BRPI0924531B1 - Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, e, eletrônica de medidor - Google Patents

Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, e, eletrônica de medidor Download PDF

Info

Publication number
BRPI0924531B1
BRPI0924531B1 BRPI0924531-6A BRPI0924531A BRPI0924531B1 BR PI0924531 B1 BRPI0924531 B1 BR PI0924531B1 BR PI0924531 A BRPI0924531 A BR PI0924531A BR PI0924531 B1 BRPI0924531 B1 BR PI0924531B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
flow rate
flow
error
meter
fluid
Prior art date
Application number
BRPI0924531-6A
Other languages
English (en)
Inventor
William Anthony Pankratz
Joel Weinstein
Original Assignee
Micro Motion, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micro Motion, Inc. filed Critical Micro Motion, Inc.
Publication of BRPI0924531A2 publication Critical patent/BRPI0924531A2/pt
Publication of BRPI0924531B1 publication Critical patent/BRPI0924531B1/pt

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/8472Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane
    • G01F1/8477Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane with multiple measuring conduits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • G01F15/024Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means involving digital counting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

"método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibra tório, e, eletrônica de medidor" um método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório é provido. o método inclui a etapa de receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório. uma primeira taxa de fluxo é determinada usando os sinais de senso r. uma densidade de fluido é determinada. uma velocidade de fluido é determinada usando a primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade fisica do medidor de fluxo. um parâmetro de fluxo, v/p é calculado com base na velocidade de fluido e na densidade. um erro de taxa de fluxo é então determinado com base no parâmetro de fluxo calculado.

