CN101253393B - 流量计校准方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种流量计校准方法和系统。至少一些图示的实施例是方法，所述包括以下步骤：用校准装置建立校准时间；用流量计测量出流体的流动速率，该流量计利用在一个时间段中进行多次测量，以产生各个流动速率值(流量计电连接于校准装置)；和根据该流动速率产生在校准时间上的流量计数据。根据该流动速率产生的流量计数据不涉及：由流量计产生脉冲串输出信号；和根据脉冲串的特性产生流量计数据。

Description

流量计校准方法和系统

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年8月23日提交的题目为“流量计校准方法和系统”的美国临时申请序列号60/710,663号的利益，其通过参考结合于此，如同在下面完全再现。

背景技术

在从地面移出碳氢化合物之后，流体流(例如原油或天然气)经由管道从一处输送到另一处。希望精确地知道在流体流中流动的流体的量，并且当流体转手(change hands)，或者“保管转移”(custodytransfer)时，要求特别的精确性。

流量计校准方法“校准”流量计测量的精度。图1示出用于校准涡轮流量计12的系统10。基于在流体流中的涡轮状结构的转动，涡轮流量计产生电脉冲(示于图1)，其中每个脉冲与流量成比例，并且脉冲速率与流动速率成比例。校准时间是由首先流过校准器20中的上游检测器16然后流过下游检测器18的校准元件所限定的时间段(也是图1中所示的校准时间)。来自上游检测器16和下游检测器18的表示校准时间的信号在处理器26中采集。该处理器26也采集来自信号线14的脉冲并且确定那些脉冲落在校准时间内。由涡轮流量计12在该校准时间期间产生的脉冲的数目是在该校准时间期间由该流量计测量到的量的指示。通过将校准器的数据与由该流量计测量到的量进行比较，可以对该流量计进行“校准”。

图2示出用于校准超声流量计52的另一种系统50。对于超声是指：在通过该流体流来回发送超声信号，并且根据该超声信号的各种特性，可以计算出流体流量。超声流量计产生批量流动速率数据，其中每批都包括通过该流体来回发送的多组超声信号，并且因此其中每批都经过一定时间段(例如，一秒钟)。由该流量计确定的流动速率对应于在该批时间段上的平均流动速率，而不是在特定时间点的流动速率。

美国石油学会(API)要求：通过比较校准器数据和流量计数据来进行校准，其中该流量计数据由脉冲确定。依据这种标准命令，来自超声流量计的数据被转换成脉冲，以便用于校准目的。这种转换可以在内部处理器54中进行，其中脉冲供给外部处理器26，以像上面描述的那样校准该超声流量计52。但是，由超声流量计产生的脉冲可以是基于具有在一批时间段结束之后所产生的脉冲的一批时间段上的平均流率。因此，即便特定的脉冲可以落在该校准时间内，但是由于该流量计的批量操作，形成该脉冲基础的流体流可能在该校准时间开始之前就已经发生。同样，由于流量计的批量性质，在校准时间期间通过流量计的流体流量的值可能被转换成落在该校准时间外的脉冲。在校准流量计中的这些和其他可能的困难成为现有技术流量计校准方法的缺点。

发明内容

上面指出的问题通过一种流量计校准方法和系统大部分得到解决。至少一些图示的实施例是方法，该方法包括以下步骤：用校准装置建立校准时间；用流量计测量出流体的流动速率，该流量计利用在一个时间段上进行多次测量，以产生各个流动速率值(该流量计电连接于校准装置)；并且根据流动速率，产生在校准时间上的流量计数据。根据该流动速率产生流量计数据不涉及：由流量计产生脉冲串输出信号和根据该脉冲串的特性产生流量计数据(volume)。而是，在校准时间期间，该流量计的一个或多个批量时间段更密切地与该校准时间相关，并且该流量计的流动速率整个地或部分地根据在与该校准时间相关的一个或多个批量时间段期间产生的各个测量值。

其他图示的实施例是系统，该系统包括校准装置(配置成建立校准时间)和流量计。该流量计包括流体地连接在流体流内的管段(spoolpiece)、机械地连接于该管段的传感器对、以及电连接于该传感器对的处理器。该流量计的处理器电连接于该校准装置，并且该流量计的处理器计算在校准时间期间流动通过该流量计的流体的量。

