CN105987733A - 流量测量探针 - Google Patents

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格雷戈里·罗伯特·斯特罗姆
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Abstract

一种流量测量探针包括具有平均皮托管的细长探针和被联接到细长探针的热流量测量传感器,其中平均皮托管具有多个沿着细长探针的长度布置的上游开口和下游开口。一种测量过程中的流体流量的方法包括:当压差至少是被限定的测量阈值时使用细长探针中的平均皮托管的上游开口和下游开口中的压差来计算流体的流量,以及当压差小于被限定的测量阈值时通过连接到流量测量探针的热质量流量传感器来计算流体的流量。

Description

流量测量探针

技术领域

[0001] 本发明设及在工业过程中测量过程流体的流动。更具体地,本发明设及通过平均 皮托管和热质量传感器测量流量。

背景技术

[0002] 由于包括质量平衡、能源节约、排放监测、和调控因素在内的多个原因,因而燃烧 气流测量是重要的。例如,天然气通常与石油矿床相关。在石油开采过程中可W从石油 矿床释放气体。用于释放天然气的系统通常W相对较低的流量操作(吹扫气流状态),但 是还可W经历具有较高流量的不可预测状态(非正常状态)。适合于在非正常状态下测 量流量的平均皮托管初级元件(APT)(诸如可从爱默生过程管理公司(Emerson Process Management)购得的ArmilbarK,APT)不能在吹扫气流状态中产生可测量的压差值巧信号。 热质量流量传感器可W用于在吹扫气流状态下测量流量,而不能在非正常状态中产生精确 的流量读数。可W使用超声波仪器对流量进行测量,但是该仪器通常较昂贵。

[0003] 经常在天然气的开采现场处燃烧天然气,W减轻环境冲击并且促进工人安全。每 年在燃烧系统中燃烧的气体估计有1500亿立方米。石油和天然气操作员必须监控和报告 每年燃烧的气体量。为精确地报告燃烧的气体量,燃烧计量应用通常地目标在于所燃烧的 气体的质量流量的+/-5 %的不确定性。

[0004] W上讨论仅提供了大致的背景技术信息,并且不旨在用作帮助确定要求保护的主 题的范围。要求保护的主题不受限于解决在背景技术中指出的任何缺点或所有缺点的实现 方式。

发明内容

[0005] 提供了一种流量测量探针。流量测量探针包括具有平均皮托管的细长探针,其中 所述平均皮托管具有多个上游开口和下游开口。热流量测量传感器被联接到细长探针。

[0006] 还提供了在过程中测量流体流量的方法。该方法包括通过平均皮托管的细长探针 中的上游开口和下游开口测量流体的压差。还使用热流量传感器收集与流量相关的数据。 基于压差和热流量提供输出。还提供了一种过程变量变送器。

[0007] 本发明内容和摘要被提供W简化形式介绍对在下文的具体实施方式中进一步描 述的概念的选择。本发明内容和摘要不旨在识别被要求保护的主题的关键特征或本质特 征,它们也不旨在被用作帮助确定被要求保护的主题的范围。

附图说明

[0008] 图1是根据本发明的实施例的典型天然气燃烧系统的示意图;

[0009] 图2A是热质量流量传感器电路的示意图;

[0010] 图2B是热质量流量传感器的俯视图;

[0011] 图3是根据本发明的实施例的平均皮托管的正视图;

[0012] 图4和图5分别示出了图3的沿着线4-4和5-5的横截面;

[0013] 图6是根据本发明的实施例的气体流量测量系统的透视图;

[0014] 图7是根据本发明的另一实施例的变送器的方块图;W及

[0015] 图8是根据本发明的实施例的方法的流程示意图。

具体实施方式

[0016] 图1示出了典型的天然气燃烧系统。燃烧系统100包括将废气从开采位置输送至 处理位置的气体收集集管102、将大部分冷凝液从废气流量流移除的过滤桶104、防止天然 气从燃烧烟画回流的液封器106、处于质量平衡和调控的考虑而测量废气流质量流量的流 量测量系统108、防止空气回流进入燃烧烟画114中的密封阻挡层110、W及确保废气完全 燃烧的燃烧顶端112。密封阻挡层110和燃烧顶端112位于烟画114中,烟画114从管系 统116过渡而来,管系统116在过渡点118处过渡到燃烧烟画114之前自液封器106引导 通过燃烧流量测量系统108。在一个实施例中,燃烧烟画114是大致竖直的。诸如下文描述 的那些流量测量系统适于与诸如系统100的天然气燃烧系统一起使用。可选地,装置可W 应用于需要极端状态的任何液体或气体流量测量。

