BRPI0722139A2

BRPI0722139A2 - Dispositivo de fluxo, e, método para operar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0722139A2
Application number: BRPI0722139-8A
Authority: BR
Inventors: Craig Mcanally; B Maginnis; L Richard; J Paul Hays
Original assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2014-04-15
Also published as: MX2010003305A; AU2007360103A1; CN101828097B; KR20100065395A; BRPI0722139B1; US8364426B2; CA2701759A1; EP2210070B1; AR068254A1; CA2701759C; EP2210070A1; JP5162668B2; KR101159957B1; JP2010540975A; CN101828097A; AU2007360103B2; US20100275703A1; HK1148065A1; WO2009048457A1

Description

"DISPOSITIVO DE FLUXO, E, MÉTODO PARA OPERAR O MESMO" CAMPO DA INVENCÀO

A presente invenção refere-se aos dispositivos de fluxo vibrantes que são capazes de determinar uma ou mais características de fluxo de uma substância dentro de um conduto vibrante.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Dispositivos de fluxo vibrantes, como, por exemplo, densitômetros ou medidores de fluxo Coriolis, são disponíveis em vários tamanhos e capacidades de fluxo. Densitômetros tipicamente têm um ou mais condutos de configuração reta, em forma de U ou irregular que são vibrados transversalmente por um dispositivo de comando em uma frequência de ressonância para fins de determinar a densidade de uma substância dentro do densitômetro. A frequência de ressonância particular em que o um ou mais condutos vibra é parcialmente determinada pela densidade da substância dentro do um ou mais condutos vibrantes. Consequentemente, à medida que a densidade da substância dentro do um ou mais condutos vibrantes muda, a frequência em que a ressonância ocorre irá mudar. Assim, usando aspectos principais testados no tempo bem conhecidos, a frequência particular em que a ressonância ocorre pode ser usada para computar a densidade da substância dentro do um ou mais condutos.

Densitômetros incluem um ou mais dispositivos eletrônicos que transmitem um sinal de comando sinusoidal para um dispositivo de comando, que é tipicamente uma combinação de imã/ bobina com o imã tipicamente sendo fixado ao tubo de fluxo e a bobina sendo fixada a uma estrutura de suporte ou a outro tubo de fluxo. O sinal de comando leva o dispositivo de comando a vibrar o um ou mais condutos a uma frequência de ressonância. Por exemplo, o sinal de comando podem ser uma corrente elétrica periódica transmitida para a bobina. Um detector de desvio detecta a frequência de vibração do um ou mais condutos e gera um sinal de desvio sinusoidal representativo do movimento do tubo de fluxo, incluindo a frequência de vibração do tubo de fluxo. O sinal de desvio sinusoidal é transmitido para um ou mais dispositivos eletrônicos e usado por um ou mais dispositivos eletrônicos para determinar a frequência em que o um ou mais condutos vibram. Se o um ou mais condutos estão vibrando a uma frequência de ressonância, o dispositivo eletrônico pode usar o sinal de desvio para determinar a densidade da substância dentro do tubo. Se o um ou mais condutos estão vibrando em uma frequência não de ressonância, o dispositivo eletrônico pode ajustar o sinal de comando transmitido ao dispositivo de comando de modo que o um ou mais condutos vibram na frequência de ressonância.

Consequentemente, usando aspectos principais bem conhecidos, densitômetros vibrantes tem sido usados por anos para medir a densidade de substâncias. Os densitômetros vibrantes construídos com um único dispositivo de comando e um único detector de desvio, no entanto, foram incapazes no passado de detectar uma ou mais características de fluxo da substância dentro do conduto, como, por exemplo, se a substância dentro do um ou mais condutos está fluindo, a direção em que a substância está fluindo, ou a taxa de fluxo mássico da substância. Em particular, em algumas aplicações, pode ser desejável determinar se a substância está fluindo. A fim de detectar a presença do fluxo, mudanças na variação de tempo entre a frequência de vibração induzida pelo dispositivo de comando e a frequência de vibração detectada pelo detector de desvio podem ser usadas. Os versados na técnica notam que a variação de tempo se iguala à diferença de fase entre a frequência de vibração induzida pelo dispositivo de comando e a frequência de vibração detectada pelo detector de desvio dividido pela frequência de vibração induzida pelo dispositivo de comando e a frequência de vibração detectada pelo detector de desvio. Até agora, em um densitômetro de dispositivo de comando único e detector de desvio único, no entanto, a frequência detectada pelo detector de desvio está travada em fase à frequência aplicada pelo dispositivo de comando. Assim, à medida que o fluxo ocorre ou muda, variação de tempo entre a frequência de vibração aplicada pelo dispositivo de comando e frequência de vibração detectada pelo detector de desvio não muda à medida que o fluxo ocorre ou muda. Consequentemente, no passado, pelo menos dois detectores de desvio tem sido requeridos para a detecção da presença de fluxo, detecção da direção de fluxo, e a determinação da taxa de fluxo mássico da substância.