其他图示的实施例是超声流量计，其包括管段(配置成连接在流体通道内)、机械地连接于该管段的多个超声传感器，并且这些超声传感器设置成使得超声传感器将超声能量施加于该管段内的流体。该处理器电连接于该多个超声传感器，并配置成电连接于校准器并且从校准器接收表示第一时间段的信号。该处理器计算测试数据，该测试数据为对应于该第一时间段的通过该流量计的流体流的量。

附图说明

为了更详细地描述各个实施例，下面将参考附图，其中：

图1示出相关技术的校准器和涡轮式流量计的布置；

图2示出相关技术的校准器和超声流量计的布置；

图3A是超声流量计的俯视剖视图；

图3B是包括弦路径A-D的管段的端面视图；

图3C是装有传感器对的管段的俯视图；

图4A示出为时间的函数的、在校准器和超声流量计内的流体的瞬时流动速率的曲线图；

图4B示出为时间函数的超声流量计批量流动速率；

图4C示出从超声流量计产生出来的脉冲输出；

图5示出根据本发明实施例的校准系统；

图6以方块图的形式示出根据本发明一些实施例的超声流量计(以及超声流量计如何连接于校准器)；

图7示出为时间函数的超声测量的平均流动速率，包括表示批量时间和校准时间的线；

图8用图表示出可选实施例的操作；

图9示出可选实施例；

图10示出根据本发明实施例的方法。

具体实施方式

符号和术语

在下面的描述和权利要求书中所用的某些术语用于指具体的系统部件。本文不打算区分在名称上不同而不是功能上不同的部件。

在下面的描述和权利要求书中，术语“包括”和“包含”是以开放方式使用的，因此应当解释为意指“包括，但不限于…”。而且，术语“连接”旨在意指间接连接或直接连接。因此，如果第一装置连接于第二装置，则该连接可以是直接连接，或者是经由其他装置和连接件的间接连接。

在下面的描述和权利要求书中，术语“流体”可以指液体或气体，并且不仅仅指诸如碳氢化合物的任何特定类型的流体。

图3A示出根据本发明实施例的适合用于测量流体流的超声流量计。适合设置在管道的截面之间的管段100具有预定的尺寸并且因此形成测量截面。正如在这里所用的，当在关于超声流量计使用时，术语“管道”也可以指管段或超声信号发送所通过的其他合适的外壳。一对传感器120和130和其相应的壳体125和135沿着该管段100的长度设置。优选的是，传感器120和130是超声收发器，意思是指它们两个都产生并接收超声信号。在上下文中，“超声”指的是频率在约20千赫以上。这些信号可以由每个传感器中的压电元件产生和接收。为了产生超声信号，该压电元件被电激励，并且通过振动响应。压电元件的振动产生穿过流体、通过管段到达该传感器对中的相对应的传感器的超声信号。同样，当受到超声信号撞击时，接收的压电元件振动并产生电信号，该电信号被与该流量计相关联的电子器件检测、数字化和分析。

路径110，有时候称作“弦”，它以与中心线105成θ角度的角度存在于传感器120和130之间。弦110的长度是传感器120的表面到传感器130的表面之间的距离。点140和145定义了由传感器120和130所产生的声学信号的进入和离开流动通过管段100(即，到管段孔的入口)的位置。传感器120和130的位置可以用θ角、用在传感器120和130之间测量的第一长度L、对应于点140和145之间的轴向距离的第二长度X、以及对应于管径的第三距离D来限定。在大多数情况下，D、X和L在流量计制造期间就被精确地确定。而且，诸如120和130的传感器通常被放置在分别与点140和145距离一个特定距离处，而不管流量计的尺寸(即管段的尺寸)如何。流体沿着方向150以流速断面图152流动。速度矢量153至158示出通过管段100的流体速度随着接近中心线105而增加。

起初，下游传感器120产生超声信号，此超声信号被上游传感器130接收并检测到。一定时间之后，该上游传感器130产生返回的超声信号，此超声信号被下游传感120随后接收并检测到。因此，传感器120和130沿着弦路径110，利用超声信号115，进行“一发一收”。在运行期间，这种顺序每分钟可以发生数千次。

超声波115在传感器120和130之间的传输时间部分地取决于该超声信号115相对于该流体流是向上游还是向下游移动。超声信号向下游移动的传输时间(即沿着与流动相同的方向)少于向上游移动(即逆着流动)的传输时间。该向上游或下游的传输时间可以用于计算沿着信号路径的平均速度，并且也可以用于计算在流体流中的声速。给出载有流体的流量计的截面测量值，则在该流量计孔的面积上的平均速度可以用于求出流过该流量计或管道100的流体的量。