[0017] 诸如天然气处理系统的气体系统通常在两个模式下操作,正常操作和非正常操 作。在正常操作中,诸如燃烧系统的系统一直W被认为是吹扫气流的较低流量排放废气。吹 扫气流操作的压力通常稍微高于大气压力(例如,0.5磅每平方英寸表压(PSig)),并且流 速通常低于20英尺每秒。环境溫度对吹扫气流具有一些影响。在采油过程中,称为非正常 事件的不可预测事件可W导致大量将被处理的废气W高流量、高压力和高溫度进行释放。 在非正常操作中,废气的压力可W超过eopsig,溫度可W超过500° F,并且流速可W达到 600英尺每秒。

[0018] 诸如平均皮托管的流量测量装置可W用于在非正常状态下进行测量,运部分地是 因为其坚固耐用的构造、已被证明的精确性、快速的时间响应和较低的永久性压力损耗。然 而,平均皮托管元件仅对燃烧烟画的流量流提供了相对较小的限制,并且因此在吹扫气流 的正常操作过程中难W产生足够的压差信号来进行精确的流量测量。因为较低的流量操作 几乎恒定,因此对于正常操作而言保持均衡的累积质量流量可W很重要,并且不能被忽略。

[0019] 热质量流量计可W用作用于诸如吹扫气流的正常操作的可靠的流量测量选择。图 2A示出了典型的热质量流量计传感器200的方块图,并且图2B示出了其平面图。热质量流 量计传感器200根据热对流或热福射的原理进行操作,并且包括两个暴露在流量流中的溫 度传感器202、206。一个溫度传感器202通常使用电阻式溫度检测器203和电阻加热元件 204。第二溫度传感器206是使用电阻式溫度检测器207测量流量的环境溫度的参考传感 器,并且具有质量平衡元件205 W平衡电阻加热元件204的质量。对于第一传感器202而 言,根据傅里叶定律所进行的计算,流经元件的流通过对流从被加热的元件移除了能量。

[0020] q = hcAdT 阳02U 其中: 阳022] Q=每单位时间的热交换量

[0023] A =热交换表面的面积

[0024] h。=对流热交换系数

[0025] dT =热交换表面和流体之间的溫差

[00%] 热质量流量计通常W两个方法中的一个方法来测量从流量计移除的能量。第一方 法使用被驱动通过加热元件204的恒定电流。环境传感器206和被加热的传感器202之间 的溫差是仪器200对热能损耗的测量值。第二方法使用恒定溫度。反馈回路控制施加到被 加热的传感器202的电流,W保持环境传感器206和被加热的传感器204之间的溫差恒定。 用于保持恒定溫差的电流与仪器200中流量流的热能损耗成比例。

[0027] 图2A示出了热质量流量传感器200的示意图。电阻式溫度检测器207和203都 连接到检测检测器207和203之间的溫差的溫差监控器250。电阻式加热元件连接到电源 252,电源252驱动由下文进一步所述的质量流电子器件604确定的电流。热质量流量电子 器件在热质量流量传感器200的恒流和恒溫的操作模式下监测和控制由电源252提供的电 流。 阳028] 热质量流量计非常适于在相对稳定的低流量状态下测量流量。热质量流量计因此 可W精确地测量吹扫气流。然而,在非正常状态下,热质量流量计几乎也不工作。热质量流 量计在设及到夹杂的液体的情况下通常不精确。从诸如回流抑止器106等的回流抑止器移 走的流体和废气流中存在的液态碳氨化合物在非正常状态下不利地影响基于热质量的流 量测量的精度。与不同的气体一起使用的流量校正系数不是很好理解并且其可靠性存疑。