Description

“MÉTODO PARA DETERMINAR UM ERRO EM UMA TAXA DE FLUXO DE UM FLUIDO FLUINDO ATRAVÉS DE UM MEDIDOR DE FLUXO VIBRATÓRIO, E, ELETRÔNICA DE MEDIDOR”
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a medidores de fluxo vibratórios, e mais particularmente, a um método e aparelho para determinar erros de taxa de fluxo em um medidor de fluxo vibratório.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Medidores de fluxo vibratórios, tais como, por exemplo, 10 densitômetros vibratórios e medidores de fluxo Coriolis são geralmente conhecidos e são usados para medir fluxo de massa e outra informação para materiais fluindo através de um conduto no medidor de fluxo. Medidores de fluxo Coriolis exemplares são descritos em Patentes US 4.109.524, Patente US 4.491.025, e Re. 31.450 todas para J.E. Smith et al. Esses medidores de fluxo 15 têm um ou mais condutos de configuração reta ou curvada. Cada configuração de conduto em um medidor de fluxo de massa Coriolis tem um conjunto de modos de vibração natural, que podem ser de tipo de flexão simples, torsional, ou acoplado. Cada conduto pode ser acionado para oscilar em um modo preferido.
Material flui no medidor de fluxo de uma tubulação conectada no lado de entrada do medidor de fluxo, é direcionado através do(s) conduto(s), e sai do medidor de fluxo através do lado de saída do medidor de fluxo. Os modos de vibração natural do sistema vibratório cheio com material são definidos em parte pela massa combinada dos condutos e do material fluindo 25 dentro dos condutos.
Quando não há fluxo através do medidor de fluxo, uma força de acionamento aplicada ao(s) conduto(s) leva todos os pontos ao longo do(s) conduto(s) a oscilar com fase idêntica ou pequeno desvio de fase fixado inicial, que pode ser corrigido. Conforme material começa a fluir através do medidor de fluxo, forças de Coriolis levam cada ponto ao longo do(s) conduto(s) a ter uma fase diferente. Por exemplo, a fase na extremidade de entrada do medidor de fluxo retarda a fase na posição de acionador centralizado, enquanto a fase na 5 saída conduz a fase à posição de acionador centralizado. Sensores de desvio no(s) conduto(s) produzem sinais sinusoidais representativos do movimento do conduto(s). Saída de sinais dos sensores de desvio é processada para determinar a diferença de fase entre os sensores de desvio. A diferença de fase entre os dois ou mais sensores de desvio é proporcional à taxa de fluxo de massa de 10 material fluindo através do(s) conduto(s).
Eletrônica de medidor conectada ao acionador gera um sinal de acionamento para operar o acionador e determinar uma taxa de fluxo de massa e outras propriedades de um material de sinais recebidos dos sensores de desvio. O acionador pode compreender uma de muitas disposições conhecidas;
no entanto, um magneto e uma bobina de acionamento oposta alcançaram grande sucesso na indústria de medidores de fluxo. Uma corrente alternada é passada para a bobina de acionamento para vibrar o(s) conduto(s) em uma amplitude e frequência de tubo de fluxo desejadas. É também conhecido na técnica prover os sensores de desvio como uma disposição de magneto e bobina 20 muito similar à disposição de acionador. No entanto, enquanto o acionador recebe uma corrente que induz um movimento, os sensores de desvio podem usar o movimento provido pelo acionador para induzir uma voltagem. A extensão do atraso de tempo medida pelos sensores de desvio é muito pequena; frequentemente medida em nanosegundos. Portanto, é necessário que a saída de 25 transdutor seja muito precisa.
Geralmente, um medidor de fluxo Coriolis pode ser inicialmente calibrado e um fator de calibração de fluxo pode ser gerado. Em uso, o fator de calibração de fluxo pode ser multiplicado pela diferença de fase medida pelos sensores de desvio para gerar uma taxa de fluxo de massa. Na maioria das situações, uma vez que o medidor de fluxo Coriolis é inicialmente calibrado, tipicamente pelo fabricante, o medidor pode prover medições precisas do fluido sendo medido sem contar variações em propriedades de fluido. Embora alguns medidores de técnica anterior provêem alguma compensação para efeitos de temperatura e/ou pressão, isso é principalmente para compensar uma mudança na inflexibilidade de conduto de fluxo. No entanto, foi determinado que em algumas situações, outras propriedades de fluido podem produzir erros na saída de taxa de fluxo de massa ou volume pela eletrônica de medidor. Os erros são geralmente maiores com fluidos de densidade elevada, tal como, por exemplo, alguns fluidos de hidrocarboneto. No entanto, dependendo da precisão de medidor requerida, os erros podem ser experimentados com fluidos de uma variedade de densidades.
Portanto, há uma necessidade na técnica para um método para detectar e compensar erros em medições de taxa de fluxo usando um parâmetro de fluxo mensurável. A presente invenção supera este e outros problemas e um avanço na técnica é alcançado.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório é provido. O método compreende a etapa de receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório. O método ainda compreende as etapas de determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor e determinar uma densidade de fluido. Uma velocidade de fluido é determinada com base na primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade física do medidor de fluxo vibratório. Um parâmetro de fluxo, V/p, é determinado com base na velocidade de fluido e na densidade. O método ainda compreende a etapa de determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
Uma eletrônica de medidor para um medidor de fluxo vibratório é provida de acordo com uma forma de realização da invenção. A eletrônica de medidor inclui um sistema de processamento. O sistema de processamento é configurado para receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório. O sistema de processamento pode ser ainda configurado para determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor e determinar uma densidade de fluido. O sistema de processamento pode ser ainda configurado para determinar uma velocidade de fluido com base na primeira taxa de fluxo, a densidade, e uma propriedade física do medidor de fluxo vibratório. Um parâmetro de fluxo, V/p, é determinado com base na velocidade de fluido e na densidade. O sistema de processamento é ainda configurado para determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
ASPECTOS
De acordo com um aspecto da invenção, um método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, compreende as etapas de:
receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório;
determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor; determinar uma densidade de fluido, p;
determinar uma velocidade de fluido, V, usando a primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade física do medidor de fluxo vibratório;
calcular um parâmetro de fluxo, V/p com base na velocidade de fluido e na densidade; e determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
Preferivelmente, a etapa de determinar o erro de taxa de fluxo compreende comparar o parâmetro de fluxo calculado a uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
Preferivelmente, a etapa de determinar o erro de taxa de fluxo compreende comparar o parâmetro de fluxo calculado e a densidade de fluido a correlações previamente determinadas entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo para uma ou mais densidades de fluido.
Preferivelmente, o método ainda compreende a etapa de:
gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo.
Preferivelmente, o método ainda compreende as etapas de: comparar o erro de taxa de fluxo a um valor limiar; e gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo se o erro de taxa de fluxo exceder o valor limiar.
Preferivelmente, o método ainda compreende as etapas de medir uma temperatura de fluido e ajustar o erro de taxa de fluxo com base em uma diferença entre a temperatura de fluido medida e uma temperatura usada para uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
De acordo com outro aspecto da invenção, eletrônica de medidor para um medidor de fluxo vibratório inclui um sistema de processamento configurado para:
receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório;
determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor;
determinar uma densidade de fluido, p;
determinar uma velocidade de fluido, V, usando a primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade física do medidor de fluxo vibratório;
calcular uma parâmetro de fluxo, V/p com base na velocidade de fluido e na densidade; e determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para determinar o erro de taxa de fluxo comparando o parâmetro de fluxo calculado a uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para determinar o erro de taxa de fluxo comparando o parâmetro de fluxo calculado e a densidade de fluido a correlações previamente determinadas entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo para uma ou mais densidades de fluido.
Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo.
Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para comparar o erro de taxa de fluxo para um valor limiar e gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo se o erro de taxa de fluxo exceder o valor limiar.
Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para medir uma temperatura de fluido e ajustar o erro de taxa de fluxo com base em uma diferença entre a temperatura de fluido medida e uma temperatura usada para uma correlação previamente determinada entre o parâmetro de fluxo e erro de taxa de fluxo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Figura 1 mostra um medidor de fluxo de acordo com uma forma de realização da invenção.
Figura 2 mostra uma eletrônica de medidor de acordo com uma forma de realização da invenção.
Figura 3 mostra um exemplo de um gráfico de erro de taxa de fluxo contra densidade para uma variedade de taxas de fluxo.
Figura 4 mostra um exemplo de um gráfico de erro de taxa de fluxo contra o parâmetro de fluxo V/p de acordo com uma forma de realização da invenção.
Figura 5 mostra uma rotina de determinação de erro de acordo com uma forma de realização da invenção.
Figura 6 mostra um exemplo de um gráfico de erro de taxa de fluxo contra um parâmetro de fluxo compensado V/p de acordo com uma forma de realização da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Figuras 1 - 6 e a seguinte descrição descrevem exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações desses exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de várias formas para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas às reivindicações e seus equivalentes.
Figura 1 ilustra um exemplo de uma montagem de sensor vibratório 5 na forma de um medidor de fluxo Coriolis compreendendo um medidor de fluxo 10 e uma ou mais eletrônicas de medidor 20. A uma ou mais eletrônicas de medidor 20 são conectadas ao medidor de fluxo 10 para medir uma característica de um material fluente, tal como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informação.
O medidor de fluxo 10 inclui um par de flanges 101 e 10Γ, coletores múltiplos 102 e 102', e condutos 103A e 103B. Os condutos 103A e 103B compreendem uma área transversal interna, A, que é conhecida ou pode ser facilmente medida. Coletores múltiplos 102, 102’ são afixados a extremidades opostas dos condutos 103A, 103B. Flanges 101 e 101' do presente exemplo são afixados a coletores múltiplos 102 e 102'. Coletores múltiplos 102 e 102' do presente exemplo são afixados a extremidades opostas de espaçador 106. Espaçador 106 mantém o espaçamento entre coletores múltiplos 102 e 102' no presente exemplo para prevenir vibrações indesejadas em condutos 103A e 103B. Os condutos estendem-se para fora dos coletores múltiplos em um modo essencialmente paralelo. Quando o medidor de fluxo 10 é inserido em um sistema de tubulação (não mostrado) que carrega o material fluente, o material entra no medidor de fluxo 10 através de flange 101, passa através de coletores múltiplos de entrada 102 onde a quantidade total de material é direcionada para entrar nos condutos 103A e 103B, flui através de condutos 103A e 103B e de volta aos coletores múltiplos de saída 102' onde sai do medidor de fluxo 10 através de flange 10Γ.
O medidor de fluxo 10 inclui um acionador 104. O acionador 104 é afixado ao condutos 103 A, 103B em uma posição onde o acionador 104 pode vibrar os condutos 103 A, 103B no modo de acionamento. Mais particularmente, o acionador 104 inclui um primeiro componente acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103 A e um segundo componente acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103B. Acionador 104 pode compreender uma de muitas disposições bem conhecidas, tal como um magneto montado para o conduto 103A e uma bobina oposta montada para o conduto 103B.
No presente exemplo, o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase e os condutos 103 A e 103B são preferivelmente selecionados e apropriadamente montados em coletores múltiplos de entrada 102 e coletores múltiplos de saída 102' assim como para prover um sistema equilibrado tendo substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia, e módulos elásticos sobre eixos de flexão W-W e W'-W', 5 respectivamente. No presente exemplo, onde o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase, os condutos 103 A e 103B são acionados por acionador 104 em direções opostas sobre seus respectivos eixos de flexão W e W. Um sinal de acionamento na forma de uma corrente alternada pode ser provido por uma ou mais eletrônica de medidor 20, tal como, por exemplo, 10 através de trajeto 110, e passada através da bobina para levar ambos os condutos 103A, 103B a oscilar. Os versados na técnica apreciarão que outros modos de acionamentos podem ser usados dentro do escopo da presente invenção.
O medidor de fluxo 10 mostrado inclui um par de desvios 105, 15 105’ que são afixados a condutos 103A, 103B. Mais particularmente, um primeiro componente de desvio (não mostrado) está localizado em conduto 103A e um segundo componente de desvio (não mostrado) está localizado em conduto 103B. Na forma de realização descrita, os desvios 105, 105’ estão localizados em extremidades opostas dos condutos 103A, 103B. Os desvios 20 105, 105’ podem ser detectores eletromagnéticos, por exemplo, magnetos de desvio e bobinas de desvio que produzem sinais de desvio que representam a velocidade e a posição dos condutos 103A, 103B. Por exemplo, os desvios 105, 105’ podem fornecer sinais de desvio a uma ou mais eletrônica de medidor 20 através de trajetos 111, 11Γ. Os versados na técnica apreciarão que o 25 movimento dos condutos 103 A, 103B é proporcional a certas características do material fluente, por exemplo, a taxa de fluxo de massa e densidade do material fluindo através dos condutos 103 A, 103B.
Deve ser apreciado que enquanto o medidor de fluxo 10 descrito acima compreende um medidor de fluxo de conduto de fluxo duplo, está bem dentro do escopo da presente invenção implementar um medidor de fluxo de conduto simples. Além disso, enquanto os condutos de fluxo 103A, 103B são mostrados como compreendendo uma configuração de conduto de fluxo curvada, a presente invenção pode ser implementada com um medidor de fluxo compreendendo uma configuração de conduto de fluxo reto. Portanto, a forma de realização particular do medidor de fluxo 10 descrito acima é meramente um exemplo e não deve de qualquer forma limitar o escopo da presente invenção.
No exemplo mostrado in Figura 1, a uma ou mais eletrônica de medidor 20 recebem os sinais de desvio dos desvios 105, 105’. Trajeto 26 provê um meio de entrada e um de saída que permite a uma ou mais eletrônica de medidor 20 interfacear com um operador. A uma ou mais eletrônica de medidor 20 medem uma característica de um material fluente, tal como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informação. Mais particularmente, a uma ou mais eletrônica de medidor 20 recebem uma ou mais sinais, por exemplo, de desvios 105, 105’ e um ou mais sensores de temperatura (não mostrados), e usam essa informação para medir uma característica de um material fluente, tal como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informação.
As técnicas pelas quais dispositivos de medição vibratórios, tal como, por exemplo, medidores de fluxo Coriolis ou densitômetros, medem uma característica de um material fluente são bem entendidas; portanto, uma discussão detalhada é omitida para brevidade dessa descrição.
Um problema associado com medidores de fluxo vibratórios, tal como o medidor de fluxo 10 é a presença de erros na medição de taxa de fluxo que ocorrem devido a várias propriedades de fluido. O erro de taxa de fluxo pode corresponder a uma taxa de fluxo de massa ou uma taxa de fluxo de volume, por exemplo. Durante operação é frequentemente difícil prover estimativas precisas de quão grande um erro está presente na medição de taxa de fluxo. De acordo com uma forma de realização da invenção, a eletrônica de medidor 20 pode gerar uma medição de taxa de fluxo compensada uma vez que 5 a magnitude do erro é conhecida. De acordo com uma forma de realização da invenção, a eletrônica de medidor 20 pode compensar erros de taxa de fluxo com base em uma correlação entre um parâmetro de fluxo mensurável e um erro de taxa de fluxo previsível.
Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 de acordo com uma 10 forma de realização da invenção. A eletrônica de medidor 20 pode incluir uma interface 201 e um sistema de processamento 203. O sistema de processamento 203 pode incluir um sistema de armazenamento 204. O sistema de armazenamento 204 pode compreender uma memória interna como mostrado, ou altemativamente, pode compreender uma memória externa. A eletrônica de 15 medidor 20 pode gerar um sinal de acionamento 211 e fornecer o sinal de acionamento 211 ao acionador 104. Além disso, a eletrônica de medidor 20 pode receber sinais de sensor 210 do medidor de fluxo 10, tais como sinais de sensor de desvio/velocidade. Em algumas formas de realização, os sinais de sensor 210 podem ser recebidos do acionador 104. A eletrônica de medidor 20 20 pode operar como um densitômetro ou pode operar como um medidor de fluxo de massa, incluindo operar como um medidor de fluxo Coriolis. A eletrônica de medidor 20 pode processar os sinais de sensor 210 a fim de obter características de fluido do material fluindo através dos condutos de fluxo 103 A, 103B. Por exemplo, a eletrônica de medidor 20 pode determinar uma ou mais de uma 25 diferença de fase, uma frequência, uma diferença de tempo, uma densidade, uma temperatura, uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo de volume, uma verificação de medidor, etc. Em algumas formas de realização, a eletrônica de medidor 20 pode receber um sinal de temperatura 212 de um ou mais RTDs ou outros dispositivos de medição de temperatura, por exemplo.