超声流量计可以具有一个或多个路径。图3B示出多个路径的超声流量计。在这个实施例中，管段100包括处在不同高度上、通过流体流的四个弦路径A、B、C和D。每个弦路径A-D对应于作为发射器和接收器交替作用的两个传感器。还示出的是控制电子器件160，其获得并处理来自弦路径A-D的数据。从图4B的视图中隐藏的是对应于弦路径A-D的四对传感器。

该四对传感器的精确布置通过参考图3C可以被更易理解。四对传感器端口安装在管段100上。每对传感器端口对应于图3B的单个弦路径。第一对传感器端口125和135包括从该管段100稍微凹进的传感器120和130(图3A)。这两个传感器与该管段100的中线105成非垂直角θ安装。包含包括相关传感器的另一对传感器端口165和175(只看到一部分)安装成使得其弦路径相对于传感器端口125和135的弦路径大致形成“X”形。同样，传感器端口185和195平行于传感器端口165和175放置，但是处在不同的“高度”上。在图3C中没有明确地示出的是第四对传感器端口。将图3B和3C放在一起，各对传感器设置成使得对应于弦A和B的上面两对传感器形成X形，对应于弦C和D的下面两对传感器形成X形。流体的流动速度可以在每个弦A-D处确定，以获得弦流动速度，并且该弦流动速度可以组合起来，以确定在整个管道上分布的平均流动速度。从该平均流动速度，可以确定在管道中流动的流体的量。

正如从图3A、3B和3C的讨论中能够明白的，由于进行一发一收的方法(也就是，多个单独超声测量)，超声流量计花费了有限量的时间来计算流动速率。而且，一些实施例可以多次确定流动速率(例如，利用一发一收的方法)，并且计算出特定时间段的平均流动速率，并且在该时间段期间的总的流量为用该时间段的平均流动速率乘以该时间段的长度。或者说，一些流量计利用在一个时间段上进行的多次测量以产生单个的(在一些实施例中是平均的)流动速率测量值，其中流动量计算为(体积)流动速率测量值和该批时间段的乘积。

图4A、4B和4C示出相关技术校准方法的缺点。具体地说，图4A是为时间的函数的、在校准器和超声流量计内的瞬时流动速率的曲线图。由图4A所示的流动速率中的骤降(dip)可能是，例如，由元件或校准器的球的下水(launch)而引起的流动中断。图4B示出为时间函数的超声流量计的流动速率。最后，图4C示出根据超声流量计流动速率产生的脉冲输出信号。图4B中的虚线示出超声流量计的批量时间段，其中每个平均流动速率(Q_x)是虚线之间的时间段的平均流动速率。图4B中的虚线向上延伸到图4A中，以示出该批量时间段对应的瞬时流动速率。同样，图4B中的虚线向下延伸到图4C中，以示出脉冲输出信号对应的平均流动速率。虽然表示平均流动速率值(例如，Q₀、Q₁、Q₂、Q₃和Q₄)的各个点示于其相对应的批量时间段的中间，但是实际上，平均流动速率是在该批量时间段的结束处计算的。为了说明目的，取出平均流动速率Q₀，该流动速率Q₀是竖直线400和402之间的平均流动速率。虽然Q₀示于位于竖直线400和402之间，但是Q₀是刚好在由竖直线402表示的时间点之后计算的。由于平均流动速率直到该批量时间段的结束之后才计算，因而如果超声流量计将利用脉冲输出信号进行校准，那么产生的脉冲输出信号将基于最后的批量时间段上的平均流动速率，并且因此，脉冲输出直到该批量时间段结束之后才产生。如由图4C所示，在该批量时间段期间，所产生的对应于通过该流量计的流的脉冲输出信号是延迟的，可能延迟长达一个整个批量时间段。

图4A、4B和4C还用点划线404和406示出校准时间。正如上面所提到的，该校准时间可以用校准元件在上游检测器和下游检测器之间流动所花费的时间段定义。如果一个人试图校准超声流量计，则相关技术的方法是：使该超声流量计产生脉冲输出信号，并且对校准时间开始(线404)和校准时间结束(线406)之间的脉冲进行计数。但是如图4A、4B和4C所示，由超声流量计在校准时间期间产生的脉冲不是很好地对应在校准时间期间实际通过该流量计的流量，因此这将引起误差(在一些情况下，将引起明显的误差)。