[0029] 偶尔需要热质量流量计停止工作来重新校准认证。然而,对于诸如气体流量测量 装置的安全相关的系统而言,通常不能接受其停止工作。热质量测量系统对于气体成分的 变化非常敏感,并且该变化在非正常状态下较为普遍。非正常状态还倾向于改变环境溫度 状态,增加热质量流量计的可靠性问题。

[0030] 图3示出了根据本发明的一个实施例的流量测量探针300。流量测量探针300包 括热流量测量传感器304, W及具有与流量流对准并且彼此相对的多个独立的上游高压开 口(例如,冲击管)和下游低压开口(例如,冲击管)303的平均皮托管元件302。平均皮托 管元件302和热质量流量传感器304被设置于细长探针主体306中。随着流体流流过探针 主体306,在上游开口和下游开口之间产生了压差。

[0031] 如图3所示,在一个实施例中,平均皮托管元件302和热流量测量传感器304布置 在具有纵向轴线308的细长探针主体306中。传感器304位于延伸通过主体306的腔311 中,并且允许流体流从其中流过。平均皮托管元件302的多个上游开口 303在纵向轴线308 的方向上沿着细长探针306的长度分布。运允许管道的横截面两侧的压力的平均值产生在 导压管(impulse piping)中。在一个实施例中,热流量测量传感器304大致定位在细长探 针306的中屯、处,即,约与将被测量流量的流体所流过的导管的两个相对边缘壁等距。在一 个实施例中,平均皮托管元件302的开口 303沿着顺着纵向轴线308的细长探针306的长 度位于热质量流量传感器304的两侧。

[0032] 在热质量传感器304中,两个传感器元件202、206(见图2)大致定向在其被安装 于的导管(例如,管道)的横截平面中。传感器元件202、206定位在如图3所示的传感器 304的腔311中。还带有电线的传感器元件202、206安装在图4示出的孔310中。在一个 实施例中,与平均皮托管元件302的开口 303相关的内部平均皮托管导压管309 (图4和5) 定位成跨越热质量流量传感器304,从而允许在平均皮托管元件302的多个单独的开口 303 处获得的压力用于对流量读数进行平均。在一个实施例中,平均皮托管元件302包括经由 用于与热质量流量传感器304进行压力连通的管道而被连接的分开的各段。

[0033] 在一个实施例中的细长探针306具有如图3所示的高度312。根据放置有流量测 量探针300的导管的直径来确定该高度312。由于诸如传感器304的热质量流量传感器通 常具有一个或仅很少的测量传感器,因而为了确保精确性,它们在流量流中的位置很重要。 在导管中,如果热质量流量传感器的位置太接近导管的边缘,则导管中的流体的流量分布 可W使得流量读数不精确。如图3所示,在一个实施例中,热质量流量传感器304的位置沿 着细长探针306的高度312位于或接近流量测量探针300的细长探针306的中部。该布置 将热质量流量传感器304定位成使得当流量测量探针300安装在导管中时,在没有要求对 适当的定位进行额外的测量和确定的情况下,热质量流量传感器304位于导管的中屯、处用 于进行精确测量。

[0034] 在另一实施例中,热质量传感器304可W是在诸如腔311的单个腔中的、包括两个 热质量传感器或热质量传感器阵列的一对热质量流量传感器或热质量流量传感器阵列,用 于该对热质量流量传感器或热质量流量传感器的阵列的流量可W被平均W在吹扫气流状 态下提供潜在地更精确的测量。在一个实施例中,诸如所述的那些热质量传感器304或一 对热质量传感器或热质量传感器的阵列与平均皮托管元件302的上游开口和下游开口 303 隔罔。

[0035] 如图4和图5更详细地所示,可W通过横向钻孔形成平均皮托管元件302的上游 开口和下游开口 303。在一个实施例中,填料塞402焊接到不与流体流对准的被横向钻孔的 管中,W确保适当的冲击管对准流量流。图4和图5分别示出了图3的沿着线4-4和5-5 的横截面,图4还示出了用于从热质量流量传感器304进行热布线的导管310。上游开口和 下游开口 303和它们的相关联的导压管在一个实施例中跨越热质量流量传感器304腔。