A interface 201 pode receber os sinais de sensor 210 dos sensores de desvio 105, 105’, ou o acionador 104 através de fios 110, 111, 11Γ. A interface 201 pode efetuar qualquer condicionamento de sinal necessário ou 5 desejado, tal como qualquer maneira de formatar, amplificar, amortecer, etc. Altemativamente, algum ou todo o condicionamento de sinal pode ser efetuado no sistema de processamento 203. Além disso, a interface 201 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 20 e dispositivos externos. A interface 201 pode ser capaz de qualquer modo de comunicação eletrônica, 10 óptica, ou sem fio.
A interface 201 em uma forma de realização pode incluir um digitalizador (não mostrado), em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor análogo. O digitalizador pode amostrar e digitalizar o sinal de sensor análogo e produzir um sinal de sensor digital. O digitalizador pode também 15 efetuar qualquer dizimação necessária, em que o sinal de sensor digital é dizimado a fim de reduzir a quantidade de processamento de sinal necessária e para reduzir o tempo de processamento.
O sistema de processamento 203 pode conduzir operações da eletrônica de medidor 20 e processar medições de fluxo do medidor de fluxo 20 10. O sistema de processamento 203 pode executar uma ou mais rotinas de processamento, tal como a rotina de determinação de erro 213, e por meio disso processar as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais características de fluido.
O sistema de processamento 203 pode compreender um computador de propósito geral, um sistema de micro-processamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento de propósito geral ou personalizado. O sistema de processamento 203 pode ser distribuído entre múltiplos dispositivos de processamento. O sistema de processamento 203 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, tal como o sistema de armazenamento 204.
O sistema de processamento 203 processa o sinal de sensor 210 a fim de gerar o sinal de acionamento 211, entre outras coisas. O sinal de acionamento 211 é fornecido ao acionador 104 a fim de vibrar o(s) tubo(s) de fluxo associado(s), tal como os tubos de fluxo 103A, 103B de Figura 1.
Deve ser entendido que a eletrônica de medidor 20 pode incluir vários outros componentes e funções que são geralmente conhecidos na técnica. Esses aspectos adicionais são omitidos da descrição e das figuras para o propósito de brevidade. Portanto, a presente invenção não deve ser limitada às formas de realização específicas mostradas e discutidas.
Conforme o sistema de processamento 203 gera as várias características de fluido, tal como, por exemplo, a taxa de fluxo de massa ou taxa de fluxo de volume, um erro pode ser associado com a taxa de fluxo gerada. Embora erros associados com inflexibilidade de conduto devido à temperatura e pressão sejam tipicamente compensados para, erros adicionais foram descobertos que podem ser atribuíveis a uma ou mais propriedades de fluido do fluido fluindo através do medidor de fluxo 10.
De acordo com uma forma de realização da invenção, uma relação pode ser determinada entre o erro na medição de taxa de fluxo e um novo parâmetro de fluxo, V/p, onde V é a velocidade de fluido nos condutos de fluxo 103A, 103B; e p é a densidade de fluido. A velocidade de fluido, V, pode ser determinada com base na taxa de fluxo de massa, na densidade, e em uma propriedade física do medidor de fluxo, isto é, a área de fluxo interna do medidor de fluxo. Através de calibração experimental, foi determinado que para vários fluidos, uma correlação confiável existe entre o erro tipicamente presente na medição de taxa de fluxo e o parâmetro de fluxo V/p. Embora o erro de taxa de fluxo seja geralmente maior com fluidos tendo densidades mais elevadas, por exemplo, alguns hidrocarbonetos, os fluidos particulares usados não devem limitar o escopo da presente invenção. Porque o parâmetro de fluxo V/p pode ser facilmente medido com a maioria de medidores de fluxo vibratórios, incluindo medidores de fluxo Coriolis, uma vez que a relação o entre o erro de taxa de fluxo e o parâmetro de fluxo para uma dada densidade é conhecida, o parâmetro de fluxo V/p medido pode ser comparado à relação conhecida para determinar o erro na medição de fluxo. De acordo com uma forma de realização da invenção, um erro de taxa de fluxo compensada pode então ser gerado uma vez que a relação entre o parâmetro de fluxo e o erro de taxa de fluxo é conhecida.
A título de exemplo, é comumente conhecido que medidores de fluxo vibratórios, incluindo medidores de fluxo Coriolis, são capazes de medir uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo volumétrico, uma densidade, e uma temperatura entre outras coisas. Taxa de fluxo de massa pode ser definida por equação 1.
m = pAV (1) onde:
m é a taxa de fluxo de massa medida;
p é a densidade medida;
A é a área de fluxo transversal interna total do um ou mais condutos de fluxo; e
V é a velocidade média do fluido no um ou mais condutos de fluxo.
A única desconhecida em equação (1) é V, a velocidade média. Isso é porque as outras variáveis são conhecidas a partir do projeto de medidor ou podem facilmente ser medidas pelo medidor de fluxo 10 de acordo com técnicas bem conhecidas. Portanto, equação (1) pode ser reorganizada e resolvida para V.
Com a velocidade média, V, calculada, a velocidade pode ser dividida pela densidade, p, para calcular o parâmetro de fluxo de interesse, V/p. Deve ser apreciado que densidade pode compreender a densidade medida pelo 5 medidor de fluxo 10 ou altemativamente, pode compreender uma densidade padrão com base em condições padrão. Como alternativa, a densidade pode ser inserida por um usuário se a composição de fluido é conhecida. Embora a maioria dos líquidos seja essencialmente incompressível, e, portanto, a densidade não varia significantemente com temperatura ou pressão, está bem 10 dentro do escopo da invenção ajustar a densidade com base em uma temperatura e/ou pressão medidas. A temperatura e/ou pressão pode ser medida pelo medidor Coriolis ou extemamente do medidor Coriolis.
A fim do parâmetro de fluxo V/p ser útil para determinar um erro de taxa de fluxo, a relação entre o parâmetro de fluxo V/p e um erro de taxa de 15 fluxo para o medidor é necessária. Mais especificamente, uma correlação deve ser conhecida para o parâmetro de fluxo V/p em uma variedade de diferentes valores de V/p para uma variedade de fluidos com densidades diferentes. Além disso, se efeitos de temperatura são uma preocupação, então a correlação pode ser gerada em uma variedade de temperaturas bem como. As correlações 20 podem ser geradas durante uma calibração inicial do medidor de fluxo 10, por exemplo. As correlações podem ser específicas de medidor e, portanto, uma correlação diferente pode ser requerida para cada medidor de fluxo individual, por exemplo. A correlação pode então ser armazenada no sistema de armazenamento 204 da eletrônica de medidor 20, tal como correlação de taxa ' 25 de fluxo 214, por exemplo. A correlação que é gerada pode ser armazenada em variedade de formatos para uso futuro, por exemplo, tabelas de consulta, gráficos de consulta, equações, etc.
Deve ser notado que qualquer cálculo, medição, ou entrada de velocidade seria suficiente para a correlação da presente invenção, e que a velocidade de conduto média é usada como exemplo apenas, e não deve de qualquer forma limitar o escopo da presente invenção. Velocidade de tubulação, velocidade de tubo máxima, ou uma velocidade determinada extemamente podem também prover a informação necessária para uma compensação usando o parâmetro de fluxo V/p. Além disso, a densidade pode ser medida pelo medidor Coriolis, medida por um dispositivo externo, ou inserida por um usuário. As fontes da entrada de densidade ou velocidade não são críticas.
De acordo com uma forma de realização da invenção, a correlação pode ser gerada efetuando uma pluralidade de testes de calibração no medidor de fluxo 10 usando uma variedade de fluidos tendo diferentes densidades e fluindo em uma variedade de taxas de fluxo para correlacionar vários valores do parâmetro de fluxo V/p para cada densidade. A título de exemplo, o medidor de fluxo 10 foi testado usando uma variedade de hidrocarbonetos tendo várias densidades. Embora hidrocarbonetos fossem usados no presente exemplo, deve ser apreciado que a presente invenção não é limitada a hidrocarbonetos e o fluido particular ou classe de fluidos usada não devem limitar o escopo da presente invenção. A medição de taxa de fluxo foi gerada para cada fluido em uma variedade de taxas de fluxo. A taxa de fluxo gerada pelo medidor de fluxo 10 foi então comparada à taxa de fluxo conhecida para produzir um erro de taxa de fluxo. A taxa de fluxo conhecida pode ser provida por um provedor ou medidor mestre que é conectado em série com o medidor de fluxo 10 como é geralmente conhecido na técnica. Os resultados são produzidos em Figura 3.