为了解决这些和其他可能的困难，在根据本发明的实施例中，超声流量计测量到的量被确定，其中该确定不涉及：产生脉冲和根据脉冲的特性和/或数目确定流量计数据；而是，在校准时间期间，该超声流量计的一个或多个批量时间段更密切地与该校准时间相关，并且该超声流量计的流动速率整个地或部分地根据在与该校准时间相关的一个批量时间段或多个时间段期间产生的各个超声测量值。

图5示出根据本发明实施例的校准系统500。具体地说，图5示出连接在该流体导管504内的校准器502。同样，连接在该流体导管504内的是超声流量计506。虽然图5的超声流量计506示出在该校准器502的下游，但是在可选实施例中，该流量计可以等同地在该校准器502的上游。该超声流量计506包括自己的处理器508，这个处理器508负责启动接收超声信号的超声传感器，并计算批量时间段内的平均流动速率。图5还示出电连接于该超声流量计的处理器508的校准器上游元件检测器510和校准器下游元件检测器512。将校准检测器的信号连接于处理器508使得该处理器508能够使校准时间与形成在批量时间段上的平均流动速率的各个超声测量值更加密切地相关。虽然图5示出各个校准器检测器信号都连接于处理器508，但是，在可选实施例中，由校准器元件检测器产生的电信号可以以某种方式组合起来，使得一个单个的电信号连接于处理器508，其中该单个的电信号所维持(asserted)的时间表示该校准时间。由于该超声流量计的处理器508电连接于该校准器，并且由于该校准时间和批量时间段之间密切相关，因此根据实施例的处理器508计算验证数据，该验证数据具有比超声流量计根据批量时间段上的平均流动速率产生脉冲输出信号时的那些情况更高的精度。在一些实施例中，该超声流量计506计算并为外部系统提供在该校准时间期间的数据，并且该超声流量计还可以提供测量到的校准时间长度。实际校准时间长度和测量到的校准时间长度之间的差可归因于与处理器时间分割(slicing)和该处理器接收到的中断相关的等待时间，每个都影响到软件程序多长时间能够从该校准元件开关读取信号。在其他实施例中，超声流量计506计算并为外部系统提供校准时间上的平均流动速率，并且在这些实施例中，该超声流量计可以不提供测量到的校准时间。

图6以方块图的形式示出根据一些实施例的超声流量计506的电子部件和相应的校准器502。具体地说，该超声流量计506包括多个传感器600A-600H。虽然示出8个传感器，但是同样也可以使用更多或更少的传感器。每个传感器600通过1至N多路转换器604和1至2多路转换器612而连接于接收器电路602。该接收器电路602接收由超声信号碰撞在传感器的压电元件上而产生的电信号，放大并检测这些电信号。当传感器在进行“一发一收”操作中的“收”时，该处理器508通过控制信号线606和607发送控制信号，选择地将每个传感器600连接于接收器电路602。该处理器508可以是独立式处理器或微控制器。在其他实施例中，处理器的功能可以通过可编程的逻辑器(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等实现。

还参考图6，每个传感器600共享传感器驱动器608。该传感器驱动器608可以采取多种形式。在一些实施例中，该传感器驱动器608包括用以产生并放大交流电(AC)信号的电路，该交流电信号然后施加于相应的传感器，以引起振动并且因此产生超声信号。在这些实施例中，传感器驱动器608在沿着控制信号线610发送控制信号的处理器508的控制下运行。在可选实施例中，该传感器驱动器608放大由处理器508(并且可以是其他装置)提供给传感器驱动器的AC信号，该AC信号同样在控制信号线610上提供。每个传感器600通过1至N多路转换器604和1至2多路转换器612而连接于传感器驱动器。在处理器508上执行的程序的控制下，当传感器进行“一发一收”操作中的“发”时，该处理器508将每个传感器600选择地连接于该传感器驱动器608。图6还示出连接于该处理器508的校准器502。如上所述，接收上游元件检测器和下游元件检测器信号的该处理器508仅仅是说明性的，并且同样可以利用识别校准时间的其他形式的信号。