[0036] 在本发明的一个实施例中,提供了如图6所示的气体流量测量系统600。系统600 包括诸如本文中描述的具有细长探针的流量测量探针300的流量测量探针,其中每个平均 皮托管元件302都与热质量流量传感器304组合。热质量流量传感器304在系统600的正 常吹扫气流状态下提供精确的测量,并且平均皮托管元件302在系统600的非正常状态下 提供精确的流量测量。在一个实施例中,平均皮托管元件302和热质量流量传感器304的 覆盖整个流量范围的输出与指示流量的单个信号进行组合。在一个实施例中,运通过连接 变送器602来实现,该变送器602被连接W接收来自联接到传感器304的热质量电子器件 604和联接到皮托管元件302的压差测量系统电子器件606的流量信息。可选地,接线盒和 电子找式存储器可W用于处理来自两个传感器的输出,并且在一个实施例中包括在一个连 接头部中W减少安装复杂性。

[0037] 为建立单个的流量输出,在一个实施例中,使用用于传感器304和平均皮托管元 件302的操作信息。平均皮托管元件在高速情况下通常比热质量传感器更精确地确定流 量。在一构造中,当平均皮托管元件302生成可测量的压差时,来自于平均皮托管元件的流 量计算结果被用于产生输出。在一示例性实施例中,在压差超过规定的压差时,在平均皮托 管元件302中产生的压差由例如(W下所述的)过程变量变送器使用W计算系统中的流 量。在压差低于可测量的规定压差时,来自热质量流量传感器304的读数由例如过程变量 变送器使用W计算流量。在本实施例中,当检测到规定的压差时,流量测量系统使用平均皮 托管元件302来确定流量。仅当未检测到规定的压差时,流量由热质量流量传感器304确 定。当平均皮托管元件302用于测量流量时,热质量流量传感器304可W用于测量过程流 体的溫度。

[0038] 变送器软件在一个实施例中可W用于整合两个来自平均皮托管元件和热质量流 量传感器的传感器信号,W向用户提供单一的流量输出。在一个实施例中,运通过对包括在 壳体604中的热质量电子器件进行接线,使得信号输出从用于压差测量的隔离歧管607传 输到过程变量变送器602来实现,该过程变量变送器602可W传输诸如由双线式控制回路 提供的单个4-20mA输出和/或覆盖整个流量范围的数字输出。如图6所示,流量测量探针 300设置在导管(例如,管)608中。在该构造中,可W看到当热质量流量传感器304位于沿 着细长管306的高度的中屯、时,导管608中的流量测量探针300的布置在不需要测量或其 它的布置确定的情况下将热质量流量传感器304放置在导管608中流量流内的期望位置。 本文参照图7进一步描述的过程变量变送器602可W使用算法来将热质量电子器件输出和 压差测量输出混合到一起,W形成指示用于整个流量范围的流量的单个信号。过程变量变 送器602还可W提供一指示,关于该指示,传感器、平均皮托管元件302或热质量流量传感 器304被用于提供被指示的流量。

[0039] 壳体604具有用于热布线612的接线盒614 (见图7),该热布线612从热质量流 量传感器304通过导管310行进到壳体604。热流量电子器件616从接线盒614确定热流 量,并且信号沿着布线618传输到过程变量变送器602。

[0040] 在一个实施例中,通过平均皮托管元件302的带法兰的相对侧支撑件610来安装 诸如传感器304的热质量流量传感器,便于将压力变送器直接安装到诸如元件302的平均 皮托管元件。在本实施例中,该带法兰的相对侧支撑件610是用于诸如电子器件604的热 质量流量电子器件的可替换的安装位置。

[0041] 图7是根据一实施例的变送器602和流量测量探针300的系统方块图。变送器 602包括回路通信电路702、压力传感器704、热质量流量电子器件604、测量电路708和控 制器710。回路通信电路702能够连接到过程控制回路750,并且适于基于根据诸如上述流 量测量探针300的流量测量探针的多个传感器的输出的组合流量,传递与诸如管608的管 中的气体的流量相关的过程变量输出。回路通信电路702可W包括用于通过有线通信线路 和/或无线通信线路进行通信的电路。该通信可W根据诸如上文讨论的协议的任何适当的 过程工业标准协议,包括有线协议和无线协议。