A presente invenção é dirigida para superar estas e outras desvantagens inerentes aos densitômetros da técnica anterior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O escopo da presente invenção é definido apenas pelas reivindicações anexas e não é afetado em qualquer grau pelas declarações constantes deste sumário.

Em uma forma de realização da presente invenção, um dispositivo de fluxo inclui pelo menos um conduto, um detector de desvio, um dispositivo de comando, e um ou mais dispositivos eletrônicos. O detector de desvio provê um sinal de desvio para medir o movimento do pelo menos um conduto. O dispositivo de comando recebe um primeiro sinal para vibrar o pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e recebe um segundo sinal para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância. O um ou mais dispositivos eletrônicos geram o primeiro e segundo sinais, recebem o sinal de desvio do detector de desvio, e medem mudanças na variação de tempo entre a frequência do segundo sinal aplicada pelo dispositivo de comando e a frequência do segundo sinal detectada pelo detector de desvio. Em outra forma de realização da presente invenção, um dispositivo de fluxo inclui pelo menos um conduto, um detector de desvio, um dispositivo de comando, e um ou mais dispositivos eletrônicos. O detector de desvio provê um primeiro sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto. O dispositivo de comando alterna entre receber um sinal de comando para vibrar o pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e prover um segundo sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto. O um ou mais dispositivos eletrônicos recebem o primeiro e segundo sinais de desvio do detector de desvio e do dispositivo de comando e geram o sinal de comando.

Em ainda outra forma de realização da presente invenção, um dispositivo de fluxo inclui pelo menos um conduto, um detector de desvio, um dispositivo de comando, e um ou mais dispositivos eletrônicos. O detector de desvio provê um sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto. O dispositivo de comando recebe um sinal de comando para vibrar o pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância. O um ou mais dispositivos eletrônicos geram o sinal de comando, determinam um modo de vibração do pelo menos um conduto, e comparam o modo de vibração determinado com um ou mais modos de vibração de referência para determinar se a substância está fluindo no pelo menos um conduto.

Em ainda outra forma de realização da presente invenção, um método para operar um dispositivo de fluxo inclui as etapas de usar um dispositivo de comando que recebe um primeiro sinal para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e que recebe um segundo sinal para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente da frequência de ressonância de pelo menos um conduto, usar um detector de desvio que provê um sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto, e usar um ou mais dispositivos eletrônicos para gerar o primeiro e segundo sinais, receber o sinal de desvio do detector de desvio, e medir mudanças na variação de tempo entre a frequência do segundo sinal aplicada pelo dispositivo de comando e a frequência do segundo sinal detectada pelo detector de desvio.

Em ainda uma outra forma de realização da presente invenção, um método para operar um dispositivo de fluxo inclui as etapas de usar um dispositivo de comando que alterna entre receber um sinal de comando para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e prover um 10 segundo sinal de desvio para medir o movimento do pelo menos um conduto, usando um detector de desvio que provê um primeiro sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto, e usar um ou mais dispositivos eletrônicos que recebem o primeiro e segundo sinais de desvio do detector de desvio e do dispositivo de comando e geram o sinal de comando.