已经讨论了该超声流量计的处理器如何与校准器信号相连，现在把注意回到根据本发明的实施例计算该流量计测量到的量和/或与校准时间相关的平均流动速率。图7示出：超声批量流动速率为时间的函数；虚线表示批量时间(例如直线400和402)；而点划线表示校准时间(例如，直线404和406)。正如上面所讨论的，虽然是刚好在该批量时间段结束之后计算出的，但是平均流动速率Q₀、Q₁、Q₂、Q₃和Q₄，但是可以被看作是如图所示在该批量时间段中间的流动速率。对于完全落在该校准时间(例如，时间t₂到t₃和t₃到t₄)内的批量时间段，对总流量计数据的贡献是该批量时间段的时间量乘以在每个批量时间段内的平均流动速率。对于根据至少一些实施例的仅仅部分地重叠该校准时间的批量时间段(例如，t₁到t₂和t₄到t₅)，确定在该校准时间的开始时的流体的流动速率(Q_开始)，和在该校准时间的结束时的流体的流动速率(Q_停止)，并且这些值被用于计算在部分重叠的该批量之间段期间的该数据的贡献。在确定Q_开始和Q_停止情况下，因此可以采用下面的形式计算在校准时间期间的流量计数据：

Vol_{流量计验证}＝(Q₁(t₂-t₁)-Q_开始(t_开始-t₁))+Q₂(t₃-t₂)+Q₃(t₄-t₃)+Q_停止(t_停止-t₄)  (1)

其中Vol_{流量计验证}是在校准时间期间流量计测量到的量，Q_x是在批量时间段内的平均流动速率，t_x是特定时间，t_开始是该校准时间开始时的时间点，而t_停止是该校准时间结束时的时间点。

确定Q_开始可以采取许多种形式。在一些实施例中，Q_开始t确定为该平均流动值Q₁(假定精确地在其批量时间段的中间)和平均流动速率Q₂(也假定精确地在其批量时间段的中间)之间的线性插值。在还有一些实施例中，例如，用任何已知的或发展后的曲线拟合法确定线的方程式，该线基本上通过在时间上接近或重叠该校准时间的各个平均流量值。利用用于通过该平均流量值的该线的方程式，可以确定Q_{开 始}的值(利用时间_开始)。不管确定Q_开始的方法，都可以看到，在这些实施例中，Q_开始部分地基于平均流量值Q₁。通过定义，该平均流量值Q₁由多个单独的超声测量值构成，其中一些可能落在校准时间外。

关于Q_停止，在大多数情况下，流过校准器和超声流量计的所要被校准的流都在接近校准时间的结束时稳定，并且同时类似于用于Q_开始的插值可以用于确定Q_停止，在大多数情况下，足够的是：赋予Q_停止和与该校准时间部分地重叠的最后批量时间段的平均流动速率相同的值。同样可以利用用于确定Q_开始和Q_停止的其他的插值方法。

对于这点所讨论的实施例涉及了至少部分地根据平均流动速率确定Q_开始和Q_停止，其本身可以根据在该校准时间外的各个超声测量。根据可选实施例，落在该校准时间外的该各个超声测量被排除在流量计数据确定的考虑范围外。图8示出：超声批量流动速率为时间的函数；虚线表示该批量时间段；该校准时间；和这些元件与可选实施例如何相关。在每个批量时间段期间，由该流量计进行多次超声测量，并且每个批量流动速率(Q₁、Q₂、Q₃等)都基于在对应批量时间段期间所进行的多次超声测量。对于完全落在校准时间内的批量时间段(例如，与平均流动速率Q₂和平均流动速率Q₃相关的批量时间段)，在其相应的批量时间段内进行的所有的或基本上所有的各个超声测量被用于计算其相应的平均流动速率。但是，对于重叠该校准时间的开始时和结束时的批量时间段，仅仅是各个超声测量的一部分被用于计算该平均流动速率。

考虑到接近该校准时间段的开始时第一个批量时间段，并且这个批量时间段部分地与该校准时间重叠。根据可选实施例，该处理器508配置成识别该批量时间和该校准时间之间的重叠时间段(例如，利用来自该校准器的元件检测器的信号)。而且，该处理器配置成只利用在该校准时间期间的各个超声测量值来计算平均流动速率，并且不考虑落在该重叠时间段外的各个超声测量值。同样，关于接近该校准时间结束时并且仅仅部分地与其重叠的批量时间段，该处理器508配置成只利用对应于该校准时间各个超声测量，并且不考虑该重叠时间段外的各个超声测量。在这些实施例中，确定对应于该校准时间的流量计测量到的数据基本上根据下面的方程式进行计算：