[0042] 通常地,诸如变送器602的现场装置位于过程设备中的远程位置处,并且将被感 测到的过程变量传输回到中屯、定位控制室。可W使用包括有线通信和无线通信的各种技术 来发送过程变量。一个普遍的有线通信技术使用双线过程控制回路750,其中单对电线用于 向变送器602输送信息W及提供动力。一种用于发送信息的技术是通过将流过过程控制回 路750的电流强度控制在4mA和20mA之间。4-20mA范围内的电流值可W映射到过程变量 的对应值。示例性数字通信协议包括HAfn''i;.| (由叠加在标准的4-20mA模拟信号上的数字 通信信号组成的混合物理层)、F0UNDATI0NTM现场总线(美国仪器协会在1992年颁布的全 数字通信协议)、现场总线通信协议等。还可W执行无线过程控制回路协议,诸如包括根据 IEC62591标准的W i rclessl !AKTI;.'的射频通信技术。图7中的过程控制回路750表示变送 器602和用户界面之间的通信连接的有线实施例和无线实施例中的任一个或两个。

[0043] 压力传感器704包括压力输入端口,该压力输入端口通过导压管309连接到平均 皮托管元件302。传感器704可W是其电特性响应于施加的压力的改变而改变的任何装 置。例如,传感器704可W是其中电容响应于施加在输入端口之间的压差而改变的压力传 感器。热质量流量电子器件604接收来自热质量流量传感器304的数据。

[0044] 测量电路708连接到传感器704和电子器件604,并且被构造成用于基于信号向控 制器710提供传感器输出。测量电路304可W是能够提供与压差相关的适当信号的任何电 子电路。例如,测量电路可W是模数转换器、电容数字转换器或任何其它适当的电路。 W45] 控制器710连接到测量电路708和回路通信电路702。控制器710适于向回路通 信电路702提供过程变量输出,过程变量输出与由测量电路708提供的传感器输出相关。控 制器710可W是可编程口阵列装置、微处理器、或任何其它适当的装置或多个装置。虽然已 经关于单个模块描述了回路通信电路702、测量电路708和控制器710,但是可W想到它们 可W组合在诸如专用集成电路(ASIC)上。在一示例性实施例中,存储器707包括在控制器 710中并且与其连接,W存储用于配置控制器710和/或测量电路708的计算机可读指令、 参数值等。在一些运种实施例中,用于诸如平均皮托管元件302和热质量流量传感器304 的传感器的配置信息存储在存储器707中。

[0046] 在一个实施例中,控制器710被构造为当压差至少是被限定的测量阔值时使用来 自压差传感器704的输入来确定过程流的流量,W及当压差小于被限定的测量阔值时使用 来自热质量流量传感器的由热质量流电子器件604确定的输入来确定流量。在一个实施例 中,来自热质量流量传感器和压差传感器的输入由诸如上述的流量测量探针300的流量测 量探针提供,流量测量探针在细长探针中具有与平均皮托管元件成一体的热质量流量传感 器。

[0047] 在一个实施例中,过程变量变送器被构造成用于在W下两个状态之间进行切换, 即当压差超过可测量的压差时基于多个上游开口和下游开口之间的压差计算流量,W及当 压差低于可测量的压差时基于热流量测量传感器的读数计算流量。诸如当满足某个阔值 时,该切换可W是自动的,或诸如由用户操作时该切换可W是可选择的。

[0048] 进一步,对于流量的一些计算方法虽然不够精确,但是可W使用来自任一传感器 的读数进行计算,如果另一个传感器的读数不可获。诸如变送器700的过程变量变送器可 W监测平均皮托管元件和诸如探针300的流量测量探针的热质量流量测量传感器,并且如 果一个元件失效,或开始提供指示失效的读数,则在一个实施例中过程变量变送器可W提 供失效或将要失效的警报。

[0049] 图8中的流程图形式示出了在过程中测量流体流量的方法800。方法800包括,在 一个实施例中,在方块802中当压差至少是被限定的测量阔值时通过平均皮托管的第一传 感器来测量流体的流量,并且在方块804中当压差小于被限定的测量阔值时通过平均皮托 管的第二传感器来测量流体的流量。在一个实施例中,通过第一传感器进行测量包括通过 连接到平均皮托管的压力传感器进行测量,并且通过第二传感器进行测量包括通过平均皮 托管中的热质量流量传感器进行测量。由于热质量流量传感器对于环境溫度敏感,在一个 实施例中,第二传感器与第一传感器隔离W减轻通过热传导的信号损耗。

[0050] 诸如平均皮托管元件302的压差流量技术的时间响应优于诸如类似于传感器304 的传感器的热质量流量测量技术的时间响应。因此,在一个实施例中,当存在可测量的压差 大小时,使用来自平均皮托管元件302的输出。在测量范围重叠期间当平均皮托管元件302 和热质量流量传感器304中的每个都可W进行流量测量时,可W在每个传感器的输出之间 进行比较,W能使在没有停机时间的情况下完成对热质量流量传感器的检验。由于偶尔需 要将惯常的热质量流量计从工作中移除用于校准认证,因而无需停机时间的校准能力使得 本发明的实施例非常适合于诸如在使用中具有严格要求的燃烧流量测量系统的与安全相 关的系统。在一个实施例中,比较包括,当流量位于平均皮托管元件和热质量流量传感器中 的每个的操作测量范围内时,比较来自平均皮托管302和热质量流量传感器304的输出,并 且当流量位于每个传感器的测量范围中时使用平均皮托管读数来校准热质量流量传感器。 如所述的比较在一个实施例中还可W用于W诊断方式来检测故障的传感器。

[0051] 非正常事件经常将诸如碎屑、例如碳氨化合物的产生的液体的杂质引入流量流 中,改变了气体成分,W及改变了流量和环境溫度。热质量流量传感器中的诸如从回流抑止 器移走的流体和流量流中存在的液态碳氨化合物可W不利地影响热质量流量传感器的性 能。碎屑可W留在APT传感器的冲击管开口或冲击管中。运些事件中的每个事件都可W影 响APT和热质量流量传感器中的一个或两个的操作。在各种实施例中,在非正常事件之后 将流体从热质量流量传感器移除。在各种实施例中,在非正常事件之后将碎屑从APT传感 器的冲击管开口和/或冲击管中清除。例如,运些操作中的每个操作都可W通过将诸如空 气或氮气的气体吹洗通过适当的传感器来完成。

[0052] 在一个实施例中,诸如本文中描述的那些的流量测量系统位于正好在诸如图1中 的过渡点118的过渡点的上游的平面上,该过渡点过渡到诸如图1中的烟画114的竖直烟 画。该位置确保工作人员易于操作。燃烧器大致位于远程位置,并且通过多段较长的管连 接到系统的剩余部分。运些多段较长的管允许流体在其中充分长距离连续地行进,W通过 诸如关于图2-8所描述的那些的燃烧流量测量系统来确保在测量点处稳定的流量分布。

[0053] 虽然已经如W上各个实施例所述示出或描述了元件,但是每个实施例的部分可W 与上述其它的实施例的全部或部分组合。进一步,尽管本文中描述的流量测量针对导管中 的天然气流量和对燃烧系统中的燃烧气体流量的测量,但是在没有脱离本发明的范围的情 况下能够使用本文中描述的结构和方法对除了天然气外的其他过程流体的流量进行测量。

[0054] 虽然已经W结构特征和/或方法行为所专用特定语言描述了本主题,但是应该理 解在随附的权利要求中限定的主题没有必要受限于上述特定的特征或行为。而是,上述特 定的特征和行为被公开为用于执行权利要求的示例性形式。

Claims (29)

1. 一种流量测量探针,其包括: 细长探针,所述细长探针包括具有沿着细长探针的长度布置的多个上游开口和下游开 口的平均皮托管元件;以及 热流量测量传感器,所述热流量测量传感器被联接于细长探针。
2. 根据权利要求1所述的流量测量探针,其中所述热流量测量传感器与上游开口和下 游开口隔呙。
3. 根据权利要求1所述的流量测量探针,其中所述热流量测量传感器包括两个位于单 个腔中的热质量流量传感器。
4. 根据权利要求3所述的流量测量探针,其中所述上游开口和下游开口具有定向管, 从流过平均皮托管的流体流的上游侧和下游侧钻出所述定向管。
5. 根据权利要求1所述的流量测量探针,其中所述热流量测量传感器包括设置于细长 管中的热质量流量传感器阵列。
6. 根据权利要求1所述的流量测量探针,其中所述平均皮托管元件包括经由用于进行 压力连通的管道而连接的分开的各段。
7. 根据权利要求1所述的流量测量探针,其中所述热流量测量传感器被设置在大致沿 着细长探针的高度的细长探针的中心处。
8. -种流量测量系统,其包括: 过程变量变送器,所述过程变量变送器被联接到根据权利要求1所述的流量测量探 针,所述过程变量变送器包括: 微处理器,所述微处理器基于来自热质量流量传感器和压差传感器中的每个传感器的 输入来确定流量输出; 存储器,所述存储器被联接到微处理器以存储变送器配置数据;以及 输出通信元件,所述输出通信元件输出流量输出信号。
9. 根据权利要求8所述的流量测量系统,其中所述微处理器被构造成用于当压差超过 可测量的压差时使用多个上游开口和下游开口之间的压差来确定流量,并且其中所述过程 变量变送器被构造成用于当压差低于可测量的压差时使用来自热流量测量传感器的读数 来确定流量。
10. 根据权利要求8所述的流量测量系统,其中所述微处理器被构造成用于在以下两 个状态之间进行切换,即当压差超过可测量的压差时基于多个上游开口和下游开口之间的 压差来计算流量,以及当压差低于可测量的压差时基于热流量测量传感器的读数来计算流 量。
11. 根据权利要求10所述的流量测量系统,其中所述微处理器被构造成自动地进行切 换。
12. 根据权利要求10所述的流量测量系统,其中所述微处理器被选择性地构造成进行 切换。
13. 根据权利要求8所述的流量测量系统,其中所述微处理器使用来自热质量流量传 感器的读数来确定过程流体温度。
14. 根据权利要求8所述的流量测量系统,其中当流量在平均皮托管和热质量流量传 感器中的每个的操作测量范围内时,所述微处理器使用由平均皮托管确定的流量来校准热 质量流量传感器。
15. -种测量过程中的流体流量的方法,其包括: 当压差至少是被限定的测量阈值时,使用流量测量探针的细长探针中的平均皮托管的 上游开口和下游开口中的压差来测量流体流量。 当压差小于被限定的测量阈值时,使用被联接到所述流量测量探针的热质量流量传感 器来测量流体流量。
16. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括将热质量流量传感器与上游开口和下 游开口隔离。
17. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括: 当流量在平均皮托管和热质量流量传感器中的每个的操作测量范围内时,比较由上游 开口和下游开口以及热质量流量传感器确定的流量;以及 当流量在平均皮托管和热质量流量传感器中的每个的操作测量范围内时,使用由平均 皮托管确定的流量来校准热质量流量传感器。
18. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括在非正常事件发生之后将流体从热质 量流量传感器移除。
19. 根据权利要求18所述的方法,其中将流体从热质量流量传感器移除包括使气体吹 扫过所述热质量流量传感器。
20. 根据权利要求19所述的方法,其中使气体吹扫过所述热质量流量传感器包括使空 气或氮气吹扫过所述热质量流量传感器。
21. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括在非正常事件发生之后将任何碎肩从 上游开口和下游开口清除。
22. 根据权利要求21所述的方法,其中清除碎肩包括使气体吹扫过所述上游开口和下 游开口。
23. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括使用热质量流量传感器来测量过程流 体温度。
24. 根据权利要求15所述的方法,其中所述上游开口和下游开口以及热质量流量传感 器设置在平均皮托管的单个细长探针中。
25. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括将多个计算的流量混合在一起以形成 指示用于整个流量范围的流量的单个信号。
26. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括在以下两个状态之间进行切换,即当 压差超过可测量的压差时基于多个上游开口和下游开口之间的压差来计算流量,以及当压 差低于可测量的压差时基于热质量流量传感器的读数来计算流量。
27. 根据权利要求26所述的方法,其中切换包括在多个计算的流量之间自动地进行切 换。
28. 根据权利要求26所述的方法,其中切换包括在多个计算的流量之间选择性地进行 切换。
29. 根据权利要求15所述的方法,进一步地包括: 监测流量测量探针的平均皮托管元件和热质量流量传感器;以及 当平均皮托管元件和热质量流量传感器元件中的一个失效时,提供警报。
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