Em ainda uma outra forma de realização da presente invenção,

um método para operar um dispositivo de fluxo inclui as etapas de usar um dispositivo de comando que recebe um sinal de comando para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância, usar um desvio que provê um sinal de desvio para medir movimentos do pelo menos um conduto, 20 e usar um ou mais dispositivos eletrônicos que geram o sinal de comando, determinar um modo de vibração do pelo menos um conduto, e comparar o modo de vibração determinado para um ou mais modos de vibração de referência para determinar se uma substância está fluindo no pelo menos um conduto.

ASPECTOS

De acordo com um aspecto da presente invenção, um dispositivo de fluxo compreende:

pelo menos um conduto; um detector de desvio provendo um sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto;

um dispositivo de comando que recebe um primeiro sinal para vibrar o pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e que recebe um segundo sinal para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância; e

um ou mais dispositivos eletrônicos que geram o primeiro e segundo sinais, recebem o sinal de desvio do detector de desvio, e medem mudanças na variação de tempo entre a frequência do segundo sinal aplicada pelo dispositivo de comando e a frequência do segundo sinal detectada pelo detector de desvio.

Preferivelmente, o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se a substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar uma direção em que uma substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar a taxa de fluxo mássico de uma substância fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, o dispositivo de fluxo compreende ainda outro detector de desvio em que um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio e o outro detector de desvio estão funcionando corretamente.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, um dispositivo de fluxo compreende:

pelo menos um conduto;

um detector de desvio provendo um primeiro sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto; um dispositivo de comando (140) que alterna entre receber um sinal de comando (155) para vibrar o pelo menos um conduto (120) em uma frequência de ressonância e prover um segundo sinal de desvio (145) para medir movimento do pelo menos um conduto; e

um ou mais dispositivos eletrônicos que recebem o primeiro e segundo sinais de desvio do detector de desvio e do dispositivo de comando e geram o sinal de comando.

Preferivelmente, quando o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se a substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, quando o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar uma direção em que uma substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, quando o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar a taxa de fluxo mássico de uma substância fluindo dentro de pelo menos um conduto.

Preferivelmente, o dispositivo de fluxo ainda compreende outro detector de desvio em que um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio e o outro detector de desvio estão funcionando corretamente.

Preferivelmente, o dispositivo de fluxo ainda compreende um comutador, em que:

quando o comutador está em uma primeira configuração o dispositivo de comando recebe o sinal de comando e vibra o pelo menos um conduto a uma frequência de ressonância; e

quando o comutador está em uma segunda configuração um ou mais dispositivos eletrônicos recebem o segundo sinal de desvio da unidade de comando desvio. Preferivelmente, quando o comutador está na primeira posição, o segundo sinal de desvio não é recebido pelo um ou mais dispositivos eletrônicos.

Preferivelmente, quando o comutador está na segunda posição, o sinal de comando não é recebido pelo dispositivo de comando.

pelo menos um conduto;

um detector de desvio provendo um sinal de desvio para medir movimentos do pelo menos um conduto;

um dispositivo de comando que recebe um sinal de comando para vibrar o pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância; e

um ou mais dispositivos eletrônicos que geram o sinal de comando, determinam um modo de vibração do pelo menos um conduto, e comparam o modo de vibração determinado com um ou mais modos de vibração de referência para determinar se a substância está fluindo no pelo menos um conduto.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, um método para operar um dispositivo de fluxo compreende as etapas de:

usar um dispositivo de comando que recebe um primeiro sinal para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e que recebe um segundo sinal para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância de pelo menos um conduto; usar um detector de desvio que provê um sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto; e

usar um ou mais dispositivos eletrônicos para gerar o primeiro e segundo sinais, receber o sinal de desvio do detector de desvio, e medir mudanças na variação de tempo entre a frequência do segundo sinal aplicada pelo dispositivo de comando e a frequência do segundo sinal detectada pelo detector de desvio.

Preferivelmente, o método para operar um dispositivo de fluxo ainda compreende a etapa de usar outro detector de desvio, em que um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio e o outro detector de desvio estão funcionando corretamente.

usar um dispositivo de comando que alterna entre receber um sinal de comando para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância e prover um segundo sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto;

usar um detector de desvio que provê um primeiro sinal de desvio para medir movimento do pelo menos um conduto; e usar um ou mais dispositivos eletrônicos que recebem o primeiro e segundo sinais de desvio do detector de desvio e do dispositivo de comando e geram o sinal de comando.