Vol_{流量计验证}＝Q_{部分地开始}(t₂-t_开始)+Q₂(t₃-t₂)+Q₃(t₄-t₃)+Q_{部分地地停止}(t_停止-t₄)     (2)

其中Q_{部分地开始}是重叠该校准时间的批量时间段的那部分的平均流动速率，并且这是利用在重叠的校准时间期间的超声测量值计算的，而Q_{部分地停止}是重叠该校准时间的批量时间段的那部分的平均流动速率，并且这是利用在重叠的校准时间期间的超声测量值计算的。

图9示出根据可选实施例的系统。具体地说，在图9中，不是处理器508直接连接于来自校准器元件检测器的信号，而是外部处理器800分别连接于元件检测器510和512。该处理器800还连接于该超声流量计的处理器508。在这些实施例中，该处理器508配置成向处理器800提供各个超声测量值(可能是标记(stamped)的每个超声测量时间)，或者在每个批量时间段期间计算的平均流动速率。在这些实施例中，外部处理器800配置成确定落在该校准时间内的那些平均流动速率和/或各个超声测量值，并且根据上面的描述计算用于验证目的的流量计数据。

图10示出根据本发明实施例的方法。具体地说，该方法开始(方块1000)，并且移动，建立校准时间(方块1004)。该校准时间，可以例如，建立成作为校准器元件在该校准器502的上游元件检测器510和下游元件检测器512(图5和图9)之间移动的时间。在校准时间期间，进行超声流量计内的流动速率测量(方块1008)。正如上面所讨论的，这些测量可以是在一个或多个批量时间段期间进行的多个单独的超声测量。接着，流量计测量到的量值在校准时间上产生(方块1012)，并且处理结束(方块1016)。在校准时间上产生的流量计测量到的量(方块1012)可以采取许多种形式，但是根据各实施例，每种形式都具有这样的特性，即产生的流量计测量的数据不涉及由超声流量计产生脉冲输出信号，并且也不涉及根据产生的脉冲输出信号的脉冲特性确定该流量计测量的量。具体地说，在一些实施例中，当在校准时间上产生超声流量计数据时，不考虑落在该校准时间外的各个超声测量值。在还有一些实施例中，该超声流量计产生一个或多个平均流动速率值，每个平均流动速率值对应于一个批量时间段。该平均流动速率值用于对在校准时间开始处和可能校准时间结束处的流动速率进行插值。因此，在这些实施例中，落在校准时间外的各个超声测量值借助于各个超声测量值组合起来以形成在插值中所用的平均流动速率值的事实，而用于确定在校准时间期间的流量计的数据。在一些实施例中，该插值可以是两个批量时间段的平均流动速率之间的线性插值。在可选实施例中，三个或更多的平均流动速率可以被曲线拟合，以确定基本通过每个流动速率值的线的方程式，并且对于并不完全对应于该校准时间的批量时间段，从该方程式可以确定部分流动速率值。

对于这点所讨论的各实施例都利用在流体流中移动的校准器元件，来触发启动和停止传感器，以定义校准时间。但是其他的流量计校准系统同样可以从本发明受到益处。设想，例如，主流量计校准系统。具体地说，该主流量计校准系统包括主流量计。该主流量计可以是测量精度已知的任何合适的流量计(例如，涡轮流量计、超声流量计)。该主流量计为流量计算机/校准器提供流动速率测量值。该流量计算机也连接于将要被校准的流量计，在这些所示的实施例中，是超声流量计。与前面的校准器元件在通过传感器的流体流中移动定义校准时间的实施例不同，该流量计算机内部产生指示校准器开始和结束时间的信号。在校准时间期间或校准时间刚刚结束之后，该流量计算机从主流量计采集数据。在主流量计是涡轮流量计的实施例中，该流量计算机采集指示通过该主流量计的流体流量的电脉冲。在主流量计是超声流量计的实施例中，该流量计算机可以向主流量计提供开始和结束信号，并且该主流量计可以以类似于上面所讨论的实施例的方式，计算在校准时间上的平均流动速率(或量和测量时间)。