Figura 3 mostra um gráfico de erro de taxa de fluxo de volume contra densidade para uma pluralidade de diferentes taxas de fluxo. Embora o gráfico de Figura 3 seja mostrado como taxa de fluxo volumétrico, pode ser apreciado que o gráfico pode igualmente ser gerado como taxa de fluxo de massa e permanecer dentro do escopo da presente invenção. Como pode ser visto em Figura 3, o erro na medição de taxa de fluxo geralmente aumenta conforme a densidade de fluido aumenta. De fato, para o fluido mais leve 5 testado nesse exemplo, o erro é praticamente desprezível e pode ser causado por erro de laboratório ao invés de erro de medidor de fluxo. Portanto, de acordo com uma forma de realização da invenção, uma densidade limiar pode ser determinada onde a rotina de determinação de erro 213, como descrito abaixo, não é implementada a menos que a densidade de fluido exceda a 10 densidade limiar. Embora a informação de Figura 3 forneça uma informação útil, o parâmetro de fluxo de interesse é V/p. Portanto, se V/p for calculado para as mesmas execuções de calibração, então o gráfico de erro de taxa de fluxo contra o parâmetro de fluxo V/p pode ser gerado.
Figura 4 ilustra uma desenho de exemplo do erro de taxa de fluxo 15 mostrado como uma porcentagem contra o parâmetro de fluxo, V/p para vários hidrocarbonetos. Como mostrado, para uma dada densidade de fluido, o erro de taxa de fluxo é aproximadamente linear com o log natural do parâmetro de fluxo, V/p para os fluidos de hidrocarboneto selecionados. Isso é mostrado para cada um dos fluidos usando linhas de tendência 401-404. Os dados de teste 20 usados para gerar cada linha de tendência 401-404 correspondem a uma densidade relativamente constante. Em outras palavras, os valores de parâmetro de fluxo que compreendem linha 401 são baseados no mesmo fluido. Em contraste, os valores de parâmetro de fluxo de linha 401 correspondem a um fluido tendo uma diferente densidade que os valores de parâmetro de fluxo que 25 compreendem linha 402. Como pode ser visto, o erro de taxa de fluxo geralmente aumenta conforme o parâmetro de fluxo aumenta para uma dada densidade. Também, para um dado valor de parâmetro de fluxo, conforme a densidade aumenta, o erro de taxa de fluxo também aumenta. Devido a essas tendências gerais, uma relação confiável existe entre o parâmetro de fluxo V/p e o erro de taxa de fluxo para um medidor particular. Além disso, interpolação entre valores de parâmetro de fluxo provê uma determinação relativamente precisa do erro de taxa de fluxo produzido pelo medidor particular.
Usando uma escala logarítmica, uma equação de ajuste de curva pode ser gerada que representa a correlação entre o parâmetro de fluxo, V/p e o erro de taxa de fluxo para uma densidade de fluido simples. Como pode ser visto, para cada densidade, outra equação pode ser gerada relacionando V/p ao erro de taxa de fluxo para essa densidade. Para outros fluidos ou classes de fluidos, por exemplo, não hidrocarbonetos, uma relação diferente pode existir entre V/p e erro, e uma forma diferente do ajuste de curva ou tabela de consulta pode ser requerida. Embora o erro de taxa de fluxo seja mostrado em termos de erro de taxa de fluxo volumétrico, deve ser apreciado que um gráfico similar poderia ser facilmente gerado usando erro de taxa de fluxo de massa e, quando um medidor de fluxo Coriolis é usado, tal desenho poderia eliminar a etapa de converter o fluxo de massa medido em uma taxa de fluxo volumétrico conforme medidores de fluxo Coriolis medem fluxo de massa diretamente.
Como pode ser visto de Figura 4, o erro de taxa de fluxo aproxima-se de -1% para alguns valores de V/p para os fluidos particulares usados. Isso pode compreender um erro significante na medição de fluxo. Portanto, está claro que compensação de erro é desejável. Embora o parâmetro de fluxo V/p seja inicialmente calculado usando a taxa de fluxo não compensada, como pode ser visto in Figura 4, o erro no parâmetro de fluxo com base no erro na taxa de fluxo terá impacto muito pequeno no erro correlacionado. Tomar por exemplo, o erro máximo em taxa de fluxo para a linha de tendência 404, que se aproxima, mas não alcança -1%. O valor para V/p nesse ponto é aproximadamente 0,0035 m4/(kg*s). Portanto, mesmo se o erro fosse -1%, o valor de parâmetro de fluxo para V/p está dentro de 0,000035 m4/(kg*s) do parâmetro de fluxo originalmente calculado V/p encontrado usando a taxa de fluxo não compensada. Portanto, pode ser apreciado que a variação em erro de compensação devido a esse pequeno erro no parâmetro de fluxo, V/p pode tipicamente ser ignorado. Também seria possível repetir o 5 procedimento de compensação de fluxo até o valor de velocidade usado como uma entrada para a compensação ser consistente com o valor corrigido de taxa de fluxo.
Deve ser apreciado que os valores específicos e fluidos usados em Figuras 3 e 4 são meramente exemplos para ilustrar a presente invenção.
Portanto, os exemplos particulares providos nas figuras não devem de qualquer forma limitar o escopo da presente invenção. Deve também ser apreciado que enquanto a correlação entre o erro de taxa de fluxo e o log natural do parâmetro de fluxo V/p seja aproximadamente linear para os fluidos de hidrocarboneto utilizados no exemplo, a correlação com outros fluidos tendo outras densidades e outras propriedades físicas pode não produzir uma correlação linear. No entanto, pode ser facilmente apreciado que uma similar correlação pode ser gerada usando técnicas de tendências que são bem conhecidas na técnica.
Portanto, se um usuário sabe ou antecipa que o medidor de fluxo medirá um fluido específico ou classe de fluidos, uma similar correlação pode ser gerada 20 para o fluido ou classe de fluidos específicos para esse medidor.
Usando a informação provida em Figura 4, ou uma desenho similar, tabela de consulta, equação, etc., o sistema de processamento 203 pode efetuar a rotina de determinação de erro 213 de acordo com uma forma de realização da invenção.
Figura 5 mostra uma rotina de determinação de erro 213 de acordo com uma forma de realização da invenção. A rotina de determinação de erro
213 pode ser efetuada pela eletrônica de medidor 20 durante operação normal, por exemplo. A rotina de determinação de erro 213 pode ser efetuada de acordo com tempo ou intervalos de medição específicos. Por exemplo, a rotina de determinação de erro 213 pode ser efetuada uma vez a cada 10 segundos ou uma vez a cada 10 medições. Esses números são providos apenas como um exemplo e não devem limitar o escopo da presente invenção de qualquer forma.
Altemativamente, a rotina de determinação de erro 213 poderia ser efetuada em uma base substancialmente contínua. A rotina de determinação de erro 213 pode ser implementada para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido. Em algumas formas de realização, a rotina de determinação de erro 213 pode também ser usada para compensar o erro na taxa de fluxo.
A rotina de determinação de erro 213 começa em etapa 501 onde sinais de sensor são recebidos do medidor de fluxo 10. Os sinais de sensor podem incluir uma diferença de fase, uma frequência, uma temperatura, uma pressão, etc. Com base nos sinais de sensor recebidos, a rotina de determinação de erro 213 pode proceder para etapa 502 onde os sinais são processados para 15 gerar uma ou mais de uma primeira taxa de fluxo de massa, uma temperatura, e uma taxa de fluxo volumétrico.
Em etapa 503 uma densidade de fluido pode ser determinada. A densidade de fluido pode ser gerada com base nos sinais de sensor, por exemplo. Como uma alternativa para gerar uma densidade com base nos sinais 20 de sensor, a densidade pode ser gerada com base na entrada de dados por um usuário ou recuperada de uma densidade armazenada. A densidade armazenada poderia ser uma densidade correspondendo a condições de temperatura e pressão padrão, por exemplo.
A densidade de fluido pode ser comparada a uma densidade limiar de fluido. De acordo com uma forma de realização da invenção, uma determinação pode ser feito para se a densidade gerada excede a densidade limiar. Se a densidade gerada não excede uma densidade limiar, a rotina de determinação de erro 213 pode terminar. Por exemplo, como mostrado em
