tubo de fluxo nos pontos diferentes. A diferença de fase entre os dois sinais de sensor é proporcional à taxa de fluxo de massa do material que flui através do tubo de fluxo ou tubos de fluxo.

Uma aplicação de um dispositivo de tubo de fluxo vibratório como descrito acima está em medir uma taxa de fluxo de massa de um material de fluxo. Porém, em alguns ambientes de medição de fluxo, o material de fluxo compreende um fluxo de multi-fases que inclui duas ou mais de uma fase fluida, uma fase gasosa, e uma fase sólida. Um material de fluxo de multi-fases comum compreende um material de fluxo tu fluido que inclui gás capturado, como ar, por exemplo.

Um medidor de fluxo da técnica anterior não pode precisa, rápida ou satisfatoriamente trilhar ou determinar uma freqüência de sensor de desvio durante um fluxo de duas fases do material de fluxo. Medidores de fluxo vibratórios da técnica anterior são projetados para medir a taxa de fluxo de massa de um material de fluxo relativamente estável e uniforme. Porém, porque a medição de fluxo reflete a massa do material de fluxo, alterações abruptas em massa podem causar medições errôneas ou as alterações de fluxo de massa não são nem mesmo rastreadas pelo medidor de fluxo. Por exemplo, onde o material de fluxo incluir ar capturado, as bolhas de ar transitando pelo medidor de fluxo podem causar picos na resposta de freqüência do medidor de fluxo. Estes erros de freqüência podem causar dificuldade em determinar uma taxa de fluxo de massa precisa e podem ser propagados por quaisquer cálculos subseqüentes de outras características de fluxo. Por conseguinte, a determinação de fase é igualmente lenta e propensa a erro, uma vez que a técnica anterior deriva a diferença de fase usando a freqüência de desvio determinada. Portanto, qualquer erro na determinação de freqüência é composto na determinação de fase. O resultado é erro aumentado na determinação de freqüência e na determinação de fase, levando a erro aumentado em determinar a taxa de fluxo de massa. Além disso, porque o valor de freqüência determinado é usado para determinar uma taxa de fluxo de massa e um valor de densidade (densidade é aproximadamente igual a um em freqüência quadrada), um erro na deter4 minação de freqüência é repetido ou composto nas determinações de fluxo de massa e de densidade.

Um método da técnica anterior para medir um material de fluxo não mede satisfatoriamente os componentes individuais de um fluxo de multi-fase. A determinação de freqüência da técnica anterior é relativamente lenta. A determinação de freqüência da técnica anterior tipicamente caracteriza o fluxo em um período de tempo de pelo menos 1-2 segundos e, portanto produz um valor de medição de freqüência médio. 0 método da técnica anterior é satisfatório para fluxos de fase simples e fluxos que alteram apenas de forma lentamente e modestamente. Alterações bruscas não são mensuráveis na técnica anterior. Medição precisa dos componentes de fluxo individuais não pode ser alcançada pela técnica anterior. A técnica anterior não pode precisamente determinar a massa de um fluxo de multi-fases em um ponto de tempo. A técnica anterior não pode determinar a fração de massa dos componentes de fluxo individuais de um fluxo de multi-fase.

SUMÁRIO DA SOLUÇÃO

Os problemas acima e outros são solucionados e um avanço na técnica é alcançado através da provisão de componentes eletrônicos de medição e métodos para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo.

Componentes eletrônicos de medição para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo são fornecidos de acordo com uma modalidade da invenção. Os componen5 tes eletrônicos de medição compreendem uma interface para receber uma resposta de freqüência do material de fluxo e um sistema de processamento em comunicação com a interface. O sistema de processamento é configurado para receber a resposta de freqüência da interface, e quebra a resposta de freqüência em pelo menos um componente de freqüência de gás e um componente de freqüência de fluido. O sistema de processamento é também configurado para determinar uma densidade geral da resposta de freqüência e determinar uma densidade de gás do componente de freqüência de gás. O sistema de processamento é também configurado para determinar a fração nula de gás da resposta de freqüência e um ou mais do componente de freqüência de gás e do componente de freqüência de fluido. O sistema de processamento é também configurado para determinar a fração de massa da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.

Um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo é fornecido de acordo com uma modalidade da invenção. O método compreende receber uma resposta de freqüência do material de fluxo, quebrar a resposta de freqüência em pelo menos um componente de freqüência de gás e um componente de freqüência de fluido, determinar uma densidade geral da resposta de freqüência, e determinar uma densidade de gás do componente de freqüência de gás. O método também compreende determinar a fração nula de gás da resposta de freqüência e um ou mais do componente de freqüência

de gás e do componente de frequência de fluido. O método também compreende determinar a fração de massa da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.

Um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo é fornecido de acordo com uma modalidade da invenção. O método compreende receber uma resposta de frequência do material de fluxo, processar a resposta de frequência com um filtro de entalhe que substancialmente rejeita um de um componente de frequência de gás e um componente de frequência de fluido, determinar uma densidade geral da resposta de frequência, e determinar uma densidade de gás do componente de frequência de gás. O método também compreende determinar a fração nula de gás da resposta de frequência e um ou mais do componente de frequência de gás e do componente de frequência de fluido. O método também compreende determinar a fração de massa da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.

Um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo é fornecido de acordo com uma modalidade da invenção. O método compreende receber uma resposta de frequência do material de fluxo, filtrar a resposta de freqüência com um primeiro filtro que substancialmente rejeita o componente de freqüência de gás e substancialmente passa o componente de freqüência de fluido, em que o primei7 ro filtro rende o componente de freqüência de fluido, e filtrar a resposta de freqüência com um segundo filtro que substancialmente rejeita o componente de freqüência de fluido e substancialmente passa o componente de freqüência de gás, em que o segundo filtro rende o componente de freqüência de gás. O método também compreende determinar uma densidade geral da resposta de freqüência e determinar uma densidade de gás do componente de freqüência de gás. O método também compreende determinar a fração nula de gás da resposta de freqüência e um ou mais do componente de freqüência de gás e do componente de freqüência de fluido. O método também compreende determinar a fração de massa da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.

ASPECTOS DA INVENÇÃO

Em um aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a densidade de gás compreende um inverso da freqüência quadrada de gás e a densidade geral compreende um inverso da freqüência quadrada.

Em outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, o sistema de processamento é também configurado para determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo da resposta de freqüência e determinar pelo menos uma de uma primeira massa do componente de fluxo e uma segunda massa do componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro

ÍMa sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para determinar uma freqüência substancialmente instantânea e determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para determinar uma freqüência substancialmente instantânea, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus do segundo sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto dos componentes eletrônicos de medição, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento é também configurado para gerar um deslocamen10 h-Ί to de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar uma resposta de frequência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, computar um atraso de tempo usando a resposta de frequência e a diferença de fase, computar a taxa de fluxo de massa do atraso de tempo, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela frequência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em um aspecto do método, a densidade de gás compreende um inverso da frequência quadrada de gás e a densidade geral compreende um inverso da frequência quadrada.

Em outro aspecto do método, o método também compreende determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo da resposta de frequência e determinar pelo menos uma de uma primeira massa de componente de fluxo e uma segunda massa de componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto do método, determinação da taxa de fluxo de massa compreende determinar uma freqüência substancialmente instantânea e determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase .

Em ainda outro aspecto do método, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e determinação da taxa de fluxo de massa compreende determinar uma freqüência substancialmente instantânea, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto do método, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e determinação da taxa de fluxo de massa também compreende gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto do método, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e determinação da taxa de fluxo de massa também compreende gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo iòO por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto do método, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e determinação da taxa de fluxo de massa também compreende gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus do segundo sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

Em ainda outro aspecto do método, a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e determinação da taxa de fluxo de massa também compreende gerar um deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor, computar uma resposta de freqüência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, computar um atraso de tempo usando a resposta de freqüência e a diferença de fase, computar a taxa de fluxo de massa do atraso de tempo, determinar uma diferença de fase substancialmente instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo

Í3L por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos.

FIG. 1 ilustra um medidor de fluxo de Coriolis em um exemplo da invenção;

FIG. 2 mostra componentes eletrônicos de medição de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 3 é um fluxograma de um método de processar um sinal de sensor em um medidor de fluxo de Coriolis de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 4 mostra componentes eletrônicos de medição de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 5 é um fluxograma de um método de processar primeiro e segundo sinais de sensor em um medidor de fluxo de Coriolis de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 6 é um diagrama de blocos de uma porção do sistema de processamento de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 7 mostra detalhe do bloco de transformada de

Hilbert de acordo com uma modalidade da invenção.

FIGS. 8 e 9 são diagramas de blocos de duas ramificações independentes da bloco de análise de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 10 é um gráfico da densidade de espectro de potência de um sinal de sensor desvio de um medidor de fluxo sob condições normais.

FIG. 11 mostra um bloco de transformada de Hilbert de acordo com a modalidade de deslocamento de fase simples.

FIG. 12 mostra o bloco de análise para a modalidade de deslocamento de fase simples.

FIG. 13 mostra o processamento do sensor da invenção quando comparado à técnica anterior, em que um valor da diferença de tempo (At) de cada é comparado.

FIG. 14 mostra os componentes eletrônicos de medição de acordo com outra modalidade da invenção.

FIG. 15 é um gráfico de respostas de frequência do medidor de fluxo para ar, para um fluido, e para uma mistura de ar/fluido combinados (isto é, para um fluido incluindo ar capturado).

FIG. 16 é um fluxograma de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 17 é um fluxograma de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 18 é um gráfico de frequência que mostra respostas de filtro passa-baixa e passa-alta que podem ser usadas para começar o componente de frequência de fluido e o componente de frequência de gás de acordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 19 é um fluxograma de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de a15

U>2>

cordo com uma modalidade da invenção.

FIG. 20 é um gráfico de uma resposta de frequência do filtro de entalhe.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

FIGS. 1-20 e a descrição a seguir representam exemplos específicos para ensinar aqueles versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar os princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Aqueles versados na técnica apreciarão variações destes exemplos que caem dentro do escopo da invenção. Aqueles versados na técnica apreciarão que as características descritas abaixo podem ser combinadas de vários modos para formar variações múltiplas da invenção. Como resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

FIG. 1 mostra um medidor de fluxo de Coriolis 5 que compreende um conjunto de medidor 10 e componentes eletrônicos de medição 20. Conjunto de medidor 10 responde à taxa de fluxo de massa e densidade de um material de processo. Componentes eletrônicos de medição 20 são conectados ao conjunto de medidor 10 por meio de fios condutores 100 para fornecer densidade, taxa de fluxo de massa, e informação de temperatura na trajetória 26, como também outra informação não relevante à presente invenção. Uma estrutura de medidor de fluxo de Coriolis é descrita embora seja evidente àqueles versados na técnica que a presente invenção podería ser praticada como um densitômetro de tubo vibratório sem a capaci16 dade de medição adicional fornecida por um medidor de fluxo de massa de Coriolis.

Conjunto de medidor 10 inclui um par de tubulações 150 e 150', flange 103 e 103' tendo pescoços de flange 110 e 110', um par de tubos de fluxo paralelo 130 e 130', mecanismo de acionamento 180, sensor de temperatura 190, e um par de sensores de velocidade 170L e 170R. Tubos de fluxo 130 e

130' têm duas pernas de entrada essencialmente retas 131 e 131' e pernas de saida 134 e 134' que se convergem uma à outra nos blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120'. Tubos de fluxo 130 e 130' dobram-se em duas localizações simétricas ao longo de seu comprimento e são essencialmente paralelos ao longo de seu comprimento. Barras de suporte 140 e 140' servem pra definir o eixo geométrico W e W' em volta do qual cada tubo de fluxo oscila.

As pernas laterais 131, 131' e 134, 134' dos tubos de fluxo 130 e 130' são ligadas fixamente aos blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120' e estes blocos, por sua vez, são ligados fixamente às tubulações 150 e 150' . Isto fornece uma trajetória de material fechada continua através do conjunto de medidor de Coriolis 10.

Quando os flanges 103 e 103', tendo orifícios 102 e 102' são conectados, por meio da extremidade de entrada 104 e extremidade de saída 104' em uma tubulação de processo (não mostrada) que carrega o material de processo que está sendo medido, o material entra na extremidade 104 do medidor através de um orifício 101 no flange 103 é conduzido através da tubulação 150 para o bloco de montagem do tubo de fluxo ίό'ί

120 tendo uma superfície 121. Dentro da tubulação 150 o material é dividido e roteado através dos tubos de fluxo 130 e

130' . Ao sair dos tubos de fluxo 130 e 130' , o material de processo é recombinado em um fluxo só dentro da tubulação 150' e é depois disso roteado para a extremidade de saída 104' conectada pelo flange 103' tendo orifícios de parafuso 102' para a tubulação de processo (não mostrada).

Tubos de fluxo 130 e 130' são selecionados e apropriadamente montados nos blocos de montagem do tubo de fluxo 120 e 120' para ter substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia e módulo de Young em volta do eixo geométrico de dobra W--W e W'—W', respectivamente. Estes eixos geométrico de dobra passam por meio das barras braçadeiras 140 e 140' . Já que o módulo de Young dos tubos de fluxo altera com a temperatura, e esta alteração afeta o cálculo de fluxo e densidade, o detector de temperatura resistivo (RTD) 190 é montado no tubo de fluxo 130', para continuamente medir a temperatura do tubo de fluxo. A temperatura do tubo de fluxo e conseqüentemente a voltagem que surge ao longo do RTD para uma corrente dada passando por ele é governada pela temperatura do material passando através do tubo de fluxo. A voltagem dependente da temperatura que surge ao longo do RTD é usada em um método bem conhecido pelos componentes eletrônicos de medição 20 para compensar a alteração no módulo elástico dos tubos de fluxo 130 e 130' devido a qualquer alteração na temperatura do tubo de fluxo. O RTD é conectado aos componentes eletrônicos de medição 20 através de fio condutor 195.

Ambos os tubos de fluxo 130 e 130' são acionados através do acionador 180 em direções opostas em volta de seus respectivos eixos geométricos de dobra W e W' e o que é denominado o primeiro modo de dobra fora-de-fase do medidor de fluxo. Este mecanismo de acionamento 180 pode compreender qualquer um de muitos arranjos bem conhecidos, como um magneto montado no tubo de fluxo 130' e uma bobina oposta montada no tubo de fluxo 130 e através da qual uma corrente alternada é passada para vibrar ambos os tubos de fluxo. Um sinal de acionamento adequado é aplicado através dos componentes eletrônicos de medição 20, por meio do fio condutor 185, ao mecanismo de acionamento 180.

Componentes eletrônicos de medição 20 recebem o sinal de temperatura de RTD no fio condutor 195, e os sinais de velocidade da esquerda e da direito surgindo nos fios condutores 165L e 165R, respectivamente. Componentes eletrônicos de medição 20 produzem o sinal de acionamento que aparece no fio condutor 185 para o elemento de acionamento 180 e tubos vibratórios 130 e 130'. Componentes eletrônicos de medição 20 processam os sinais de velocidade da esquerda e de direito e o sinal de RTD para computar a taxa de fluxo de massa e a densidade do material passando através de conjunto de medidor 10. Esta informação, juntamente com outra informação, é aplicada pelos componentes eletrônicos de medição 20 na trajetória 26 aos meios de utilização 29.

FIG. 2 mostra componentes eletrônicos de medição 20 de acordo com uma modalidade da invenção. Os componentes eletrônicos de medição 20 podem incluir uma interface 201 e um sistema de processamento 203. Os componentes eletrônicos de medição 20 recebem primeiro e segundo sinais de sensor do conjunto de medidor 10, como sinais de sensor de desvio/velocidade. Os componentes eletrônicos de medição 20 processam os primeiro e segundo sinais de sensor para obter características de fluxo do material de fluxo que flui através do conjunto de medidor 10. Por exemplo, os componentes eletrônicos de medição 20 podem determinar um ou mais de uma diferença de fase, uma freqüência, uma diferença de tempo (At), uma densidade, uma taxa de fluxo de massa, e uma taxa de fluxo de volume dos sinais de sensor, por exemplo. Além disso, outras características de fluxo podem ser determinadas de acordo com a invenção. As determinações são debatidas abaixo.

A determinação da diferença de fase e a determinação da freqüência são muito mais rápidas e mais precisas e seguras que tais determinações na técnica anterior. Em uma modalidade, a determinação de diferença de fase e a determinação de freqüência são diretamente derivadas de um deslocamento de fase de apenas um sinal de sensor, sem a necessidade de qualquer sinal de referência de freqüência. Isto vantajosamente reduz o tempo de processamento requerido para computar as características de fluxo. Em outra modalidade, a diferença de fase é derivada de deslocamentos de fase de ambos os sinais de sensor, enquanto a freqüência é derivada de apenas um sinal de deslocamento de fase. Isto aumenta a precisão de ambas as características de fluxo, e ambas podem ser determinadas muito mais rápidas que na técnica anterior.

Os métodos de determinação de freqüência da técnica anterior tipicamente levam 1-2 segundos para executar. Em contraste, a determinação de freqüência de acordo com a invenção pode ser executada em menos 50 milissegundos (ms) . Determinação de freqüência até mais rápida é contemplada, dependendo do tipo e configuração do sistema de processamento, da taxa de amostragem da resposta vibratória, dos tamanhos de filtro, das taxas de dizimação, etc. Na taxa de determinação de freqüência de 50 ms, os componentes eletrônicos de medição 20 de acordo com a invenção podem ser cerca de 40 vezes mais rápidos que os da técnica anterior.

A interface 201 recebe o sinal de sensor de um dos sensores de velocidade 170L e 170R por meio dos fios condutores 100 da FIG. 1. A interface 201 pode executar qualquer condicionamento de sinal necessário ou desejado, como qualquer maneira de formatação, amplificação, isolamento, etc. Alternativamente, algum ou todo do condicionamento de sinal pode ser executado no sistema de processamento 203.

Além disso, a interface 201 pode permitir comunicações entre os componentes eletrônicos de medição 20 e dispositivos externos. A interface 201 pode ser capaz de qualquer maneira de comunicação eletrônica, óptica, ou sem fios.

A interface 201 em uma modalidade é acoplada com um digitalizador 202, em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor analógico. O digitalizador 202 amostra e digitaliza o sinal de sensor analógico e produz um sinal de sensor digital. O digitalizador 202 pode também executar qualquer dizimação necessária, em que o sinal de sensor di-

gital é dizimado para reduzir a quantidade de processamento de sinal necessário e reduzir o tempo de processamento. A dizimação será debatida em mais detalhes abaixo.

O sistema de processamento 203 conduz operações dos componentes eletrônicos de medição 20 e processa as medições de fluxo 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 para produzir uma ou mais características de fluxo.

O sistema de processamento 203 pode compreender um computador de propósito geral, um sistema de microprocessamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento propósito geral ou personalizado. O sistema de processamento 203 pode ser distribuído entre os dispositivos de processamento múltiplos. O sistema de processamento 203 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, como o sistema de armazenamento 204.

O sistema de processamento 203 processa o sinal de sensor 210 para determinar uma ou mais características de fluxo do sinal de sensor 210. A(s) um ou mais característica (s) de fluxo pode(m) incluir uma diferença de fase, uma freqüência, uma diferença de tempo (At) , uma taxa de fluxo de massa, e/ou uma densidade para o material de fluxo, por exemplo.

Na modalidade mostrada, o sistema de processamento

203 determina as características de fluxo dos dois sinais de sensor 210 e 211 e o deslocamento de fase de sinal de sensor simples 213. O sistema de processamento 203 pode determinar pelo menos a diferença de fase e a freqüência dos dois sinais de sensor 210 e 211 e o deslocamento de fase simples 213. Como resultado, um ou outro de um sinal de sensor deslocado de primeira ou segunda fase (como um dos sinais de desvio a montante ou a jusante) pode ser processado pelo sistema de processamento 203 de acordo com a invenção a fim de determinar uma diferença de fase, uma freqüência, uma diferença de tempo (At) , e/ou uma taxa de fluxo de massa para o material de fluxo.

O sistema de armazenamento 204 pode armazenar parâmetros e dados do 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. Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 armazena uma rotina de deslocamento de fase 212, uma rotina de diferença de fase 215, uma rotina de freqüência 216, uma rotina de diferença de tempo (At) 217, e uma rotina das características de fluxo

218.

Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 armazena variáveis usadas para operar o Medidor de fluxo de

Coriolis 5. O sistema de armazenamento 204 em uma modalidade armazena variáveis como o primeiro sinal de sensor 210 e o segundo sinal de sensor 211 que são recebidos dos sensores de velocidade/desvio 170L e 170R. Além disso, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar um deslocamento de fase de 90 graus 213 que é gerado para determinar as características

Ιμι de fluxo.

Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 armazena uma ou mais caracteristicas de fluxo obtidas das medições de fluxo. 0 sistema de armazenamento 204 em uma mo5 dalidade armazena caracteristicas de fluxo como uma diferença de fase 220, uma freqüência 221, uma diferença de tempo (At) 222, um taxa de fluxo de massa 223, uma densidade 224, e um taxa de fluxo de volume 225, todas determinadas do sinal de sensor 210.

A rotina de deslocamento de fase 212 executa um deslocamento de fase de 90 graus em um sinal de entrada, isto é, no sinal de sensor 210. A rotina de deslocamento de fase 212 em uma modalidade implementa uma transformada de Hilbert (debatida abaixo).

A rotina de diferença de fase 215 determina uma diferença de fase usando o deslocamento de fase simples de 90 graus 213. Informação adicional pode também ser usada para computar a diferença de fase. A diferença de fase em uma modalidade é computada do primeiro sinal de sensor 210, do segundo sinal de sensor 211, e do deslocamento de fase de 90 graus 213. A diferença de fase determinada pode ser armazenada na diferença de fase 220 do sistema de armazenamento 204. A diferença de fase, quando determinada do deslocamento de fase 90 213, pode ser calculada e obtida muito mais rápi25 do que na técnica anterior. Isto pode fornecer uma diferença critica nas aplicações de medidor de fluxo que têm taxas de fluxo altas ou onde fluxos de multi-fases ocorrem. Além disso, a diferença de fase pode ser determinada independente da freqüência de qualquer sinal de sensor 210 ou 211. Além disso, porque a diferença de fase é determinada independentemente da freqüência, um componente de erro na diferença de fase não inclui um componente de erro da determinação de freqüência, isto é, não há nenhum erro de composição na medição de diferença de fase. Por conseguinte, o erro de diferença de fase é reduzido em uma diferença de fase da técnica anterior.

A rotina de freqüência 216 determina uma freqüência (como aquela apresentada ou pelo primeiro sinal de sensor 210 ou pelo segundo sinal de sensor 211) do deslocamento de fase de 90 graus 213. A freqüência determinada pode ser armazenada na freqüência 221 do sistema de armazenamento 204 A freqüência, quando determinada do deslocamento de fase simples de 90 213, pode ser calculada e obtida muito mais rápido que na técnica anterior. Isto pode fornecer uma diferença critica nas aplicações de medidor de fluxo tendo taxas de fluxo altas ou onde os fluxos de multi-fases ocorrem.

A rotina de diferença de tempo (At) 217 determina uma diferença de tempo (At) entre o primeiro sinal de sensor 210 e o segundo sinal de sensor 211. A diferença de tempo (At) pode ser armazenada na diferença de tempo (At) 222 do sistema de armazenamento 204. A diferença de tempo (At) compreende substancialmente a fase determinada dividida pela freqüência determinada, e é, portanto usada para determina a taxa de fluxo de massa.

A rotina de características de fluxo 218 pode determinar uma ou mais características de fluxo. A rotina de características de fluxo 218 pode usar a diferença de fase determinada 220 e a freqüência determinada 221, por exemplo para realizar estas características de fluxo adicionais. Deveria ser entendido que informação adicional pode ser requerida para estas determinações, como a taxa de fluxo de massa ou densidade, por exemplo. A rotina de características de fluxo 218 pode determinar uma taxa de fluxo de massa da diferença de tempo (At) 222, e, portanto da diferença de fase 220 e da freqüência 221. A fórmula para determinar a taxa de fluxo de massa é dada na patente U. S. No. 5.027.662 de Titlow et al., e é aqui incorporada por referência. A taxa de fluxo de massa está relacionada ao fluxo de massa de material de fluxo no conjunto de medidor 10. Igualmente, a rotina de características de fluxo 218 pode também determinar a densidade 224 e/ou a taxa de fluxo de volume 225. A taxa de fluxo de massa determinada, densidade, e taxa de fluxo de volume podem ser armazenadas na taxa de fluxo de massa 223, na densidade 224, e no volume 225 do sistema de armazenamento 204, respectivamente. Além disso, as características de fluxo podem ser transmitidas aos dispositivos externos pelos componentes eletrônicos de medição 20.

FIG. 3 é um fluxograma 300 de um método de processar sinais de sensor em um medidor de fluxo de Coriolis de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 301, os primeiro e segundo sinais de sensor são recebidos. O primeiro sinal de sensor ou pode compreender um sinal de sensor de desvio a montante ou a jusante.

Na etapa 302, os sinais de sensor podem ser condi26 cionados. Em uma modalidade, o condicionamento pode incluir filtração para remover ruído e sinais indesejados. Em uma modalidade, a filtração pode compreender filtração passafaixa centrada em volta da freqüência fundamental esperada do medidor de fluxo de Coriolis 5. Além disso, outras operações de condicionamento podem ser executadas, como amplificação, isolamento, etc. Se os sinais de sensor compreenderem sinais analógicos, a etapa pode também compreender qualquer maneira de amostragem, digitalização, e dizimação que são executadas para produzir sinais de sensor digitais.

Na etapa 303, é gerado um deslocamento de fase de 90 graus simples. 0 deslocamento de fase de 90 graus compreende um deslocamento de fase de 90 graus do sinal de sensor. 0 deslocamento de fase de 90 graus pode ser executado por qualquer maneira de mecanismo ou operação de deslocamento de fase. Em uma modalidade, o deslocamento de fase de 90 graus é executado usando uma transformada de Hilbert, operando em sinais de sensor digitais.

Na etapa 304, uma diferença de fase é computada, usando o deslocamento de fase de 90 graus simples. Informação adicional pode também ser usada para computar a diferença de fase. Em uma modalidade, a diferença de fase é determinada do primeiro sinal de sensor, do segundo sinal de sensor, e do deslocamento de fase de 90 graus simples. A diferença de fase compreende uma diferença de fase no sinal de resposta, isto é, em um sensor de desvio que é visto devido ao efeito de Coriolis no conjunto de medidor vibratório 10.

A diferença de fase resultante é determinada sem a necessidade por qualquer valor de freqüência no cálculo. A diferença de fase resultante pode ser obtida muito mais rápido que uma diferença de fase calculada usando uma freqüência. A diferença de fase resultante tem uma precisão maior que uma diferença de fase calculada usando uma freqüência.

Na etapa 305, uma freqüência é computada. A freqüência de acordo com a invenção é vantajosamente computada do deslocamento de fase de 90 graus. A freqüência em uma modalidade usa o deslocamento de fase de 90 graus e o sinal de sensor correspondente do qual o deslocamento de fase de 90 graus é derivado. A freqüência é uma freqüência de resposta vibratória de um do primeiro sinal de sensor e do segundo sinal de sensor (as freqüências dos dois sinais de sensor são substancialmente idênticas em operação). A freqüência compreende uma resposta de freqüência vibratória do tubo de fluxo ou tubos de fluxo para uma vibração gerada pelo acionador 180.

A freqüência desse modo derivada é obtida sem a necessidade de qualquer sinal de referência de freqüência independente. A freqüência é obtida do deslocamento de fase de 90 graus simples em uma operação que é muito mais rápida que na técnica anterior. A freqüência resultante tem uma precisão maior que uma freqüência calculada na técnica anterior .

Na etapa 306, uma taxa de fluxo de massa de material de fluxo é computada. A taxa de fluxo de massa é computada da diferença de fase resultante e da freqüência resultante computada nas etapas 304 e 305. Além disso, a computa28 ção da taxa de fluxo de massa pode computar uma diferença de tempo (At) da diferença de fase e da freqüência, com a diferença de tempo (At) sendo por fim usada para computar a taxa de fluxo de massa.

Na etapa 307, a densidade pode opcionalmente ser determinada. A densidade pode ser determinada como um das características de fluxo, e pode ser determinada da freqüência, por exemplo.

Na etapa 308, a taxa de fluxo de volume pode op10 cionalmente ser determinada. A taxa de fluxo de volume pode ser determinada como uma das características de fluxo, e pode ser determinada da taxa de fluxo de massa e da densidade, por exemplo.

FIG. 4 mostra os componentes eletrônicos de medi15 ção 20 de acordo com uma modalidade da invenção. Os elementos em comum com a FIG. 2 compartilham os mesmos números de referência.

Os componentes eletrônicos de medição 20 nesta modalidade incluem o primeiro sinal de sensor 210 e o segundo sinal de sensor 211. 0 sistema de processamento 203 processa os primeiro e segundo (digital) sinais de sensor 210 e 211 para determinar uma ou mais características de fluxo dos sinais. Como previamente debatido, as um ou mais características de fluxo podem incluir uma diferença de fase, uma fre25 qüência, uma diferença de tempo (At) , uma taxa de fluxo de massa, uma densidade, e/ou uma taxa de fluxo de volume para o material de fluxo.

Na modalidade mostrada, o sistema de processamento

1-ΊΥ

203 determina as características de fluxo de apenas dois sinais de sensor 210 e 211, sem a necessidade de qualquer medição de freqüência externa e sem a necessidade de um sinal de referência de freqüência externo. O sistema de processa5 mento 203 pode determinar pelo menos a diferença de fase e a freqüência dos dois sinais de sensor 210 e 211.

Como foi previamente debatido, o sistema de armazenamento 204 armazena uma rotina de deslocamento de fase

212, uma rotina de diferença de fase 215, uma rotina de fre10 qüência 216, uma rotina de diferença de tempo (At) 217, e uma rotina de características de fluxo 218. O sistema de armazenamento 204 armazena o primeiro sinal de sensor 210 e o segundo sinal de sensor 211. O sistema de armazenamento 204 também armazena um primeiro deslocamento de fase de 90 graus

213 e um segundo deslocamento de fase de 90 graus que são gerados dos sinais de sensor para determinar as características de fluxo. Como foi previamente debatido, o sistema de armazenamento 204 armazena a diferença de fase 220, a freqüência 221, a diferença de tempo (At) 222, a taxa de fluxo de massa 223, a densidade 224, e o taxa de fluxo de volume

225.

A rotina de deslocamento de fase 212 executa um deslocamento de fase de 90 graus em um sinal de entrada, incluindo o primeiro sinal de sensor 210 e no segundo sinal de sensor 211. A rotina de deslocamento de fase 212 em uma modalidade implementa uma transformada de Hilbert (debatida abaixo).

A rotina de diferença de fase 215 determina uma diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus 213 e o segundo deslocamento de fase de 90 graus 214. Informação adicional pode também ser usada para computar a diferença de fase. A diferença de fase em uma modalidade é computada do primeiro sinal de sensor 210, do segundo sinal de sensor 211, do primeiro deslocamento de fase de 90 graus 212, e do segundo deslocamento de fase de 90 graus 213. A diferença de fase determinada pode ser armazenada na diferença de fase 220 do sistema de armazenamento 204, como previamente debatido. A diferença de fase, quando determinada usando os primeiro e segundo deslocamentos de fase de 90, pode ser calculada e obtida muito mais rápido que na técnica anterior. Isto pode fornecer uma diferença critica nas aplicações de medidor de fluxo tendo taxas de fluxo altas ou onde os fluxos de multi-fases ocorrem. Além disso, a diferença de fase pode ser determinada independente da freqüência dos sinais de sensor 210 e 211. Além disso, porque a diferença de fase é determinada independentemente da freqüência, um componente de erro na diferença de fase não sofre de um componente de erro da determinação de freqüência, isto é, não há nenhum erro de composição na medição de diferença de fase. Por conseguinte, o erro de diferença de fase é reduzido em uma diferença de fase da técnica anterior.

A rotina de freqüência 216 determina uma freqüência (como aquela apresentada ou pelo primeiro sinal de sensor 210 ou pelo segundo sinal de sensor 211) do primeiro deslocamento de fase de 90 graus 213 e do segundo deslocamento de fase de 90 graus 214. A freqüência determinada pode

ÍH3 ser armazenada na freqüência 221 do sistema de armazenamento 204, como previamente debatido. A freqüência, quando determinada dos primeiro e segundo deslocamentos de fase de 90, pode ser calculada e obtida muito mais rápido que na técnica anterior. Isto pode fornecer uma diferença critica nas aplicações de medidor de fluxo tendo taxas de fluxo altas ou onde os fluxos de multi-fases ocorrem.

A rotina de diferença de tempo (At) 217 determina uma diferença de tempo (At) entre o primeiro sinal de sensor 210 e o segundo sinal de sensor 211. A diferença de tempo (At) pode ser armazenada na diferença de tempo (At) 222 do sistema de armazenamento 204, como previamente debatido. A diferença de tempo (At) substancialmente compreende a fase determinada dividida pela freqüência determinada, e é, portanto usada para determinar a taxa de fluxo de massa.

A rotina de características de fluxo 218 pode determinar um ou mais da taxa de fluxo de massa, da densidade, e/ou da taxa de fluxo de volume, como previamente debatido.

FIG. 5 é um fluxograma 500 de um método de processar primeiro e segundo sinais de sensor em um medidor de fluxo de Coriolis de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 501, o primeiro sinal de sensor é recebido. Em uma modalidade, o primeiro sinal de sensor compreende um sinal de sensor de desvio a montante ou a jusante.

Na etapa 502, o segundo sinal de sensor é recebido. Em uma modalidade, o segundo sinal de sensor compreende um sinal de sensor de desvio a jusante ou a montante (isto é, o oposto do primeiro sinal de sensor).

1/50

Na etapa 503, os sinais de sensor podem ser condicionados. Em uma modalidade, o condicionamento pode incluir filtração para remover ruído e sinais indesejados. Em uma modalidade, a filtração passa-faixa pode compreender filtração, como previamente debatido. Além disso, outras operações de condicionamento podem ser executadas, como amplificação, isolamento, etc. Se os sinais de sensor compreenderem sinais analógicos, a etapa pode também compreender qualquer maneira de amostragem, digitalização, e dizimação que são executadas para produzir sinais de sensor digitais.

Na etapa 504, um primeiro deslocamento de fase de 90 graus é gerado. O primeiro deslocamento de fase de 90 graus compreende um deslocamento de fase de 90 graus do primeiro sinal de sensor. O deslocamento de fase de 90 graus pode ser executado por qualquer maneira de mecanismo ou operação. Em uma modalidade, o deslocamento de fase de 90 graus é executado usando uma transformada de Hilbert, operando em sinais de sensor digitais.

Na etapa 505, um segundo deslocamento de fase de 90 graus é gerado. O segundo deslocamento de fase de 90 graus compreende um deslocamento de fase de 90 graus do segundo sinal de sensor. Como no primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o deslocamento de fase de 90 graus pode ser executado por qualquer maneira de mecanismo ou operação.

Na etapa 506, uma diferença de fase é computada entre o primeiro sinal de sensor e o segundo sinal de sensor, usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o segundo deslocamento de fase de 90 graus. Informação adicional t/51 pode também ser usado para computar a diferença de fase. Em uma modalidade, a diferença de fase é determinada do primeiro sinal de sensor, do segundo sinal de sensor, do primeiro deslocamento de fase de 90 graus, e do segundo deslocamento de fase de 90 graus. A diferença de fase compreende uma diferença de fase no sinal de resposta, isto é, nos dois sensores de desvio que são vistos devido ao efeito de Coriolis no conjunto de medidor vibratório 10.

A diferença de fase resultante é determinada sem a necessidade de qualquer valor de frequência no cálculo. A diferença de fase resultante pode ser obtida muito mais rápido que uma diferença de fase calculada usando uma frequência. A diferença de fase resultante tem uma precisão maior que uma diferença de fase calculada usando uma freqüência.

Na etapa 507, uma freqüência é computada. A freqüência de acordo com a invenção é vantajosamente computada do primeiro deslocamento de fase de 90 graus e do segundo deslocamento de fase de 90 graus. A freqüência em uma modalidade usa o deslocamento de fase de 90 graus e o sinal de sensor correspondente do qual o deslocamento de fase de 90 graus é derivado. A freqüência é uma freqüência de resposta vibratória de um do primeiro sinal de sensor e do segundo sinal de sensor (as freqüências dos dois sinais de sensor são substancialmente idênticas em operação). A freqüência compreende uma resposta de freqüência vibratória do tubo de fluxo ou tubos de fluxo a uma vibração gerada pelo acionador

180.

A freqüência desse modo derivada é obtida sem a necessidade de qualquer sinal de referência de frequência independente. A frequência é obtida do deslocamento de fase de 90 graus em uma operação que é muito mais rápida que na técnica anterior. A frequência resultante tem uma precisão maior que uma freqüência calculada na técnica anterior.

Na etapa 508, uma taxa de fluxo de massa de material de fluxo é computada. A taxa de fluxo de massa é computada da diferença de fase resultante e da freqüência resultante computada nas etapas 506 e 507. Além disso, a computação da taxa de fluxo de massa pode computar uma diferença de tempo (At) da diferença de fase e da freqüência, com a diferença de tempo (At) sendo por fim usada para computar a taxa de fluxo de massa.

Na etapa 509, a densidade pode opcionalmente ser determinada, como previamente debatido.

Na etapa 510, a taxa de fluxo de volume pode opcionalmente ser determinada, como previamente debatido.

FIG. 6 é um diagrama de blocos 600 de uma porção do sistema de processamento 203 de acordo com uma modalidade da invenção. Na figura, os blocos representam circuição de processamento ou ações/rotinas de processamento. O diagrama de blocos 600 inclui um bloco de filtro de estágio 1 601, um bloco de filtro de estágio 2 602, um bloco de transformada de Hilbert 603, e um bloco de análise 604. As entradas de LPO e RPO compreendem a entrada de sinal de desvio esquerda e a entrada de sinal de desvio direita. Ou LPO ou RPO pode compreender um primeiro sinal de sensor.

Em uma modalidade, o bloco de filtro de estágio 1

J-OÔ

601 e o bloco de filtro de estágio 2 602 compreendem filtros de dizimação de poli-fase de Resposta de Impulso Finito digital (FIR), implementados no sistema de processamento 203. Estes filtros provêem um ótimo método para filtrar e dizimar um ou ambos sinais de sensor, com a filtração e dizimação sendo executadas no mesmo momento cronológico e na mesma taxa de dizimação. Alternativamente, o bloco de filtro de estágio 1 601 e o bloco de filtro de estágio 2 602 podem compreender filtros de Resposta de Impulso Infinito (IIR) ou outros filtros digitais ou processos de filtro adequados. Porém, deveria ser entendido que outros processos de filtração e/ou modalidades de filtração são contemplados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

FIG. 7 mostra detalhe do bloco de transformada de

Hilbert 603 de acordo com uma modalidade da invenção. Na modalidade mostrada, o bloco de transformada de Hilbert 603 inclui uma ramificação de LPO 700 e uma ramificação de RPO 710. A ramificação de LPO 700 inclui um bloco de atraso de LPO 701 em paralelo com um bloco de filtro de LPO 702. Igualmente, a ramificação de RPO inclui um bloco de atraso de RPO 711 em paralelo com um bloco de filtro de RPO 712. O bloco de atraso de LPO 701 e o bloco de atraso de RPO 711 introduzem atrasos de amostragem. O bloco de atraso de LPO

701 e o bloco de atraso de RPO 711, portanto selecionam as amostras de sinal digital de LPO e RPO que estão cronologicamente atrasadas no tempo que as amostras de sinal digitais de LPO e RPO que são filtradas pelo bloco de filtro de LPO

702 e o bloco de filtro de RPO 712. O bloco de filtro de LPO

702 e o bloco de filtro de RPO 712 executam um deslocamento de fase de 90 graus nas amostras de sinal digitais introduzidas .

O bloco de transformada de Hilbert 603 é uma primeira etapa a fornecer a medição de fase. O bloco de transformada de Hilbert 603 recebe os sinais de RPO e LPO dizimados, filtrados e executa uma transformada de Hilbert. A transformada de Hilbert produz versões deslocadas de fase de 90 graus dos sinais de LPO e RPO, isto é, produz componentes de quadratura (Q) dos componentes de sinal de fase interna (I) originais. A saída da transformada de Hilbert 603, portanto fornece os novos componentes de quadratura (Q) LPO Q e RPO Q, juntos com os componentes de sinal LPO I e RPO I de fase interna (I) originais.

As entradas para o bloco de transformada de Hilbert 603 podem ser representadas como:

LPO = A_tpo cos(íü/) (2)

RPO = cos(<y/ + φ) (3)

Usando a transformada de Hilbert a saída se torna: ^LpO_hinKn=A_lposen((út) (4) ^RPOkUber, = ^Arp_Osen((at + φ) (5)

Combinando os termos originais com a saída da transformada de Hilbert rende:

LPO = A_lpo [cos(íü/ ) + isen(cot)] = A_lpo e^Aúx) (6)

RPO = A_rp0 [cos(íy/ + φ) + isen(a>t + ¢)] = A_rpoe^A<M^ (7)

FIGS. 8 e 9 são diagramas de blocos de duas ramificações independentes do bloco de análise 604 de acordo com uma modalidade da invenção. O bloco de análise 604 é o estágio final da medição de freqüência, diferencial de fase, e delta T (At) . FIG. 8 é porção de fase 604a que compreende uma primeira ramificação que determina uma diferença de fase dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q). FIG. 9 é uma porção de freqüência 604b que determina uma freqüência dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) de um sinal de sensor simples. 0 sinal de sensor simples pode compreender o sinal de LPO, como mostrado, ou pode compreender o sinal de RPO alternativamente.

Na modalidade da FIG. 8, a porção de fase 604a do bloco de análise 604 inclui blocos de junção 801a e 801b, um bloco de conjugado 802, um bloco de multiplicação complexa 803, um bloco de filtro 804, e um bloco de ângulo de fase

805.

Os blocos de junção 801a e 801b recebem ambos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) de um sinal de sensor e os passa. 0 bloco de conjugado 802 executa um conjugado complexo em um sinal de sensor (aqui o sinal de LPO) , e forma um negativo do sinal imaginário. O bloco de multiplicação complexa 803 multiplica o sinal de RPO e o sinal de LPO, implementando a equação (8) abaixo. O bloco de filtro 804 implementa um filtro digital, como o filtro de FIR debatido acima. O bloco de filtro 804 pode compreender um filtro de dizimação de poli-fase que é usado para remover o conteúdo harmônico dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) do sinal de sensor, como também dizimar o sinal. Os coeficientes de filtro podem ser selecionados para fornecer dizimação do sinal introduzido, como dizimação por um fator de 10, por exemplo. O bloco de ângulo de fase 805 determina o ângulo de fase dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) do sinal de LPO e do sinal de RPO. O bloco de ângulo de fase 805 implementa a equação (11) mostrada abaixo.

A porção de fase 604a mostrada na FIG. 8 implementa a equação a seguir:

LPO x RPO = x A^e'^ = A_lp, x (8) onde LPO é o conjugado complexo de LPO. Assumindo que:

(9) então:

LPO x RPO = A²e^M = A² [cos(^) + wen(^)] (10)

O ângulo de fase diferencial resultante é:

(11)

FIG. 9 é um diagrama de blocos de uma porção de freqüência 604b do bloco de análise 604 de acordo com a invenção. A porção de freqüência 604b pode operar no sinal de desvio esquerdo ou direito (LPO ou RPO). A porção de freqüência 604b na modalidade mostrada inclui um bloco de junção 901, um bloco de conjugado complexo 902, um bloco de amostragem 903, um bloco de multiplicação complexa 904, um bloco de filtro 905, um bloco de ângulo de fase 906, um bloco de constante 907, e um bloco de divisão 908.

Como previamente debatido, o bloco de junção 901 recebe ambos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) de um sinal de sensor e os passa. O bloco de conjugado 902 executa um conjugado complexo em um sinal de sensor, aqui o sinal de LPO, e forma um negativo do sinal imaginário.

o bloco de atraso 903 introduz um atraso de amostragem na porção de freqüência 604b, e, portanto seleciona uma amostra de sinal digital que está cronologicamente mais velha no tempo. Esta amostra de sinal digital mais velha é multiplicada com o sinal digital atual no bloco de multiplicação complexa 904. 0 bloco de multiplicação complexa 904 multiplica o sinal de LPO e o sinal conjugado de LPO, implementando a equação (12) abaixo. 0 bloco de filtro 905 implementa um filtro digital, como o filtro de FIR previamente debatido. O bloco de filtro 905 pode compreender um filtro de dizimação de poli-fase que é usado para remover o conteúdo harmônico dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) do sinal de sensor, como também dizimar o sinal. Os coeficientes de filtro podem ser selecionados para fornecer dizimação do sinal introduzido, como dizimação por um fator de 10, por exemplo. O bloco de ângulo de fase 906 determina um ângulo de fase dos componentes de fase interna (I) e de quadratura (Q) do sinal de LPO. O bloco de ângulo de fase 906 implementa uma porção de equação (13) abaixo. O bloco de constante 907 fornece um fator que compreende uma taxa de amostra F_s dividida por dois pi, como mostrado na equação (14) . 0 bloco de divisão 908 executa a operação de divisão de equação (14) .

A porção de freqüência 604b implementa a equação a seguir:

LPÕ(„-\) x LPO_(n} = A_lpoe~^jM x A_lpüe^J{ax} = A²(12) O ângulo entre as duas amostras sucessivas é, portanto :

que é a freqüência radiana do desvio esquerdo.

Convertendo para Hz:

ωί - ωί_ι = tg sen(cot - cot^) sen(<y/ - <uf_,) cos(útf - ω/_,) (ωί - ωί _ι )xFs (13) (14) onde Fs é a taxa do bloco de transformada de

Hilbert 603. No exemplo previamente debatido, Fs é cerca de 2 kHz.

FIG. 10 é um gráfico de densidade de espectro de potência de um sinal de sensor desvio de um medidor de fluxo sob condições normais. A freqüência fundamental do medidor de fluxo é o pico mais alto do gráfico e fica localizado a cerca de 135 Hz. A figura também mostra vários outros picos grandes no espectro de freqüência (o primeiro modo nãofundamental é o modo de torção em uma freqüência de cerca de 1,5 vez a freqüência do modo fundamental). Estes picos compreendem freqüências harmônicas do medidor de fluxo e também compreendem outros modos de sensor indesejáveis (isto é, um modo de torção, um segundo modo de curva, etc.).

FIG. 11 mostra um bloco de transformada de Hilbert alternativo 603' de acordo com uma modalidade de deslocamento de fase simples. 0 bloco de transformada de Hilbert 603' nesta modalidade inclui uma ramificação de LPO 1100 e uma ramificação de RPO 1110. A ramificação de LPO 1100 inclui um bloco de atraso 701 em paralelo com um bloco de filtro 702. A ramificação de RPO 1110 nesta modalidade inclui apenas um bloco de atraso 701. Como antes, o bloco de atraso 701 in41

1^3 troduz atrasos de amostragem. Como antes, o bloco de filtro

702 executa um deslocamento de fase de 90 graus na amostra de sinal digital introduzida. Deveria ser entendido que alternativamente o bloco de transformada de Hilbert 603' pode deslocar a fase apenas do sinal de RPO.

Esta modalidade de processamento usa o deslocamento de transformada de Hilbert/fase de apenas um sinal de sensor para derivar a freqüência e a diferença de fase (vide FIGS. 2-3). Isto significativamente reduz o número de computações necessárias para executar uma medição de fase e significativamente reduzir o número de computações necessárias para obter a taxa de fluxo de massa.

Nesta modalidade, a saída do bloco de transformada de Hilbert 603' fornecerá o componente de quadratura (Q) do sinal de sensor esquerdo ou direito, mas não ambos. No exemplo abaixo, o sinal de LPO é deslocado em fase.

LPO = A_tpo cos\cot) RPO = A_rpo cos(<y/ + φ) (26) (27)

Usando a transformada de Hilbert, a saída se torna:

LPO_hUbert = A_lposen(cot) ^RP0Mber,= Α_Γρο^((ύ1 + φ) hilbert (28) (29)

Combinando o termo original de LPO com a saída da transformada de Hilbert (isto é, com o deslocamento de fase de 90) rende:

^LP0 = ^Atpo [cos(<af)+= A_lpoe^j(úl,} (30) enquanto o RPO fica o mesmo: _ey(<^u'⁺*) _{+ β}->(^ω<+*)' ^RP0 = ^Arpo [cos(<ar + ¢))] = A_rpo

FIG. 12 mostra o bloco de análise 604a' para a modalidade de deslocamento de fase simples. O bloco de análise (31)

604a' nesta modalidade inclui um bloco de junção 801, o bloco de multiplicação complexa 803, um bloco de filtro passabaixa 1201 e um bloco de ângulo de fase 805. O bloco de análise 604a' nesta modalidade implementa a equação a seguir:

LPOxRPO = A_lpoe~^jMxA_rpo

(32)

O bloco de filtro de passa-baixa 1201 compreende um filtro passa-baixa que remove um componente de freqüência alta produzido pelo bloco de multiplicação complexa 803. O bloco de filtro de passagem baixa 1201 pode implementar qualquer maneira de operação de filtro passa-baixa. O resultado da operação de multiplicação produz dois termos. O termo (—cot + cot + 0) combina e simplifica um termo de fase apenas 0 (um resultado de DC) , uma vez que os termos (-cot) e o (ot) cancelam um ao outro. O (ot + ot + 0) simplifica um termo (2ot + 0), em duas vezes a freqüência. Uma vez que o resultado é a soma dos 2 termos, o termo de freqüência alta (2ot + 0) pode ser removido. O único sinal de interesse aqui é o termo de DC. O termo de freqüência alta (2cot + 0) pode ser filtrado do resultado usando um filtro passa-baixa. O corte do filtro passa-baixa pode ser localizado em qualquer lugar entre o zero e 2ω.

Após filtrar, o resultado é:

(33)

Portanto, o ângulo de fase de diferencial é:

(34)

Tomando a Transformada de Hilbert de um sinal de •Rs 4.

desvio em vez de dois, a carga computacional necessária para executar a estimação de fase e de freqüência nos medidores de fluxo de massa de Coriolis é vantajosamente reduzida. A fase e a freqüência podem ser determinadas, portanto usando dois sinais de sensor, mas usando apenas um deslocamento de fase de 90 graus.

FIG. 13 mostra o processamento de sensor da invenção quando comparado à técnica anterior, em que um valor de diferença de tempo (At) de cada é comparado. O quadro mostra um material de fluxo incluindo um fluxo de gás (isto é, bolhas de gás, por exemplo) . Sob esta condição, o ruido de fluxo é substancialmente reduzido no algoritmo novo por causa da taxa de fase e cálculo de freqüência. Pode ser visto do gráfico que o resultado derivado pela invenção não exibe os picos grandes e depressões que são refletidos nas medições da técnica anterior (At).

A invenção difere da técnica anterior. Primeiro, a técnica anterior tipicamente determina uma freqüência de desvio usando um sinal de desvio e uma fonte de freqüência independente, como um sinal de acionador enviado a um sistema de acionador para determinar a freqüência de resposta vibratória. Em contraste, a invenção determina a freqüência deslocando a fase de um dos dois sinais de sensor. A técnica anterior não determina a freqüência de resposta vibratória de um deslocamento de fase de um sinal de sensor.

Segundo, a maioria dos medidores de fluxo da técnica anterior determina uma diferença de fase entre os sinais de desvio usando a determinação de freqüência da técni44 frs λ* ca anterior. Como uma consequência, qualquer erro incluído na determinação de freqüência da técnica anterior é incluso na determinação da diferença de fase da técnica anterior, compondo o erro geral na determinação da taxa de fluxo de massa da técnica anterior. Em contraste, a invenção determina a diferença de fase diretamente de um ou dois sinais de sensor deslocados em fase, sem usar qualquer determinação de freqüência. Como resultado, qualquer termo de erro é o resultado apenas da manipulação de fase e medição de fase da determinação de diferença de fase, e não é afetado por qualquer erro de determinação de freqüência.

Terceiro, a técnica anterior determina a taxa de fluxo de massa usando a freqüência externa independentemente determinada. Tipicamente, a técnica anterior também usa uma diferença de fase que foi obtida usando a freqüência externa independentemente determinada. Por conseguinte, na técnica anterior, a taxa de fluxo de massa pode ser afetada duas vezes por qualquer erro na determinação de freqüência, e, portanto não é satisfatoriamente precisa e segura. Em contraste, na invenção a determinação da freqüência e da diferença de fase determinação são independentemente derivadas. A determinação da freqüência e a determinação da diferença de fase, portanto na invenção incluem um componente de erro muito menor. Como resultado, usando os componentes eletrônicos de medição e o método da invenção, a quantidade de erro na determinação de taxa de fluxo de massa é grandemente reduzida. Por conseguinte, taxas de fluxo de densidade e volume de acordo com a invenção são também melhoradas em precisão e

1ώ3 confiança .

Quarto, a determinação de freqüência da técnica anterior leva um tempo relativamente longo. Em situações onde o material de fluxo compreende um fluxo de duas fases ou três fases, como um líquido incluindo sólidos capturados e/ou gases capturados (como bolhas de ar), a determinação de freqüência da técnica anterior pode levar tanto quanto 1-2 segundos para fornecer uma medição de freqüência estável e relativamente precisa. Em contraste, as determinações de freqüência e de diferença de fase de acordo com a invenção podem ser obtidas muito mais rápidas, como na ordem de milissegundos ou centenas de milissegundos. Todas as características de fluxo derivadas da freqüência e a diferença de fase podem também ser obtidas em muito menos tempo.

FIG. 14 mostra para os componentes eletrônicos de medição 20 de acordo com outra modalidade da invenção. Os componentes eletrônicos de medição 20 desta modalidade podem incluir a interface 201, o digitalizador 202, o sistema de processamento 203, e o sistema de armazenamento 204, como previamente debatidos. Componentes e/ou rotinas compartilham números de referência comuns em comum com as outras modalidades. Deveria ser entendido que os componentes eletrônicos de medição 20 desta figura podem incluir vários outros componentes e/ou rotinas, como aqueles previamente debatidos.

Em operação, os componentes eletrônicos de medição 20 processam os primeiro e segundo sinais de sensor do conjunto de medidor 10 para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui atra46 vés do fluxo medidor 5. Fração de massa é uma razão de fluxo de massa entre um primeiro componente de fluxo e um segundo componente de fluxo em um fluxo de duas fases. A fração de massa pode ser usada para determinar massas dos vários componentes de fluxo. Por exemplo, o fluxo pode compreender um componente de fluido e um componente de gás. A taxa de fluxo de massa total do material de fluxo pode ser multiplicada pela fração de massa para derivar um ou mais de uma taxa de fluxo de massa de componente de fluido e uma taxa de fluxo de massa de componente de gás. O fluido pode compreender qualquer maneira de fluido e o gás pode compreender qualquer maneira de gás. O gás pode compreender ar, por exemplo. O debate abaixo focaliza em ar em um fluido, mas deveria ser entendido que a invenção aplica-se a qualquer gás.

Os componentes eletrônicos de medição 20 recebem e processam uma resposta de freqüência 1410 do conjunto de medidor 10, como um primeiro sinal de sensor 1410 e um segundo sinal de sensor 1411 do medidor de fluxo. Os componentes eletrônicos de medição 20 quebram a resposta de freqüência 1410 na freqüência de componente de gás 1412 e na freqüência de componente de fluido 1416. Os componentes eletrônicos de medição 20 determinam uma densidade geral (Pmistura) 1420 da resposta de freqüência 1410. Igualmente, uma densidade de componente de gás (p_gás) 1421 é determinada da freqüência de componente de gás 1412. Os componentes eletrônicos de medição 20 usam a resposta de freqüência 1410 e um ou mais da freqüência de componente de gás 1412 e da freqüência de componente de fluido 1416 para determinar a fração nula de gás

1C3

1418. Os componentes eletrônicos de medição 20 também usam a fração nula 1418, a densidade geral 1420 e a densidade de gás 1421 para determinar a fração de massa 1419. A fração de massa (mf) é definida como:

mf = ——— (35) zw, + m₂

Em uma modalidade, a fração de massa compreende uma fração de massa de gás (mf_gás) . A fração de massa de gás compreende:

^mf_gá, = ^mgis + ^m fluido (36)

Porém, deveria ser entendido que alternativamente a invenção pode determinar uma fração de massa de fluido (mffiuido) no material de fluxo (ou qualquer outra fração de massa) . A fração de massa de fluido (mffi_uid_O) compreende o complemento da fração de massa de gás:

fluido ™gà, +^m fluido (37)

Porém, este debate focalizará no fluxo de massa de gás (mfgás) para propósitos de simplicidade.

primeiro sinal de sensor 1410 e o segundo sinal de sensor 1411 compreendem sinais eletrônicos de variação de tempo que são recebidos substancialmente de modo contínuo e processados pelos componentes eletrônicos de medição 20, como sinais dos sensores de desvio 170L e 170R. A resposta de freqüência 1410 pode ser determinada usando o bloco de processamento previamente debatido (vide FIGS. 6-7 e 9) . Vantajosamente, quando usar a determinação de freqüência de velocidade alta previamente debatida, a invenção pode rápida, precisa e confiantemente determinar a fração nula de gás

1C6

1418.

O sistema de processamento 203 nesta modalidade pode incluir uma rotina de fração nula 1401, uma rotina de filtro de entalhe 1402 e uma rotina de fração de massa 1405. O sistema de processamento 203 pode também incluir um ou mais filtros ou rotinas de filtro, como uma rotina de filtro de passa-baixa 1403 e uma rotina de filtro passa-alta 1404. Alternativamente, o um ou mais filtros ou rotinas de filtro podem incluir um configuração de filtro de entalhe ou outra configuração de filtro que rejeita uma banda estreita das frequências. O sistema de processamento 203 pode também incluir uma resposta de freqüência 1410, uma fração nula 1418, e uma fração de massa 1419 que podem armazenar medições de resposta de freqüência, determinações de fração nula, e determinações de fração de massa, respectivamente. O sistema de processamento 203 pode também incluir uma freqüência de componente de fluido 1416 e uma freqüência de componente de gás 1412 que armazenam valores de freqüência de funcionamento para a fração nula e determinações de fração de massa. O sistema de processamento 203 pode também incluir uma densidade geral 1420, uma densidade de componente de gás 1421, e uma densidade de componente fluido 1422 que armazena valores de densidade de funcionamento para a fração nula e determinações de fração de massa.

A resposta de freqüência 1410 compreende uma freqüência de mistura (fmistura) , em que a resposta de freqüência 1410 pode incluir um componente de freqüência de gás (fgás) 1412 e um componente de freqüência de fluido (ffiuido) 1416. A ΐ£γ fração nula e fração de massa podem ser determinadas após estes componentes de freqüência serem quebrados da freqüência de mistura (fmístura) θ determinados. A qualquer hora, a resposta de freqüência 1410 pode incluir qualquer quantidade de um componente de freqüência de gás (fgás) 1412 (isto é, gás capturado).

FIG. 15 é um gráfico de respostas de freqüência do medidor de fluxo para ar, para um fluido, e para um mistura de ar/fluido combinados (isto é, para um fluido incluindo ar capturado). A densidade de um gás é distinguível da densidade de um fluido no material de fluxo que flui através do medidor de fluxo. Uma vez que a densidade pode ser derivada de uma freqüência medida, a freqüência associada ao ar é também distinguível da freqüência do fluido. Isto é também verdadeiro de outros gases ou misturas de gases.

αχ - ωί_! = tg

Uma equação para calcular a freqüência é: sen(aX - aX_A) (38) sen\aX — oX_A)

onde ω é a freqüência radiana do medidor de fluxo de Coriolis. O termo ω_ι representa uma amostra de freqüência radiana de um período de amostra anterior ou mais precoce. Convertendo a freqüência radiana ω para uma freqüência f em Hertz (Hz) rende:

(ax - <vt _l)xF_s

2π

Esta equação assume apenas uma freqüência está presente. Se duas freqüências estiverem presentes, como no caso de ar capturado (a freqüência de ar e a freqüência do fluido de material do fluxo), a equação nova se torna:

(39) f =^x

J misiura ~

2π tg'

4\_Μ^η{ω_ηιΜοΙ - (Q_fluiiot_,)+ A^sen^l - ω_0Γ/_,) Ί Α\_ύά0 cos((O_fluUot - 6)_fluidat__x)+ Al cos(íü_flr/ - ω_αΓί__λ )JJ onde fmistura é a resposta de frequência do material de fluxo inteiro, incluindo um componente de frequência de gás (fgás) θ um componente de frequência de fluido (ffiuido) ·

Referindo novamente à FIG. 14, a rotina de filtro passa-baixa 1403 implementa um filtro passa-baixa. Um filtro passa-baixa passa baixas frequências substancialmente abaixo de uma freqüência de corte de passa-baixa. Um filtro passabaixa, portanto pode ser usado para remover as frequências altas.

A rotina de filtro passa-alta 1404 implementa um filtro passa-alta. Um filtro passa-alta passa frequências altas substancialmente acima de uma freqüência de corte de passa-alta. Um filtro passa-alta, portanto pode ser usado para remover baixas frequências.

A rotina de filtro de entalhe 1402 implementa um filtro de entalhe. Um filtro de entalhe rejeita uma faixa estreita de frequências que são centradas em um entalhe na resposta de freqüência do filtro de entalhe. Apenas as freqüências no entalhe são rejeitadas pelo filtro de entalhe. Portanto, o filtro de entalhe é muito útil para remover freqüências conhecidas, indesejadas da resposta de freqüência

1410.

A rotina de fração nula 1401 determina uma fração nula (tipicamente de gás) no material de fluxo. A fração nula pode ser determinada das densidades dos componentes de fluxo onde a densidade geral (Pmistura) compreende a soma da ito densidade de componente de gás (p_gás) θ a densidade de componente de fluido (Pfiuido) Densidade (p) substancialmente compreende:

(41) onde f é a medição de freqüência da freqüência de componente de fluido 1416 (isto é, fmixtura) · A densidade de componente de fluido (Pfiuido) 1422 pode ser calculada usando a freqüência de componente de fluido 1416. Em uma modalidade, a freqüência de componente de fluido 1416 compreende uma freqüência de mistura média. A densidade de componente de gás (Pgás) 1421 pode ser calculada usando a freqüência de componente de gás 1412. Por conseguinte, a fração nula de gás 1418 é calculada como uma razão da densidade de componente de fluido (Pfiuido) 1422 menos a densidade geral (Pmistura) 1420 dividida pela densidade de componente de fluido (Pfiuido) 1422 menos a densidade de componente de gás (p_gàs) 1421. A computação de fração nula tem a forma:

Fração _ Nula =

(42)

A fração nula resultante de gás 1418 reflete uma razão de gás para fluido no material de fluxo. A rotina de fração de massa 1405 determina a fração de massa 1419 da resposta de freqüência 1410. Em uma modalidade, a rotina de fração de massa 1405 usa a fração nula determinada (VF) 1418, junto com os valores de densidade derivados para calcular a fração de massa 1419.

Massa (m) e volume (V) estão relacionados por densidade (p). Portanto, densidade compreende:

ΙΊΌ

(43)

Como resultado, a fração de massa (mf) pode ser simplificada:

m_l (44) + ^2 mistura Pmistura ^mistura

Porque a fração nula (VF) compreende a razão de volume: v

VF = '

V .

munira (45) então a fração de massa (mf) compreende:

mf = VF*·

Pt

Pmistura (46)

Como resultado, a fração de massa pode ser determinada da fração nula (VF), da densidade de componente de gás (Pgás) 1421, e da densidade geral (Pmistura) 1422. A densidade de componente de gás (p_gás) 1421 e a densidade geral (Pmistura) 1422 podem ser determinadas da freqüência de componente de gás 1412 e da resposta de freqüência 1410, respectivamente .

Deveria ser entendido que apenas uma da freqüência de componente de gás 1412 e da freqüência de componente de fluido 1416 pode ser necessária se o gás ou o fluido for conhecido. Por exemplo, se o gás compreende ar, então uma resposta de freqüência de ar padrão (e densidade) pode ser assumida. Como resultado, a freqüência de gás ou de fluido conhecido pode ser filtrada, e apenas de uma etapa de filtração é necessária.

Os componentes eletrônicos de medição 20 podem adicionalmente determinar outras características de fluxo,

4-η como uma taxa de fluxo de massa geral, uns fluxos de massa de componente, volumes de componente, etc. Os componentes eletrônicos de medição 20 podem estar em comunicação com o conjunto de medidor 10, onde o conjunto de medidor 10 pode compreender qualquer maneira de medidor de fluxo que gera uma resposta de freqüência. Em uma modalidade, o conjunto de medidor 10 compreende um medidor de fluxo de Coriolis. Em outra modalidade, o conjunto de medidor 10 compreende um densitômetro vibratório.

FIG. 16 é um fluxograma 1600 de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 1601, é recebida uma resposta de freqüência. A resposta de freqüência pode ser recebida nos componentes eletrônicos de medição 20, por exemplo. A resposta de freqüência compreende uma resposta de freqüência em um conjunto de medidor vibratório 10 que inclui o material de fluxo.

Na etapa 1602, a resposta de freqüência é quebrada em uma freqüência de componente de gás 1412 e uma freqüência de componente de fluido 1416. Isto é possível porque a resposta de freqüência 1410 compreende um componente de freqüência de gás que está relacionado com uma taxa de fluxo de gás no material de fluxo e um componente de freqüência de fluido que está relacionado à taxa de fluxo de fluido. A quebra pode ser executada por um ou mais filtros, como previamente debatido.

Na etapa 1603, uma densidade geral (Pmistura) é de54 terminada da resposta de freqüência. A densidade geral (pmistura) reflete a densidade dos componentes de fluxo de fluido e de gás combinados. Como previamente debatido, a densidade geral (Pmistura) substancialmente compreende o quadrado de um dividido pela resposta de freqüência (isto é, a resposta de freqüência invertida).

Na etapa 1604, uma densidade de componente de gás (pgás) é determinada do componente de freqüência de gás (f_gás) A densidade de componente de gás (p_gâs) reflete a densidade apenas de um componente de fluxo de gás.

Na etapa 1605, como previamente debatida, a fração nula (VF) de gás 1418 é determinada usando a resposta de freqüência 1410, a freqüência de componente de gás 1412, e a freqüência de componente de fluido 1416. A fração de gás nula resultante 1418 pode ser expressada como uma razão, uma porcentagem, ou outra medida.

Na etapa 1606, a fração de massa é determinada da fração nula (VF) 1418 e uma razão da densidade de gás (p_gA_S) para densidade geral (Pmistura) t como mostrado na equação 46.

FIG. 17 é um fluxograma 1700 de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção. Um método de quebrar os componentes de freqüência de fluido e de gás da resposta de freqüência compreende executar duas operações de filtração. Uma operação de filtração compreende filtrar a resposta de freqüência com um primeiro filtro que substancialmente rejeita o componente de freqüência de gás e substancialmente

1Ύ3 passa ο componente de freqüência de fluido. A segunda operação de filtração compreende filtrar a resposta de freqüência com um segundo filtro que substancialmente rejeita o componente de freqüência de fluido e substancialmente passa o componente de freqüência de gás. Como resultado, o primeiro filtro sai no componente de freqüência de fluido enquanto o segundo filtro sai no componente de freqüência de gás.

Na etapa 1701, uma resposta de freqüência é recebida, como previamente debatido.

Na etapa 1702, a resposta de freqüência é filtrada com um primeiro filtro. O primeiro filtro substancialmente rejeita o componente de freqüência de gás e substancialmente passa o componente de freqüência de fluido (vide FIG. 18). Em uma modalidade, o primeiro filtro compreende um filtro passa-baixa, em que uma freqüência de corte de passa-baixa do filtro passa-baixa fica substancialmente acima do componente de freqüência de fluido. Como resultado, o filtro passa-baixa substancialmente passa o componente de freqüência de fluido e substancialmente rejeita o componente de freqüência de gás.

Na etapa 1703, a resposta de freqüência é filtrada com um segundo filtro. O segundo filtro substancialmente rejeita o componente de freqüência de fluido e substancialmente passa o componente de freqüência de gás. Em uma modalidade, o segundo filtro compreende um filtro passa-alta, em que uma freqüência de corte de passa-alta do filtro passa-alta fica substancialmente abaixo do componente de freqüência de gás (mas acima do componente de freqüência de fluido). Como resultado, ο filtro passa-alta substancialmente passa o componente de freqüência de gás e substancialmente rejeita o componente de freqüência de fluido.

Na etapa 1704, a densidade geral (Pmistura) θ determinada, como previamente debatido.

Na etapa 1705, a densidade de gás (p_gás) θ determinada, como previamente debatido.

Na etapa 1706, como previamente debatido, a fração nula de gás 1418 é determinada usando a resposta de freqüência 1410, a freqüência de componente de gás 1412, e a freqüência de componente de fluido 1416.

Na etapa 1707, a fração de massa 1419 é determinada, como previamente debatido.

FIG. 18 é um gráfico de freqüência que mostra respostas de filtro passa-baixa e passa-alta que podem ser usadas para quebrar o componente de freqüência de fluido e o componente de freqüência de gás de acordo com uma modalidade da invenção. A linha inferior do gráfico representa uma resposta de freqüência do medidor de fluxo incluindo um lóbulo de componente de freqüência de fluido e um lóbulo de componente de freqüência de gás. O lóbulo de componente de freqüência de fluido é inferior em freqüência ao lóbulo de componente de freqüência de gás. As linhas superiores compreendem uma resposta de filtro passa-baixa e uma resposta de filtro passa-alta, junto com uma freqüência de corte. Aqui, a freqüência de corte para os filtros passa-baixa e passaalta é substancialmente centrada entre os dois lóbulos. Os filtros passa-baixa e passa-alta podem ter uma freqüência de corte comum ou podem ter frequências de corte diferentes, dependendo dos componentes de freqüência de fluido e de gás. Pode ser visto que o filtro passa-baixa produzirá o componente de freqüência de fluido e o filtro passa-alta produzirá o componente de freqüência de gás. Portanto, os dois filtros podem quebrar a resposta de freqüência 1410, a freqüência de componente de gás 1412 e a freqüência de componente de fluido 1416.

Outro método de quebrar os componentes de freqüência de fluido e de gás compreende filtrar um componente de freqüência simples, conhecido e usar o componente de freqüência passado pela operação de filtro para determinar as densidades de componente de fluido e de gás. Por exemplo, onde gás no material de fluxo for ar, então a operação de filtração pode ser configurada para filtrar uma banda de freqüência relativamente estreita centrada em uma resposta de freqüência de ar típica. Subseqüentemente, a densidade geral derivada da resposta de freqüência e o componente de densidade de fluido derivado do componente de freqüência de fluido restante podem ser usados para determinar um termo de densidade de ar. Por exemplo, onde o gás for conhecido ser ar atmosférico, um filtro (como um filtro de entalhe, por exemplo) pode ser usado para substancialmente rejeitar um componente de freqüência de ar da resposta de freqüência. Como resultado, a densidade geral (Pmistura) 1420 pode ser calculada da resposta de freqüência 1410 e uma densidade de componente de fluido (Pfiuido) 1422 pode ser calculada da freqüência de componente de fluido 1416. Portanto, a densidade

1-¼ de componente de ar (p_gás) 1421 compreende:

(47)

Esta equação pode ser reescrita como:

Pmistura P fluido P

(48)

Alternativamente, deveria ser entendido que o componente de freqüência de fluido pode ser removido/filtrado, e a fração nula pode ser determinada usando o componente de freqüência de gás. Como antes, esta remoção de freqüência simples pode ser executada onde o fluido possuir uma característica de resposta de freqüência e de densidade conhecida. Portanto, o método de remoção de freqüência simples pode remover o componente de freqüência de fluido ou o componente de freqüência de gás.