流量计算机还连接于超声流量计。在校准时间期间或刚刚在校准时间之后，该流量计算机从该超声流量计采集数据，并且通过将主流量计测量到的流体流量与该超声流量计测量到的流体流量进行比较而“校准”该超声流量计。该流量计算机可以向超声流量计提供开始和结束信号，并且该超声流量计可以以类似于上面所讨论的实施例的方式，计算在校准时间上的平均流动速率(或量和测量时间)。

测重校准系统是可以利用的上面讨论的各种实施例的情况的又一个例子。在测重系统中，流体流动通过将被校准的流量计，并且然后流到与重量测量系统相关的容器。在测重系统中，开始时间可以由达到第一个预先定义重量的下部容器中的重量定义，而结束时间可以由达到第二个预先定义的、更重重量的下部容器中的重量定义。开始和结束信号可以提供给将被校准的流量计，并且该流量计可以以类似于上面所讨论的实施例的方式。计算在校准时间上的平均流动速率(或量和测量时间)。利用开始信号和结束信号的任何校准系统都可以从上面公开的内容中受益。

虽然已经示出并描述了根据本发明的各种实施例，但是在不脱离本发明的精神实质和内容的情况下，本领域的技术人员能够对本发明进行修改。这里所讨论的实施例仅仅是示例性的而不是限制性的。例如，虽然关于超声流量计描述了各种实施例，但是在进行多个测量的模式下运行以计算在批量时间段上的平均流量的任何流量计都将从上面公开的内容中受益。还有，虽然已经关于在校准时间期间具有多个批量时间段的超声流量计描述了各种实施例，但是根据可选实施例，校准时间本身可以定义批量时间段，使得处理器(或者图5的处理器508或者图9的处理器800)利用校准时间作为批量时间段。在这些实施例中，在校准时间期间进行的多个超声测量将因此被转换为在校准时间上的平均流动速率、和通过将该平均流动速率乘以校准时间而确定的流量计数据。因此，保护范围不限于这里所讨论的实施例，而是仅仅由所附权利要求限定，权利要求的范围将包括权利要求的主题的所有等同物。

Claims (20)

1.一种校准流量计的方法，包括以下步骤：

用校准装置建立校准时间；

用流量计测量出流体的流动速率，该流量计利用在一个时间段中进行多个测量，以产生一批流动速率值，该流量计电连接于该校准装置；和

根据该流动速率，由流量计产生在校准时间上的流量计的数据，其中根据该流动速率产生流量计数据的步骤不涉及：由该流量计产生脉冲串输出信号；和根据该脉冲串的特性产生流量计数据，而是，在校准时间期间，该流量计的一个或多个批量时间段更密切地与该校准时间相关，并且该流量计的流动速率整个地或部分地根据在与该校准时间相关的一个或多个批量时间段期间产生的各个测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

其中测量还包括在校准时间期间累计该批流动速率值；和

其中产生流量计数据还包括：利用该批流动速率值计算在校准时间上的平均流动速率，并且用由校准时间表示的时间量乘以该平均流动速率。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

其中测量还包括用该流量计计算出第一批流动速率，

该第一批流动速率基于第一批时间段期间的多个单独流动速率值，该第一批时间段只部分地对应于该校准时间；

识别在该校准时间和该第一批时间段之间的、对应于重叠时间的重叠时间段；以及

不考虑在该重叠时间段之外的产生流量计数据的各个流动速率值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中计算还包括计算在重叠时间段上的平均流动速率。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

其中测量还包括用该流量计计算出第一批流动速率，

该第一批流动速率基于第一批时间段期间的多个单独流动速率值，该第一批时间段只部分地对应于该校准时间；

其中在校准时间上产生流量计数据还包括根据该第一批流动速率产生流量计数据。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

识别作为在该校准时间和第一批时间段之间的重叠时间段；

进行插值，以确定第一插值流动速率，该插值根据该第一批流动速率和该重叠时间段；以及

其中产生流量计数据还包括根据该第一插值流动速率产生流量计数据。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

识别作为在该校准时间和第一批时间段之间的重叠时间段；

获得用于线的方程式，该线基本上通过第一批流动速率的值和随后批流动速率的值，这些批流动速率整体地或部分地对应于该校准时间；

利用该方程式来确定在该重叠时间段期间的解出的流动速率，并且

其中产生流量计数据还包括根据该解出的流动速率产生流量计数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其中建立校准时间还包括利用具有在流体中移动的校准器元件的校准器建立校准时间。