Figura 3, se a densidade está abaixo de um valor limiar de cerca de 750 kg/m3, o erro associado com a medição de taxa de fluxo pode não ser significante o bastante para continuar com a rotina de determinação de erro 213. O valor limiar pode ser determinado com base na precisão requerida ou as capacidades de medição do medidor de fluxo, por exemplo. Se por outro lado, a densidade gerada excede o valor limiar, a rotina de determinação de erro 213 pode prosseguir para etapa 504. Deve ser apreciado que a comparação de densidade pode ser omitida em algumas formas de realização. Isso pode ser particularmente verdade em formas de realização onde fluido fluindo através do medidor de fluxo 10 é conhecido como excedendo a densidade limiar, por exemplo. Embora o exemplo acima discuta situações onde uma determinação é feita como para se a densidade gerada excede a densidade limiar, de acordo com outra forma de realização, uma similar determinação pode ser feita como para se a densidade gerada é menor que a densidade limiar. Isso pode ser verdade, por exemplo, em situações onde o erro de taxa de fluxo aumenta com densidade decrescente.
Em etapa 504, a velocidade de fluido pode ser determinada usando a primeira taxa de fluxo de massa, a densidade, e uma propriedade física do medidor de fluxo 10. A propriedade física pode compreender a área total de fluxo interna do medidor de fluxo 10, por exemplo. Na forma de realização do medidor de fluxo 10 mostrada em Figura 1, a área interna do medidor de fluxo 10 compreendería a área interna combinada total dos condutos de fluxo 103A, 103B, por exemplo. A velocidade de fluido, V, pode ser determinada de acordo com a equação 2 acima.
Em etapa 505, a eletrônica de medidor 20 pode calcular o parâmetro de fluxo V/p com base nos dados gerados em etapas 502-504. O parâmetro de fluxo V/p pode ser calculado usando a densidade de operação como medido pelo medidor de fluxo 10 ou usando uma densidade armazenada, por exemplo. A densidade armazenada poderia corresponder a uma densidade do fluido em condições padrão. Altemativamente, a densidade armazenada poderia corresponder à densidade do fluido na temperatura medida.
Em etapa 506, um erro de taxa de fluxo pode ser determinado 5 usando o parâmetro de fluxo V/p calculado em etapa 505. De acordo com uma forma de realização da invenção, o erro de taxa de fluxo pode ser determinado comparando o parâmetro de fluxo calculado em etapa 505 com uma correlação previamente determinada entre parâmetro de fluxos e erros de taxa de fluxo tal como a correlação de taxa de fluxo 214 armazenada em eletrônica de medidor 10 20. Por exemplo, o erro de taxa de fluxo pode ser determinado usando um gráfico, tal como o gráfico em Figura 4. Altemativamente, uma tabela de consulta ou uma equação pode ser usada com base no parâmetro de fluxo calculado V/p. O método particular usado para recuperar o erro de taxa de fluxo não deve limitar o escopo da presente invenção. Em muitas situações, a 15 correlação previamente determinada pode ter sido determinada por um fabricante durante uma calibração inicial como discutido acima.
De acordo com outra forma de realização da invenção, o erro de taxa de fluxo pode ser determinado comparando o parâmetro de fluxo calculado em etapa 505 bem como conforme a densidade de fluido com correlações 20 previamente determinadas entre os parâmetros de fluxos e erros de taxa de fluxo para uma ou mais diferentes densidades. Por exemplo, em Figura 4, quatro correlações foram geradas, com cada correlação correspondendo a uma densidade de fluido específica. Portanto, se mais que uma correlação é conhecida, o erro de taxa de fluxo seria determinado com base não apenas no 25 parâmetro de fluxo calculado em etapa 505, mas também na densidade de fluido calculada em etapa 503 a fim de assegurar que a correlação apropriada está sendo usada.
Deve ser apreciado que o erro de taxa de fluxo pode necessitar ser obtido por interpolação com base nas correlações disponíveis. Por exemplo, com referência à Figura 4, se o fluido sendo medido compreende uma densidade entre dois dos fluidos incluídos no gráfico, então o erro de taxa de fluxo provavelmente cairía entre o erro de taxa de fluxo para fluidos tendo maiores e menores densidades com o mesmo valor de parâmetro de fluxo V/p. Esse tipo de interpolação não pode produzir resultados adequados se as propriedades de fluido são substancialmente diferentes. Por exemplo, no exemplo mostrado in Figura 4, todos dos fluidos calibrados foram hidrocarbonetos. Portanto, se o fluido sendo medido foi outro hidrocarboneto, interpolação provavelmente concedería resultados adequados. No entanto, um fluido com propriedades substancialmente diferentes não podem produzir resultados adequados e, portanto outra correlação necessitaria ser gerada.
Além disso, se temperatura é uma preocupação, então um ajuste para o erro de taxa de fluxo pode ser requerido com base na temperatura usada na correlação e a temperatura medida. O ajuste pode ajustar a temperatura às condições padrões. As condições escolhidas para condições “padrões” podem compreender qualquer condição desejada desde que as condições sejam consistentes entre as medições. Altemativamente, calibrações adicionais podem ser efetuadas para ajuste feito para o erro de taxa de fluxo. Por exemplo, calibrações adicionais similares às mostradas em Figura 4 poderiam ser efetuadas em uma variedade de temperaturas. Portanto, se a temperatura medida não corresponde a uma temperatura para a qual uma calibração foi efetuada, então o erro de taxa de fluxo pode ser ajustado interpolando entre duas ou mais calibrações previamente efetuadas entre erro de taxa de fluxo e o parâmetro de fluxo V/p em diferentes temperaturas, por exemplo.
Uma vez que um erro de taxa de fluxo é determinado com base no parâmetro de fluxo medido V/p, a medição de taxa de fluxo pode ser compensada para gerar uma medição de taxa de fluxo compensada que conta para o erro de taxa de fluxo calculado em etapa 506. A medição de fluxo compensada pode ser mais precisa por uma ordem de grandeza ou mais. A taxa de fluxo compensada pode então ser produzida pela eletrônica de medidor 20 ou armazenada para uso futuro.
Altemativamente, o erro de taxa de fluxo poderia ser comparado a um valor limiar. Se, por exemplo, o erro de taxa de fluxo é menor que o valor limiar, uma taxa de fluxo compensada pode não ser gerada. Ao invés disso, o erro de taxa de fluxo pode ser ignorado e a rotina 213 pode terminar. Isso pode ser verdade, por exemplo, se o erro de taxa de fluxo está dentro de uma faixa de 10 tolerância ou é considerado para ser menor que a sensibilidade de medidor de fluxo. Os versados na técnica prontamente reconhecerão razões adicionais para comparar o erro de taxa de fluxo a um valor limiar e os exemplos particulares providos não devem de qualquer forma limitar o escopo da presente invenção.
Figura 6 mostra um desenho de exemplo do parâmetro de fluxo
V/p com base em uma medição de taxa de fluxo compensada. Deve ser apreciado que os dados em Figura 6 poderíam facilmente ser mostrados como uma taxa de fluxo de massa ou uma taxa de fluxo de volume ao invés do parâmetro de fluxo V/p. No entanto, usando as mesmas variáveis como em Figura 4 permite Figura 6 ser ilustrada de acordo com a mesma escala a fim de 20 melhor apreciar a validade da presente invenção. Figura 6 foi gerada corrigindo a medição de taxa de fluxo com base no erro de taxa de fluxo calculado usando Figura 4. Como pode ser visto, a maioria dos dados compensados tem um erro de menos que +/- 0,1%. Isso está em contraste aos dados de Figura 4 onde alguns dos cálculos tiveram um erro aproximando-se de -1,0%. Portanto, pode 25 ser apreciado que a medição de fluxo compensada é grandemente melhorada da taxa de fluxo não compensada.
Como descrito acima, alguns erros de taxa de fluxo foram descritos que podem ser compensados para os baseados no novo parâmetro de fluxo V/p. Os erros de taxa de fluxo podem ser atribuídos a algumas propriedades de fluido, por exemplo. O parâmetro de fluxo, V/p foi experimentalmente determinado para prover correlações confiáveis aos erros de taxa de fluxo. Portanto, uma vez que o medidor de fluxo é calibrado, o erro de 5 taxa de fluxo associado com o medidor de fluxo pode ser determinado com base em um parâmetro de fluxo medido V/p. Devido ao parâmetro de fluxo ser ambos facilmente medidos e também provê uma correlação confiável, os erros de taxa de fluxo podem ser identificados e compensados para usar técnicas conhecidas. Vantajosamente, as medições de taxa de fluxo produzidas pelo 10 medidor de fluxo são mais precisas que as medições da técnica anterior.
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, versados na técnica reconhecerão que alguns elementos das formas de realização acima 15 descritas podem ser de forma variável combinados ou eliminados para criar outras formas de realização, e tais outras formas de realização estão dentro do escopo e ensinamentos da invenção. Será também evidente para os versados na técnica que as formas de realização acima descritas podem ser combinadas em todo ou em parte para criar formas de realização adicionais dentro do escopo e 20 ensinamentos da invenção.
Deste modo, embora as formas de realização específicas de, e exemplos para, a invenção sejam descritos aqui para propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da invenção, como os versados na técnica relevante reconhecerão. Os ensinamentos providos 25 aqui podem ser aplicados a outros medidores de fluxo, e não apenas às formas de realização descritas acima e mostradas nas figuras anexas .Assim, o escopo da invenção deve ser determinado a partir das reivindicações seguintes.