Em uma modalidade, um componente de freqüência simples pode ser removido por um ou mais filtros enquanto o outro componente de freqüência é passado pela operação de filtração. Os um ou mais filtros em uma modalidade compreendem um filtro de entalhe. Um filtro de entalhe passa todas as freqüências exceto as frequências dentro de uma banda estreita (isto é, um entalhe na resposta de freqüência) . Alternativamente, os um ou mais filtros podem compreender qualquer filtro satisfatório ou combinação de filtros.

FIG. 19 é um fluxograma 1900 de um método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 1901, a resposta de freqüência 1410 é recebida, como previamente debatido .

Na etapa 1902, a resposta de freqüência é proces59

1\Υ sada com um filtro de entalhe. 0 filtro de entalhe passa freqüências acima e abaixo de um entalhe, como acima e abaixo da resposta de freqüência de gás nesta modalidade. Portanto, o filtro de entalhe substancialmente rejeita a freqüência de componente de gás 1412. O filtro de entalhe substancialmente passa o componente de freqüência de fluido 1416

FIG. 20 é um gráfico de uma resposta de freqüência do filtro de entalhe. No exemplo mostrado, o entalhe é centrado em uma freqüência de gás. O filtro de entalhe passa substancialmente acima de todas as freqüências e abaixo do entalhe e apenas a freqüência de gás é substancialmente rejeitada pelo filtro de entalhe. Referindo novamente à FIG. 19, na etapa 1903 a densidade geral (Pmistura) é determinada, como previamente debatido.

Na etapa 1904, a densidade de gás (p_gás) θ determinada, como previamente debatido.

Na etapa 1905 a fração nula de gás 1418 é determinada, como previamente debatido.

Na etapa 1906, a fração de massa 1419 é determinada, como previamente debatido.

Os componentes eletrônicos de medição e método de acordo com a invenção podem ser implementados de acordo com qualquer uma das modalidades para obter várias vantagens, se desejado. A invenção pode determinar uma fração de massa em um fluxo de duas fases. A invenção pode determinar uma fração de massa em um fluxo de multi-fases. A invenção pode determinar uma fração de massa de gás ou uma fração de massa de fluido. A invenção pode determinar uma fração de massa de ar. A invenção pode determinar massas de componentes de fluxo individuais, como uma massa de fluxo de gás e uma massa de fluxo de fluido, por exemplo. A invenção pode fornecer uma determinação da fração de massa de maior precisão e con5 fiança. A invenção pode fornecer uma determinação de fração de massa mais rápido que a técnica anterior e consumindo menos tempo de processamento.

Claims (36)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Componentes eletrônicos de medição (20) para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo (5), os componentes eletrônicos de medição (20) sendo CARACTERIZADOS pelo fato de que compreendem:

   uma interface (201) para receber uma resposta de freqüência do material de fluxo; e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201) e configurado para receber a resposta de freqüência a partir da interface (201), quebrar a resposta de freqüência em pelo menos um componente de freqüência de gás e um componente de freqüência de fluido, determinar uma densidade geral a partir da resposta de freqüência, determinar uma densidade de gás a partir do componente de freqüência de gás, determinar a fração nula de gás a partir da resposta de freqüência e um ou mais dos componente de freqüência de gás e do componente de freqüência de fluido, e determinar a fração de massa a partir da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.
2. 2. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOS pelo fato de que a densidade de gás compreende um inverso da freqüência de gás quadrada e a densidade geral compreende um inverso da freqüência quadrada.
3. 3. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOS pelo fato de que o de 13/08/2018, pág. 10/26 sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo a partir da resposta de freqüência e determinar pelo menos uma dentre uma primeira massa de componente de fluxo e uma segunda massa de componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.
4. 4. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para determinar uma freqüência instantânea e determinar uma diferença de fase instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase.
5. 5. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para determinar uma freqüência instantânea, determinar uma diferença de fase instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
6. 6. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para gerar um primeiro de 13/08/2018, pág. 11/26 deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor, computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, determinar uma diferença de fase instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
7. 7. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
8. 8. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor, gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus a partir do segundo sinal de sensor, computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o de 13/08/2018, pág. 12/26 segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, determinar uma diferença de fase instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
9. 9. Componentes eletrônicos de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADOS pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e o sistema de processamento (203) é adicionalmente configurado para gerar um deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor, computar uma resposta de freqüência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor, computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor, computar um atraso de tempo usando a resposta de freqüência e a diferença de fase, computar a taxa de fluxo de massa a partir do atraso de tempo, determinar uma diferença de fase instantânea, dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo, e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
10. 10. Método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

    receber uma resposta de freqüência do material de de 13/08/2018, pág. 13/26 fluxo;

    quebrar a resposta de freqüência em pelo menos um componente de freqüência de gás e um componente de freqüência de fluido;

    determinar uma densidade geral a partir da resposta de freqüência;

    determinar uma densidade de gás a partir do componente de freqüência de gás;

    determinar a fração nula de gás a partir da resposta de freqüência e um ou mais dentre o componente de freqüência de gás e do componente de freqüência de fluido; e determinar a fração de massa a partir da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a densidade de gás compreende um inverso da freqüência de gás quadrada e a densidade geral compreende um inverso da freqüência quadrada.
12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende:

    determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo a partir da resposta de freqüência; e determinar pelo menos uma dentre uma primeira massa de componente de fluxo e uma segunda massa de componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.
13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    de 13/08/2018, pág. 14/26 determinar uma freqüência instantânea; e determinar uma diferença de fase instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase.
14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    determinar uma freqüência instantânea; determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

    de 13/08/2018, pág. 15/26
16. 16. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
17. 17. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus a partir do segundo sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    de 13/08/2018, pág. 16/26 determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
18. 18. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar uma resposta de freqüência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    computar um atraso de tempo usando a resposta de freqüência e a diferença de fase;

    computar a taxa de fluxo de massa a partir do atraso de tempo;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
19. 19. Método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui atrade 13/08/2018, pág. 17/26 vés de um medidor de fluxo, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:

    receber uma resposta de freqüência do material de fluxo;

    processar a resposta de freqüência com um filtro de entalhe que rejeita um dentre um componente de freqüência de gás e um componente de freqüência de fluido;

    determinar uma densidade geral a partir da resposta de freqüência;

    determinar uma densidade de gás a partir do componente de freqüência de gás;

    determinar a fração nula de gás a partir da resposta de freqüência e um ou mais dentre o componente de freqüência de gás e o componente de freqüência de fluido; e determinar a fração de massa a partir da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.
20. 20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a densidade de gás compreende um inverso da freqüência de gás quadrada e a densidade geral compreende um inverso da freqüência quadrada.
21. 21. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende:

    determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo a partir da resposta de freqüência; e determinar pelo menos uma dentre uma primeira massa de componente de fluxo e uma segunda massa de componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.

    de 13/08/2018, pág. 18/26
22. 22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    determinar uma freqüência instantânea; e determinar uma diferença de fase instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase.
23. 23. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    determinar uma freqüência instantânea; determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
24. 24. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para de 13/08/2018, pág. 19/26 obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
25. 25. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
26. 26. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus a partir do segundo sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro de 13/08/2018, pág. 20/26 deslocamento de fase de 90 graus, o segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
27. 27. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar uma resposta de freqüência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    computar um atraso de tempo usando a resposta de freqüência e a diferença de fase;

    computar a taxa de fluxo de massa a partir do atraso de tempo;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante de 13/08/2018, pág. 21/26 para obter a taxa de fluxo de massa.
28. 28. Método para determinar uma fração de massa dos componentes de fluxo em um material de fluxo que flui através de um medidor de fluxo, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:

    receber uma resposta de freqüência do material de fluxo;

    filtrar a resposta de freqüência com um primeiro filtro que rejeita o componente de freqüência de gás e passa o componente de freqüência de fluido, em que o primeiro filtro produz o componente de freqüência de fluido;

    filtrar a resposta de freqüência com um segundo filtro que rejeita o componente de freqüência de fluido e passa o componente de freqüência de gás, em que o segundo filtro produz o componente de freqüência de gás;

    determinar uma densidade geral a partir da resposta de freqüência;

    determinar uma densidade de gás a partir do componente de freqüência de gás;

    determinar a fração nula de gás a partir da resposta de freqüência e um ou mais dentre o componente de freqüência de gás e o componente de freqüência de fluido; e determinar a fração de massa a partir da fração nula de gás multiplicada por uma razão da densidade de gás dividida pela densidade geral.
29. 29. Método, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que a densidade de gás compreende um inverso da freqüência de gás quadrada e a densidade geral de 13/08/2018, pág. 22/26 compreende um inverso da freqüência quadrada.
30. 30. Método, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende:

    determinar uma taxa de fluxo de massa do material de fluxo a partir da resposta de freqüência; e determinar pelo menos uma dentre uma primeira massa de componente de fluxo e uma segunda massa de componente de fluxo usando a fração de massa e a taxa de fluxo de massa.
31. 31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    determinar uma freqüência instantânea; e determinar uma diferença de fase instantânea, em que a taxa de fluxo de massa é determinada usando a freqüência e a diferença de fase.
32. 32. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa compreende:

    determinar uma freqüência instantânea; determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
33. 33. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de de 13/08/2018, pág. 23/26 sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a freqüência usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo;

    e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
34. 34. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
35. 35. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência comde 13/08/2018, pág. 24/26 preende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um primeiro deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    gerar um segundo deslocamento de fase de 90 graus a partir do segundo sinal de sensor;

    computar a diferença de fase usando o primeiro deslocamento de fase de 90 graus, o segundo deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    determinar uma diferença de fase instantânea; dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.
36. 36. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a resposta de freqüência compreende um primeiro sinal de sensor e um segundo sinal de sensor e a determinação da taxa de fluxo de massa adicionalmente compreende:

    gerar um deslocamento de fase de 90 graus a partir do primeiro sinal de sensor;

    computar uma resposta de freqüência usando o deslocamento de fase de 90 graus e o primeiro sinal de sensor;

    computar uma diferença de fase usando pelo menos o deslocamento de fase de 90 graus, o primeiro sinal de sensor, e o segundo sinal de sensor;

    de 13/08/2018, pág. 25/26 computar um atraso de tempo usando a resposta de freqüência e a diferença de fase;

    computar a taxa de fluxo de massa a partir do atraso de tempo;

    5 determinar uma diferença de fase instantânea;

    dividir a diferença de fase pela freqüência para obter um atraso de tempo; e multiplicar o atraso de tempo por uma constante para obter a taxa de fluxo de massa.

    Petição 870180070126, de 13/08/2018, pág. 26/26