9.一种校准流量计的系统，包括：

配置成用来建立校准时间的校准装置；

流量计，包括：

连接在流体流内的管段；

机械地连接于该管段的传感器对；和

电连接于该传感器对的处理器；

其中该流量计的处理器电连接于该校准装置；

其中该流量计的处理器计算出在校准时间期间流动通过该流量计的流体的量。

10.根据权利要求9的系统，其中该处理器配置成用以取得基本上与该校准时间同时的多个单独流动速率值，并且仅仅利用落在该校准时间内的各个流动速率值计算出在校准时间上的平均流动速率。

11.根据权利要求9的系统，其中该处理器配置成：计算第一平均流动速率，该第一平均流动速率基于在只部分地对应于该校准时间的第一批时间段期间的多个流动速率值，并且利用该第一平均流动速率计算出通过该流量计的流体流的量。

12.根据权利要求11的系统，还包括：

其中该处理器配置成：在当该处理器计算流体流的量时之前，识别该校准时间和该第一批时间段之间的重叠时间段，并且进行插值，以根据该平均流动速率和该重叠时间段确定第一插值流动速率；

其中该处理器配置成：利用该第一插值流动速率计算出通过该流量计的流体流的量。

13.根据权利要求11的系统，还包括：

其中该处理器配置成：在当该处理器计算通过该流量计的流体流的量之前，识别该校准时间和该第一批时间段之间的重叠时间段，获得用于线的方程式，该线基本上通过第一批平均流动速率的值和随后批平均流动速率的值，这些批流动速率整体地或部分地对应于该校准时间；并且利用该方程式来确定在该重叠时间段期间的平均流动速率；以及

其中该处理器配置成：利用用于该重叠时间段的平均流动速率计算出通过该流量计的流体流的量。

14.根据权利要求9的系统，还包括：

其中该处理器配置成：确定在仅仅部分地对应于该校准时间的第一批时间段期间的多个单独流动速率值，并且识别在该校准时间和该第一批时间段之间的重叠时间段；

其中该处理器配置成：当通过该流量计计算流体流量时，不考虑落在该重叠时间段外的各个流动速率值。

15.根据权利要求9的系统，其中该校准装置还包括：

连接在该流体流内的流体导管；

连接于该流体导管的第一元件检测器；

在该第一元件检测器的下游连接于该流体导管的第二元件检测器；以及

与该流体一起在该第一和第二元件检测器之间移动的校准器元件，该第一元件检测器和第二元件检测器之间的移动时间限定了该校准时间。

16.一种超声流量计，包括：

配置成连接在流体通道内的管段；

机械地连接于该管段的多个超声传感器，并且这些超声传感器设置成：超声传感器将超声能量施加于该管段内的流体；

电连接于该多个超声传感器的处理器，并且该处理器配置成电连接于校准器并且用以从该校准器接收指示第一时间段的信号；

其中该处理器计算对应于该第一时间段、通过该流量计的流体流量。

17.根据权利要求16的超声流量计，其中该处理器配置成：计算第一平均流动速率，该第一平均流动速率基于在仅仅部分地对应该第一时间段的批时间段期间的多个流动速率值；并且利用该第一平均流动速率计算出表示量的值。

18.根据权利要求17的超声流量计，还包括：

其中该处理器配置成：在当该处理器计算表示量的值之前，识别该第一时间段和所述批时间段之间的对应于重叠时间的重叠时间段，并且进行插值，以根据该平均流动速率和该重叠时间段确定第一插值流动速率；

其中该处理器配置成：利用该第一插值流动速率计算表示量的值。

19.根据权利要求17的超声流量计，还包括：

其中该处理器配置成：在当该处理器计算表示量的值之前，识别该第一时间段和所述批时间段之间的对应于重叠时间的重叠时间段，获得用于线的方程式，该线基本上通过第一平均流动速率的值和随后平均流动速率的值，这些平均流动速率的值整体地或部分地对应于第一时间段；并且利用该方程式来确定在该重叠时间段期间的平均流动速率；以及

其中该处理器配置成：利用该重叠时间段期间的平均流动速率计算表示流量的值。

20.根据权利要求16的超声流量计，还包括：

其中该处理器配置成：确定在仅仅部分地对应于该第一时间段的批时间段期间的多个单独流动速率值，并且识别在该第一时间段和所述批时间段之间的对应重叠时间的重叠时间段；以及

其中该处理器配置成：当该处理计算表示量的值时，不考虑落在该重叠时间段外的各个流动速率值。

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