Claims (12)

1. Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:
receber sinais de sensor do medidor de fluxo vibratório;
determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor;
determinar uma densidade de fluido, p;
determinar uma velocidade de fluido, V, usando a primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade física do medidor de fluxo vibratório;
calcular um parâmetro de fluxo, V/p com base na velocidade de fluido e na densidade; e determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar o erro de taxa de fluxo compreende comparar o parâmetro de fluxo calculado a uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar o erro de taxa de fluxo compreende comparar o parâmetro de fluxo calculado e a densidade de fluido a correlações previamente determinadas entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo para uma ou mais densidades de fluido.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de:
gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de:
comparar o erro de taxa de fluxo a um valor limiar; e gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo se o erro de taxa de fluxo exceder o valor 5 limiar.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de medir uma temperatura de fluido e ajustar o erro de taxa de fluxo com base em uma diferença entre a temperatura de fluido medida e uma temperatura usada para uma correlação previamente determinada
10 entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
7. Eletrônica de medidor (20) para um medidor de fluxo vibratório (10) caracterizada pelo fato de incluir um sistema de processamento (203) configurado para:
receber sinais de sensor (210) do medidor de fluxo vibratório (10);
15 determinar uma primeira taxa de fluxo usando os sinais de sensor (210);
determinar uma densidade de fluido, p;
determinar uma velocidade de fluido, V, usando a primeira taxa de fluxo, a densidade de fluido, e uma propriedade física do medidor de fluxo 20 vibratório;
calcular uma parâmetro de fluxo, V/p com base na velocidade de fluido e na densidade; e determinar um erro de taxa de fluxo com base no parâmetro de fluxo calculado.
25
8. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é ainda configurado para determinar o erro de taxa de fluxo comparando o parâmetro de fluxo calculado a uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
9. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é ainda configurado para determinar o erro de taxa de fluxo comparando o parâmetro
5 de fluxo calculado e a densidade de fluido a correlações previamente determinadas entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo para uma ou mais densidades de fluido.
10. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é ainda
10 configurado para gerar uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo.
11. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é ainda configurada para comparar o erro de taxa de fluxo para um valor limiar e gerar
15 uma taxa de fluxo compensada com base na primeira taxa de fluxo e no erro de taxa de fluxo se o erro de taxa de fluxo exceder o valor limiar.
12. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (203) é ainda configurado para medir uma temperatura de fluido e ajustar o erro de taxa de
20 fluxo com base em uma diferença entre a temperatura de fluido medida e uma temperatura usada para uma correlação previamente determinada entre os erros de parâmetro de fluxo e de taxa de fluxo.
BRPI0924531-6A 2009-05-27 2009-05-27 Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, e, eletrônica de medidor BRPI0924531B1 (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2009/045304 WO2010138117A1 (en) 2009-05-27 2009-05-27 Method and apparatus for determining a flow rate error in a vibrating flow meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0924531A2 BRPI0924531A2 (pt) 2015-06-30
BRPI0924531B1 true BRPI0924531B1 (pt) 2019-02-19