Preferivelmente, o método para operar um dispositivo de fluxo ainda compreende a etapa de usar outro detector de desvio em que um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio e o outro detector de desvio estão funcionando corretamente.

Preferivelmente, o método para operar um dispositivo de fluxo ainda compreende a etapa de usar um comutador, em que:

quando o comutador está em uma segunda configuração o um ou mais dispositivos eletrônicos recebem o segundo sinal de desvio da unidade de comando desvio.

Preferivelmente, quando o comutador está na primeira posição, o segundo sinal de desvio não é recebido pelo um ou mais dispositivos eletrônicos. Preferivelmente, quando o comutador está na segunda posição, o sinal de comando não é recebido pelo dispositivo de comando.

usar um dispositivo de comando que recebe um sinal de comando para vibrar pelo menos um conduto em uma frequência de ressonância;

usar um detector de desvio que provê um sinal de desvio para medir movimentos do pelo menos um conduto; e

usar um ou mais dispositivos eletrônicos que geram o sinal de comando, determinam um modo de vibração do pelo menos um conduto, e comparam o modo de vibração determinado com um ou mais modos de vibração de referência para determinar se uma substância está fluindo no pelo menos um conduto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Figura 1 mostra um densitômetro de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

Figura 2 mostra um gráfico apresentando a variação de tempo entre uma segunda frequência aplicada por um dispositivo de comando e detectada por um detector de desvio como uma função de fluxo.

Figura 3 mostra um densitômetro de acordo com uma forma de realização da presente invenção apresentando um comutador em uma primeira configuração.

Figura 4 mostra um densitômetro de acordo com uma forma de realização da presente invenção apresentando um comutador em uma segunda configuração. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Figura 1 mostra um densitômetro 10 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Como mostrado aqui, o densitômetro 10 é provido com condutos 20, um detector de desvio 30, um dispositivo de comando 40, e um ou mais dispositivos eletrônicos 50. As extremidades 21, 22 dos condutos 20 são conectadas a entradas 60 e saídas 70, respectivamente.

Na presente forma de realização, os condutos 20 são providos com formas geralmente retas, no entanto, os condutos 20 podem ser providos com outras formas, como formatos em U ou formatos irregulares. Os condutos 20 definem cavidades 23 para receber uma substância. A substância pode compreender um líquido, um gel, uma suspensão, um gás e/ou um sólido. A substância é normalmente introduzida nos condutos 20 via as entradas 60, flui através das cavidades 23, e sai dos condutos via as saídas 70. Alternativamente, em algumas situações, a direção de fluxo das substâncias pode ser invertida, de modo que ela é introduzida nos condutos 20 via as saídas 70, fluindo através das cavidades 23, e saindo dos condutos via as entradas 60.

O densitômetro 10 mede a densidade de uma substância à medida que ela está fluindo através da cavidade 23 dos condutos 20. Como a substância está dentro da cavidade 23, um ou mais dispositivos eletrônicos 50 enviam um sinal de comando 55 para o dispositivo de comando 40, que vibra os condutos 20 em uma frequência de ressonância. À medida que isto ocorre, a frequência particular em que a ressonância ocorre varia de acordo com a densidade da substância fluindo dentro da cavidade. O detector de desvio 30 detecta uma frequência de vibração e transmite um sinal de desvio 35 para um ou mais dispositivos eletrônicos 50. O um ou mais dispositivos eletrônicos 50 usam esta informação para prover o sinal de comando 55 apropriado para o dispositivo de comando 40 de modo que os condutos 20 vibram em uma frequência de ressonância e também para medir a densidade da substância fluindo nos condutos 20. A densidade da substância dentro dos condutos 20 pode ser determinada de acordo com a seguinte equação:

D = K0 + Ki x τ + K2 x τ2

onde

D é a densidade (kg/m3)

K0, Kle K2 são fatores de calibração do instrumento, e τ é período de tempo no instrumento (μ8).

Apesar dos densitômetros vibrantes terem sido usados de modo

satisfatório durante anos para medir a densidade de substâncias, até agora, densitômetros vibratórios com um único dispositivo de comando e um único detector de desvio têm sido incapazes de detectar a presença de fluxo. Assim, na forma de realização mostrada na Figura 1, o um ou mais dispositivos 15 eletrônicos 50 são configurados para aplicar dois sinais diferentes 55, 56 para o dispositivo de comando 40. Um primeiro sinal 55 corresponde a um sinal de comando e é usado pelo dispositivo 40 para vibrar os condutos 20 em uma frequência de ressonância. Um segundo sinal 56 é também transmitido para o dispositivo de comando 40. O segundo sinal 56 leva o dispositivo de comando 20 40 a vibrar os condutos 20 em uma frequência diferente do que a frequência de ressonância. As frequências do primeiro e segundo sinais 55, 56 podem ser adicionadas juntas e aplicadas pelo dispositivo de comando 40 para os condutos 20.

A variação de tempo entre a frequência do primeiro sinal 55 aplicada pelo dispositivo de comando 40 e a frequência do primeiro sinal 55 detectada pelo detector de desvio 30 é ainda travada, no entanto, a variação de tempo entre a frequência do segundo sinal 56 aplicada pelo dispositivo de comando 40 e a frequência do segundo sinal 56 detectada pelo detector de desvio 30 varia de acordo com a taxa de fluxo da substância dentro dos condutos 20. Deste modo, é possível detectar a presença do fluxo, a direção do fluxo, e a taxa de fluxo mássico da substância.

Em um exemplo, a substância dentro dos condutos 20 é água e o 5 primeiro sinal 55 leva o dispositivo de comando 40 a vibrar os condutos 20 em uma frequência ressonante. Um segundo sinal 56 que leva os condutos 20 a vibrar a uma frequência que é diferente da frequência ressoante foi adicionado ao primeiro sinal 55. A variação de tempo entre a frequência do segundo sinal 56 aplicada pelo dispositivo de comando 40 e a frequência do 10 segundo sinal 56 detectada pelo detector de desvio 30 é mostrada como uma função de fluxo no gráfico mostrado na Figura 2.

Na Figura 2, a curva inferior é a taxa de fluxo de massa real de água através da cavidade 23 dos condutos 20. A curva superior mostrada na Figura 2 é a taxa de fluxo detectada produzida como uma função de variação 15 de tempo de uma transmissão induzida por frequência do segundo sinal 56 para o dispositivo de comando 40. Consequentemente, através da transmissão de um segundo sinal 56 é possível determinar a presença de fluxo e a taxa de fluxo mássico como uma função das mudanças na variação de tempo. Na Figura 2, caso o fluxo da água esteja em uma direção invertida, a curva 20 superior deveria ser invertida. Consequentemente, além de detectar a presença do fluxo e a taxa de fluxo mássico, é também possível detectar a direção de fluxo usando o dispositivo mostrado na Figura 1.

Figuras 3 e 4 mostram outra forma de realização da presente invenção que permite a detecção da presença de fluxo, a direção de fluxo, e a 25 taxa de fluxo mássico de uma substância. Como mostrado aqui, um densitômetro 110 é provido com condutos 120, um detector de desvio 130, um dispositivo de comando 140, um ou mais dispositivos eletrônicos 150 e um comutador 160. As extremidades 121, 122 dos condutos 20 são conectadas a uma entrada 160 e uma saída 170, respectivamente.

Na forma de realização de Figuras 3 e 4, o dispositivo de comando 140 funciona como uma unidade de comando desvio. De acordo com um aspecto da presente forma de realização, o dispositivo de comando 5 140 vibra os condutos 120 em uma frequência de ressonância. De acordo com outro aspecto da presente forma de realização o dispositivo de comando 140 detecta a frequência em que os condutos 120 vibram. Com vantagem, uma vez que os condutos 120 estão vibrando em uma frequência de ressonância, eles irão continuar a vibrar nesta frequência durante algum tempo mesmo na 10 ausência de transmissão do sinal de comando 155 para o dispositivo de comando 140. Assim, na presente forma de realização, o dispositivo de comando 140 pode alternar entre o funcionamento como um dispositivo de comando e o funcionamento como um detector de desvio.

Como mostrado nas Figuras 3 e 4, o densitômetro 110 inclui um comutador 160. Quando o comutador 160 está em uma primeira configuração 161, mostrada na Figura 3, o sinal de comando 155 é transmitido a partir de um ou mais dispositivos eletrônicos 150 para o dispositivo de comando 140. Quando o comutador está em uma segunda configuração 162, mostrada na Figura 4, um sinal de desvio 145 é transmitido do dispositivo de comando 140 para um ou mais dispositivos eletrônicos 150. Consequentemente, à medida que os condutos 120 estão vibrando em uma frequência de ressonância, um ou mais dispositivos eletrônicos 150 podem receber um primeiro sinal de desvio 135 do detector de desvio 130 e um segundo sinal de desvio 145 do dispositivo de comando 140. O um ou mais dispositivos eletrônicos 150 podem então medir a variação de tempo entre a frequência do primeiro sinal de desvio 135 e o segundo sinal de desvio 145 para determinar a presença de fluxo e a taxa de fluxo mássico.

Apesar das formas de realização mostradas nas Figuras 3 e 4 mostrarem um comutador 160, que é configurado de modo que o dispositivo de comando 140 alterna entre receber um sinal de comando 155 para vibrar o pelo menos um conduto 120 em uma frequência de ressonância e prover um segundo sinal de desvio 145 para medir o movimento do pelo menos um conduto, está dentro do escopo da presente invenção usar disposições alternativas. A título de exemplo, e não limitação, em formas de realização alternativas, um ou mais dispositivos eletrônicos 150 podem ser configurados ou programados para aplicar o sinal de comando 155 em intervalos intermitentes de modo que o dispositivo de comando 140 pode prover um segundo sinal de desvio 145 quando o sinal de comando 155 não é aplicado ao mesmo.

Os conjuntos de densitômetro 10 e 110 nas Figuras 1, 3, e 4, assim como outros densitômetros, também podem ser usados para determinar o fluxo mássico através da determinação do modo de vibração que ocorre quando os condutos 20 ou 120 estão vibrando em uma frequência de ressonância. Os modos de vibração podem ser de tipo de dobra simples, torcedura, torção, ou acoplado. Por exemplo, o modo de vibração torcional irá ocorrer quando os condutos 20 ou 120 vibram em uma frequência de ressonância e quando a substância está fluindo nos condutos 20 ou 120. Consequentemente, é possível determinar a presença de fluxo com base no modo de vibração dos condutos 20 ou 120. Por exemplo, o detector de desvio mostrado na Figura 1 pode prover um sinal de desvio 35 e permitir que o modo de vibração dos condutos 20 seja determinado por um ou mais dispositivos eletrônicos 50. Do mesmo modo, o detector de desvio 130 e/ou dispositivo de comando 140 mostrados na Figuras 3 e 4 pode prover o primeiro sinal de desvio 35 e/ou o segundo sinal de desvio 45 e permitir que o modo de vibração dos condutos 120 seja determinado por um ou mais dispositivos eletrônicos 150. Os modos de vibrações determinados podem então ser comparados com um ou mais modos de vibração de referência determinados sob condições de fluxo e/ou não de fluxo conhecidas. Porque os modos de vibração são diferenciáveis entre condições de fluxo e não de fluxo, a presença do fluxo pode ser detectada deste modo.

A presente descrição mostra exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Com o fim de ensinar os princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica irão notar variações a partir destes exemplos que estão dentro do escopo da invenção.

As descrições detalhadas das formas de realização acima não são descrições exaustivas de todas as formas de realização contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da invenção. De fato, os versados na técnica irão reconhecer que alguns elementos das formas de realização acima descritas podem ser de várias formas combinadas ou eliminadas para criar outras formas de realização, e tais outras formas de realização estão dentro do escopo e ensinamentos da invenção. A título de exemplo, e não limitação, os versados na técnica irão notar que está dentro do escopo da presente invenção que os conjuntos de densitômetro IOe 110 sejam providos com um único conduto 20 ou 120. Além disso, a título de exemplo, e não limitação, os versados na técnica irão notar que está dentro do escopo da presente invenção que os conjuntos de densitômetros IOe 110 sejam providos com mais do que um detector de desvio 30 ou 130 e mais do que um dispositivo de comando 40 ou 140. Por exemplo, os aspectos principais da presente invenção podem ser usados em outros dispositivos de fluxo, como um medidor de fluxo Coriolis incluindo o medidor de fluxo Coriolis 5 descrito em Patente U.S. No. 6.782.325, cuja descrição é aqui incorporada por referência, tendo pelo menos dois detectores de desvio e pelo menos um dispositivo de comando para fins de determinar se os dois desvios estão funcionando corretamente. Por exemplo, a informação gerada a partir dos dois detectores de desvio pode ser comparada com a informação gerada de acordo com os aspectos principais da presente invenção para fins de determinação de se um ou ambos os detectores de desvio estão funcionando corretamente. Além disso, os versados na técnica irão notar que a unidade de desvio e/ou comando pode medir movimentos de pelo menos um conduto diferente de uma frequência de vibração do pelo menos um conduto. Por exemplo, a unidade de desvio/comando pode ser usada para determinar um modo de vibração ou movimento relativo entre pontos diferentes ao longo dos condutos 20. Também será evidente para os versados na técnica que as formas de realização acima descritas podem ser combinadas no todo ou em parte para criar formas de realização adicionais dentro do escopo e ensinamentos da invenção.

Assim, apesar de formas de realização específicas de, e exemplos para, da invenção serem descritas aqui para fins ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da invenção, como os versados na técnica relevante irão reconhecer. Os ensinamentos apresentados aqui podem ser aplicados a outras formas de realização do que as descritas acima e mostradas nas figuras anexas. Assim, o escopo da invenção é determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims

1. Dispositivo de fluxo, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos um conduto (20); um detector de desvio (30) provendo um sinal de desvio (35) para medir o movimento do pelo menos um conduto (20); um dispositivo de comando (40) que recebe um primeiro sinal (55) para vibrar o pelo menos um conduto (20) em uma frequência de ressonância e que recebe um segundo sinal (56) para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância; e um ou mais dispositivos eletrônicos (50) que geram o primeiro e segundo sinais (55, 56), recebem o sinal de desvio (35) do detector de desvio (30), e medem mudanças em uma variação de tempo entre a frequência do segundo sinal (56) aplicada pelo dispositivo de comando (40) e a frequência do segundo sinal (56) detectada pelo detector de desvio (30).

2. Dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar se a substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

3. Dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar uma direção em que uma substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

4. Dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar a taxa de fluxo mássico de uma substância fluindo dentro de pelo menos um conduto.

5. Dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender outro detector de desvio (30) em que o um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio (30) e o outro detector de desvio (30) estão funcionando corretamente.

6. Método para operar um dispositivo de fluxo, caracterizado pelo fato de compreender etapas de: usar um dispositivo de comando (40) que recebe um primeiro sinal (55) para vibrar pelo menos um conduto (20) em uma frequência de ressonância e que recebe um segundo sinal (56) para vibrar o pelo menos um conduto a uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância de pelo menos um conduto (20); usar um detector de desvio (30) que provê um sinal de desvio (35) para medir movimento do pelo menos um conduto (20); e usar um ou mais dispositivos eletrônicos (50) para gerar o primeiro e segundo sinais (55, 56), receber o sinal de desvio (35) do detector de desvio (30), e medir mudanças em uma variação de tempo entre a frequência do segundo sinal (56) aplicada pelo dispositivo de comando (40) e a frequência do segundo sinal (56) detectada pelo detector de desvio (30).

7. Método para operar um dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar se a substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

8. Método para operar um dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar uma direção em que uma substância está fluindo dentro de pelo menos um conduto.

9. Método para operar um dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos eletrônicos (50) medem mudanças na variação de tempo para determinar a taxa de fluxo mássico de uma substância fluindo dentro de pelo menos um conduto.

10. Método para operar um dispositivo de fluxo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma etapa de usar outro detector de desvio (30), em que um ou mais dispositivos eletrônicos medem mudanças na variação de tempo para determinar se o detector de desvio (30) e o outro detector de desvio (30) estão funcionando corretamente.