Family

ID=40805891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0924531-6A BRPI0924531B1 (pt) 2009-05-27 2009-05-27 Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, e, eletrônica de medidor

Country Status (16)

Country Link
US (1) US8650929B2 (pt)
EP (1) EP2435801B1 (pt)
JP (1) JP5307292B2 (pt)
KR (1) KR101347773B1 (pt)
CN (1) CN102713532B (pt)
AR (1) AR076790A1 (pt)
AU (1) AU2009347133B2 (pt)
BR (1) BRPI0924531B1 (pt)
CA (1) CA2761671C (pt)
DK (1) DK2435801T3 (pt)
HK (1) HK1176399A1 (pt)
MX (1) MX2011012483A (pt)
PL (1) PL2435801T3 (pt)
RU (1) RU2487322C1 (pt)
SG (1) SG175428A1 (pt)
WO (1) WO2010138117A1 (pt)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5942085B2 (ja) 2011-12-26 2016-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 流量補正係数設定方法とこれを用いた流量計測装置
CN113175965A (zh) * 2014-01-24 2021-07-27 高准公司 振动流量计量器以及用于计量器验证的方法和诊断法
BR112017007068B1 (pt) * 2014-10-21 2021-10-13 Micro Motion, Inc Método para operar um medidor de fluxo, e, medidor de fluxo
CN107466361B (zh) * 2015-04-14 2019-12-13 高准公司 通过振动仪表检测不准确的流率测量结果
DE102015122225A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Reynoldszahl-Korrektur einer Durchflussmessung eines Coriolis-Durchflussmessgeräts
WO2018121930A1 (de) 2016-12-29 2018-07-05 Endress+Hauser Flowtec Ag VIBRONISCHES MEßSYSTEM ZUM MESSEN EINER MASSENDURCHFLUßRATE
US10928233B2 (en) * 2016-12-29 2021-02-23 Endress+Hauser Flowtec Ag Vibronic measuring system for measuring a mass flow rate
WO2018174841A1 (en) * 2017-03-20 2018-09-27 Micro Motion, Inc. Determining a zero offset of a vibratory meter at a process condition
EP3665446B1 (en) * 2017-08-08 2022-09-28 Micro Motion, Inc. Flowmeter false totalizing elimination device and method
CN111936828B (zh) * 2018-04-02 2023-12-26 高准有限公司 使用已知密度补偿质量流量的方法
CN113677960A (zh) * 2019-04-03 2021-11-19 高准有限公司 使用流体的密度测量验证蒸气压
DE102019126883A1 (de) * 2019-10-07 2021-04-08 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Überwachen eines Meßgeräte-Systems

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109524A (en) * 1975-06-30 1978-08-29 S & F Associates Method and apparatus for mass flow rate measurement
USRE31450E (en) * 1977-07-25 1983-11-29 Micro Motion, Inc. Method and structure for flow measurement
US4491025A (en) * 1982-11-03 1985-01-01 Micro Motion, Inc. Parallel path Coriolis mass flow rate meter
US5448921A (en) 1991-02-05 1995-09-12 Direct Measurement Corporation Coriolis mass flow rate meter
JPH0634414A (ja) * 1992-07-17 1994-02-08 Tokico Ltd 振動式測定装置
US5594180A (en) 1994-08-12 1997-01-14 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for fault detection and correction in Coriolis effect mass flowmeters
US5687100A (en) * 1996-07-16 1997-11-11 Micro Motion, Inc. Vibrating tube densimeter
US6546811B2 (en) * 1997-09-24 2003-04-15 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Multiphase flow calculation software
US6327915B1 (en) * 1999-06-30 2001-12-11 Micro Motion, Inc. Straight tube Coriolis flowmeter
US6556931B1 (en) * 2000-11-03 2003-04-29 Micro Motion, Inc. Apparatus and method for compensating mass flow rate of a material when the density of the material causes an unacceptable error in flow rate
US6701890B1 (en) * 2001-12-06 2004-03-09 Brunswick Corporation Method for controlling throttle air velocity during throttle position changes
CN101076710A (zh) * 2003-02-10 2007-11-21 因万西斯系统股份有限公司 多相哥氏流量计
JP4466232B2 (ja) * 2004-06-28 2010-05-26 株式会社日立製作所 ボイラの劣化診断方法,装置,システム及びプログラムを記録した記録媒体
US7360453B2 (en) * 2005-12-27 2008-04-22 Endress + Hauser Flowtec Ag In-line measuring devices and method for compensation measurement errors in in-line measuring devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20120055229A1 (en) 2012-03-08
WO2010138117A1 (en) 2010-12-02
MX2011012483A (es) 2011-12-16
US8650929B2 (en) 2014-02-18
AR076790A1 (es) 2011-07-06
DK2435801T3 (da) 2013-06-03
SG175428A1 (en) 2011-12-29
KR20120013457A (ko) 2012-02-14
CN102713532B (zh) 2014-12-24
AU2009347133A1 (en) 2011-12-08
CA2761671A1 (en) 2010-12-02
EP2435801A1 (en) 2012-04-04
JP5307292B2 (ja) 2013-10-02
RU2487322C1 (ru) 2013-07-10
EP2435801B1 (en) 2013-05-15
CN102713532A (zh) 2012-10-03
JP2012528326A (ja) 2012-11-12
PL2435801T3 (pl) 2013-09-30
BRPI0924531A2 (pt) 2015-06-30
HK1176399A1 (en) 2013-07-26
AU2009347133B2 (en) 2013-03-28
CA2761671C (en) 2015-07-07
KR101347773B1 (ko) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0924531B1 (pt) Método para determinar um erro em uma taxa de fluxo de um fluido fluindo através de um medidor de fluxo vibratório, e, eletrônica de medidor
EP2208029B1 (en) Vibratory flow meter and method for determining a fluid temperature of a flow material
RU2545081C2 (ru) Способ и устройство для определения температуры элемента вибрационного датчика вибрационного измерителя
JP5968221B2 (ja) 振動式フローメーターのゼロオフセットを決定する方法及び装置
JP5613766B2 (ja) 振動式フローメーターの差動ゼロオフセットの変化を決定し補償する方法及び装置
BR112013032622B1 (pt) Medidor de fluxo vibratório, e, método de verificação de zero em um medidor de fluxo vibratório
KR102042009B1 (ko) 진동 유량계에서 가변 제로 알고리즘을 적용하기 위한 장치 및 관련된 방법
BR112019005338B1 (pt) Método de verificação automática da operação precisa de um medidor de fluxo durante operação de campo, e, medidor de fluxo
US11162832B2 (en) Pressure compensation for a vibrating flowmeter and related method
JP2015072284A (ja) 振動式フローメーターのゼロオフセットを決定する方法及び装置
JP2023513689A (ja) 振動流量計における温度流量係数を適用するための装置および関連する方法
JP5952928B2 (ja) 流量計における幾何学的熱補償のための計器電子装置及び方法

Legal Events

Date Code Title Description
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/05/2009, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/05/2009, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS