CN106471344B - 用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法 - Google Patents

用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106471344B
CN106471344B CN201480080605.4A CN201480080605A CN106471344B CN 106471344 B CN106471344 B CN 106471344B CN 201480080605 A CN201480080605 A CN 201480080605A CN 106471344 B CN106471344 B CN 106471344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
operating
flow meter
differential zero
value
side flow
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201480080605.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106471344A (zh
Inventor
P.J.齐默
C.D.希尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micro Motion Inc
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 CN106471344A publication Critical patent/CN106471344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106471344B publication Critical patent/CN106471344B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details 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
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • G01F15/024—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means involving digital counting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
    • G01F9/001—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine with electric, electro-mechanic or electronic means

Landscapes

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

Abstract

提供了一种用于操作被配置成消耗流体、具有至少两个流量计的系统的方法，所述流体诸如引擎燃料。该方法包括如下步骤：使流体在具有供应侧流量计和返回侧流量计的闭合环路中再循环，使得基本上没有流体被消耗。在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量。比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值。接收第一温度传感器信号值并将其与第一差分零点值相关联。将与第一温度传感器信号值相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中。

Description

用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法
技术领域
本发明涉及流量计，并且更特别地涉及用于确定振动流量计的零点偏移中的改变的方法和装置。
背景技术
一般已知振动传感器，诸如例如振动密度计和科里奥利流量计，并且所述振动传感器被用来测量流动通过流量计中的管道的材料的质量流量和其它信息。在美国专利4,109,524、美国专利4,491,025和参考（Re.）31,450（它们都属于J.E. Smith等人）中公开了示例性科里奥利流量计。这些流量计具有直或弯曲结构的一个或多个管道。科里奥利质量流量计中的每个管道结构例如具有一组自然振动模式，其可能是简单的弯曲、扭转或耦合类型的。可以驱动每个管道以优选模式振荡。
从流量计的入口侧上的连接的管线流动到流量计中的材料被引导通过（一个或多个）管道，并通过流量计的出口侧离开流量计。部分地通过管道和管道内流动的材料的组合质量来定义振动系统的自然振动模式。
在没有流量通过流量计时，被施加给（一个或多个）管道的驱动力使得沿着（一个或多个）管道的所有点以相同的相位或小的“零点偏移”（其是在零流量时测量到的时间延迟）振荡。当材料开始流动通过流量计时，科里奥利力使得沿着（一个或多个）管道的每个点具有不同的相位。例如，在流量计的入口端处的相位滞后于在集中式驱动器位置处的相位，而在出口处的相位领先于在集中式驱动器位置处的相位。（一个或多个）管道上的敏感元件（pickoff）产生表示该（一个或多个）管道的运动的正弦信号。处理从敏感元件输出的信号以确定敏感元件之间的时间延迟。两个或更多个敏感元件之间的时间延迟与流动通过（一个或多个）管道的材料的质量流率成比例。
被连接到驱动器的仪表电子设备生成用以操作驱动器的驱动信号并根据从敏感元件接收的信号确定材料的质量流率和其它性质。驱动器可以包括许多公知布置中的一个；然而，磁体和相对驱动线圈已经在流量计产业中得到巨大成功。将交变电流传递到驱动线圈以用于使（一个或多个）管道以期望的流管振幅和频率振动。在本领域中还已知，提供敏感元件作为非常类似于驱动器布置的磁体和线圈布置。然而，当驱动器接收感生运动的电流时，敏感元件可以使用由驱动器提供的运动来感生电压。被敏感元件测量到的时间延迟的量级非常小；常常被以纳秒为单位测量。因此，使换能器（transducer）输出非常准确是必要的。
一般地，可以初始校准科里奥利流量计并可以生成流量校准因子连同零点偏移。在使用中，可以将流量校准因子乘以由敏感元件测量到的时间延迟减去零点偏移来生成质量流率。在大部分情况下，初始通常由制造商校准流量计，并且假设流量计提供准确的测量结果而不要求随后校准。此外，现有技术方法涉及用户零点——在安装之后通过停流、关闭阀和因此给仪表提供工艺状况下的零流率参考来校准流量计。
如上面提及的那样，在许多振动传感器（包括科里奥利流量计）中，可能存在零点偏移，现有技术方法对其进行初始校正。虽然该初始确定的零点偏移可以在有限环境下充分地校正测量结果，但是零点偏移可能由于多种操作状况（主要是温度）中的改变而随时间改变，导致仅部分校正。然而，其它操作状况也可能影响零点偏移，所述其它操作状况包括压力、流体密度、传感器安装状况等。此外，零点偏移可能从一个仪表到另一个仪表以不同速率改变。这可能在如下情况下具有特别的利害关系：其中多于一个仪表被串联连接使得如果正在测量相同的流体流量则仪表中的每个应显示相同读数。
在海运产业应用中，航海船常常采用燃料转换方案，由此船用引擎关于不同类型的燃料（或其混合）进行操作。通常，重燃油（HFO）及或者船用柴油（MDO）或者船用燃油（MFO）是所使用的燃料。当转换燃料源时，在大约120-150℃之间的HFO操作温度被改变成MDO/MFO的大约30-50℃的操作温度。由于这两个操作温度之间存在大约50℃温度差，因此出现温度驱动的零点漂移问题。
因此，在本领域中存在对用以确定和补偿经历操作温度中的改变的振动传感器的零点偏移中的改变的方法的需要。本发明克服了这和其它问题，并且实现了本领域中的进步。
发明内容
根据实施例提供了一种用于操作被配置成消耗流体、具有至少两个流量计的系统的方法。该实施例包括如下步骤：
使流体在具有供应侧流量计和返回侧流量计的闭合环路中再循环（recirculate），使得基本上没有流体被消耗；
在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；
比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果；
基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；
接收第一温度传感器信号值；
将第一差分零点值与第一温度传感器信号值相关联；以及
将与第一温度传感器信号值相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中。
根据实施例提供了一种用于操作多燃料系统的方法，所述多燃料系统具有引擎、被配置成每个包含不同燃料的至少两个燃料箱以及至少供应侧流量计和返回侧流量计。该实施例包括如下步骤：
在引擎没有正在操作时使第一燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；
在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第一燃料流量；
比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第一燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；
接收第一温度传感器信号值；
将第一差分零点值与第一温度传感器信号值和第一燃料类型相关联；
将与第一温度传感器信号值和第一燃料类型相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中；
在引擎没有正在操作时使第二燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；
在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第二燃料流量；
比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第二燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第二差分零点值；
接收第二温度传感器信号值；
将第二差分零点值与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联；
将与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联的第二差分零点值存储在仪表电子设备中。
根据实施例提供了一种用于流量计的仪表电子设备，其包括被连接到具有引擎的系统的处理系统。根据该实施例，仪表电子设备被配置成：
在引擎没有正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计二者接收传感器信号；
基于所接收的传感器信号来确定供应侧流量计与返回侧流量计之间的差分零点偏移；
确定供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的温度；
将差分零点偏移与温度相关联；以及
将与温度相关联的差分零点偏移存储在仪表电子设备中。
方面
根据一个方面，提供了一种用于操作被配置成消耗流体、具有至少两个流量计的系统的方法。该方面包括如下步骤：使流体在具有供应侧流量计和返回侧流量计的闭合环路中再循环，使得基本上没有流体被消耗；在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果；基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；接收第一温度传感器信号值；将第一差分零点值与第一温度传感器信号值相关联；以及将与第一温度传感器信号值相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中。
优选地，针对第一温度传感器信号值确定多个差分零点值，每个在不同的时间点处，并且存储所述多个差分零点值并将其与第一温度传感器信号值相关联。
优选地，该方面包括如下步骤：对该多个差分零点值求平均以计算经求平均的多个差分零点值；将所述经求平均的多个差分零点值与第一温度传感器信号值相关联；以及将与第一温度传感器信号值相关联的所述经求平均的多个差分零点值存储在仪表电子设备中。
优选地，该方面包括如下步骤：对该多个差分零点值应用统计分析，以及丢弃离群差分零点值。
优选地，该方面包括如下步骤：操作被布置在供应侧流量计与返回侧流量计之间的引擎，使得流体被消耗；在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收温度传感器信号值；在引擎正在操作时在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；通过利用引擎流体消耗等式比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果来计算引擎流体消耗；将仪表电子设备中的与温度传感器信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及输出针对操作温度校正的经调整的流体消耗测量结果。
优选地，该方面包括如下步骤：在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第二流体流量；比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第二流体流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果中的差异来确定第二差分零点值；从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收第二温度传感器信号值；将第二差分零点值与第二温度传感器信号相关联；以及将与第二温度传感器信号值相关联的第二差分零点值存储在仪表电子设备中。
优选地，该方面包括如下步骤：操作被布置在供应侧流量计与返回侧流量计之间的引擎，使得流体被消耗；在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收温度传感器信号值；在引擎正在操作时在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；通过利用引擎流体消耗等式比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果来计算引擎流体消耗；如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的温度传感器信号值在与仪表电子设备中的第一温度传感器信号值相关的阈值内，则将仪表电子设备中的与第一温度传感器信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式；如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的温度传感器信号值在与仪表电子设备中的第二温度传感器信号值相关的阈值内，则将仪表电子设备中的与第二温度传感器信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及输出针对操作温度校正的经调整的流体消耗测量结果。
优选地，该方面包括如下步骤：如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的温度传感器信号值在仪表电子设备中的第一温度传感器信号值与仪表电子设备中的第二温度传感器信号值之间，则将从仪表电子设备中的第一温度传感器信号值和第二温度传感器信号值导出的内插差分零点值应用于引擎流体消耗等式。
优选地，该方面包括如下步骤：如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的温度传感器信号值在仪表电子设备中的第一温度传感器信号值与仪表电子设备中的第二温度传感器信号值的范围外部，则将从仪表电子设备中的第一温度传感器信号值和第二温度传感器信号值导出的外推差分零点值应用于引擎流体消耗等式。
根据一个方面，提供了一种用于操作多燃料系统的方法，所述多燃料系统具有引擎、被配置成每个包含不同燃料的至少两个燃料箱以及至少供应侧流量计和返回侧流量计。该方法包括如下步骤：在引擎没有正在操作时使第一燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第一燃料流量；比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第一燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；接收第一温度传感器信号值；将第一差分零点值与第一温度传感器信号值和第一燃料类型相关联；将与第一温度传感器信号值和第一燃料类型相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中；在引擎没有正在操作时使第二燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第二燃料流量；比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第二燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第二差分零点值；接收第二温度传感器信号值；将第二差分零点值与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联；以及将与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联的第二差分零点值存储在仪表电子设备中。
优选地，该方面包括如下步骤：使用第一燃料类型来操作引擎；测量供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个的第一操作温度；检索对应于第一操作温度和第一燃料类型的第一差分零点值；将第一差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及输出利用引擎流体消耗等式计算出的经调整的流体消耗测量结果，其被针对第一操作温度和第一燃料类型而校正。
优选地，该方面包括如下步骤：转换用于引擎操作的燃料类型；测量供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个的第二操作温度；检索对应于第二操作温度和第二燃料类型的第二差分零点值；将第二差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及输出利用引擎流体消耗等式计算出的经调整的流体消耗测量结果，其被针对第二操作温度和第二燃料类型而校正。
根据一个方面，提供了一种用于流量计的仪表电子设备，其包括被连接到具有引擎的系统的处理系统。该仪表电子设备被配置成：在引擎没有正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计二者接收传感器信号；基于所接收的传感器信号来确定供应侧流量计与返回侧流量计之间的差分零点偏移；确定供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的温度；将差分零点偏移与温度相关联；以及将与温度相关联的差分零点偏移存储在仪表电子设备中。
优选地，该处理系统被配置成：确定供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的第一操作温度；将第一操作温度与存储在仪表电子设备中的一个或多个先前温度相比较；以及如果先前确定的零点偏移与第一操作温度相关联，则将与第一操作温度相关联的零点偏移应用于用于确定引擎燃料消耗的计算。
优选地，该处理系统被配置成：确定供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的第二操作温度；将第二操作温度与存储在仪表电子设备中的一个或多个先前温度相比较；以及如果先前确定的零点偏移与第二操作温度相关联，则将与第二操作温度相关联的零点偏移应用于用于确定引擎燃料消耗的计算。
优选地，该处理系统被配置成：存储与供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的多个相应温度相关联的多个差分零点偏移；如果测量出的操作温度在该多个相应温度中的至少两个之间，则计算内插零点偏移；以及将与测量出的操作温度相关联的内插零点偏移应用于用于确定引擎燃料消耗的计算。
优选地，该处理系统被配置成：存储与供应侧流量计或返回侧流量计中的至少一个的多个相应温度相关联的多个差分零点偏移；如果测量出的操作温度在该多个相应温度的范围之外，则计算外推零点偏移；以及将与测量出的操作温度相关联的外推零点偏移应用于用于确定引擎燃料消耗的计算。
优选地，该处理系统被配置成在与相应的所存储的温度相关联的多个所存储的零点偏移值之间转换以与操作温度对应。
根据一个方面，提供了一种用于操作流量计的方法。该方法包括如下步骤：将第一零点偏移值与第一温度传感器信号值相关联；将与第一温度传感器信号值相关联的第一零点偏移值存储在仪表电子设备中；将第二零点偏移值与第二温度传感器信号值相关联；以及将与第二温度传感器信号值相关联的第二零点偏移值存储在仪表电子设备中。
优选地，用于操作流量计的方法包括如下步骤：测量流量计的操作温度；将操作温度至少与第一零点偏移值和第二零点偏移值相比较；检索最紧密地对应于操作温度的所存储的零点偏移值；将最紧密地对应于操作温度的所存储的零点偏移值应用于操作例程；以及输出针对操作温度校正的经调整的流量计测量结果。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的振动传感器组件；
图2示出了根据本发明的实施例的燃料系统；
图3示出了根据本发明的实施例的仪表电子设备；
图4是根据本发明的实施例的描述差分零点例程的流程图；
图5是根据本发明的实施例的描述另一差分零点例程的流程图；
图6是根据本发明的实施例的描述又一差分零点例程的流程图；
图7是根据本发明的实施例的描述操作例程的流程图；以及
图8是根据本发明的实施例的描述流量计操作的流程图。
具体实施方式
图1-8和以下描述描绘了用以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式的具体示例。出于教导发明原理的目的，简化或省略了某些常规方面。本领域技术人员将领会落入本发明的范围内的根据这些示例的变化。本领域技术人员将领会，可以以各种方式组合下面描述的特征以形成本发明的多个变化。作为结果，本发明不被限于下面描述的具体示例，而是仅被权利要求和其等同物限制。
图1图示出以科里奥利流量计形式的流量计5的示例，其包括传感器组件10和一个或多个仪表电子设备20。该一个或多个仪表电子设备20被连接到传感器组件10以测量流动材料的特性，诸如例如密度、质量流率、体积流率、总计的质量流量、温度以及其它信息。
传感器组件10包括一对法兰101和101'、歧管102和102'以及管道103A和103B。歧管102、102'被固定到管道103A、103B的相对端。本示例的法兰101和101'被固定到歧管102和102'。本示例的歧管102和102'被固定到垫片106的相对端。垫片106在本示例中维持歧管102和102'之间的间隔以防止管道103A和103B中的不期望的振动。管道103A和103B以基本上平行的方式从歧管向外延伸。当传感器组件10被插入到承载流动材料的管线系统（未示出）中时，材料通过法兰101进入传感器组件10，穿过引导总量的材料进入管道103A和103B的入口歧管102，流动通过管道103A和103B并回到出口歧管102'中，在所述出口歧管102'处所述材料通过法兰101'离开传感器组件10。
传感器组件10包括驱动器104。驱动器104在驱动器104可以使管道103A、103B以驱动模式振动的位置中被固定到管道103A和103B。更特别地，驱动器104包括被固定到管道103A的第一驱动器部件（未示出）和被固定到管道103B的第二驱动器部件（未示出）。驱动器104可以包括许多公知布置中的一个，诸如被安装到管道103A的磁体和被安装到管道103B的相对线圈。
在本示例中，驱动模式是第一异相弯曲模式，并且管道103A和103B被优选地选择和适当地安装到入口歧管102和出口歧管102'，以便提供具有分别关于弯曲轴W-W和W'-W'的基本上相同的质量分布、惯性矩和弹性模量的平衡系统。在本示例中，其中驱动模式是第一异相弯曲模式，管道103A和103B由驱动器104在关于它们相应的弯曲轴W-W和W'-W'的相对方向上驱动。可以由一个或多个仪表电子设备20诸如例如经由通路110提供以交变电流形式的驱动信号，并使所述驱动信号穿过线圈以使得管道103A和103B二者振荡。本领域普通技术人员将领会，可以使用在本发明的范围内的其它驱动模式。
所示的传感器组件10包括一对敏感元件105、105'，其被固定到管道103A、103B。更特别地，第一敏感元件部件（未示出）位于管道103A上，并且第二敏感元件部件（未示出）位于管道103B上。在所描绘的实施例中，敏感元件105、105'可以是电磁检测器，例如——产生表示管道103A、103B的速度和位置的敏感元件信号的敏感元件磁体和敏感元件线圈。例如，敏感元件105、105'可以经由通路111、111'向一个或多个仪表电子设备供应敏感元件信号。本领域普通技术人员将领会，管道103A、103B的运动与流动材料的某些特性成比例，所述某些特性例如流动通过管道103A、103B的材料的质量流率和密度。
应领会，虽然上面描述的传感器组件10包括双流管道流量计，但是实现单管道流量计良好地在本发明的范围内。此外，虽然流管道103A、103B被示出为包括弯曲的流管道结构，但是可以利用包括直的流管道结构的流量计来实现本发明。因此，上面描述的传感器组件10的特定实施例仅是一个示例，并且决不应该限制本发明的范围。
在图1中示出的示例中，该一个或多个仪表电子设备20从敏感元件105、105'接收敏感元件信号。路径26提供了允许一个或多个仪表电子设备20与操作者对接的输入和输出手段。该一个或多个仪表电子设备20测量流动材料的特性，诸如例如相差、频率、时间延迟、密度、质量流率、体积流率、总计的质量流量、温度、仪表验证以及其它信息。更特别地，该一个或多个仪表电子设备20例如从敏感元件105、105'和一个或多个温度传感器107（诸如电阻温度设备（RTD））接收一个或多个信号，并使用该信息来测量流动材料的特性。
振动传感器组件（诸如例如科里奥利流量计或密度计）用来测量流动材料的特性的技术是良好理解的；因此，为了描述的简洁而省略详细讨论。
如上面简短地讨论的那样，与传感器组件（诸如科里奥利流量计）相关联的一个问题是存在零点偏移，其是在零流体流量时敏感元件105、105'的测量出的时间延迟。如果在计算流率和各种其它流量测量结果时不考虑零点偏移，则流量测量结果将通常包括误差。用以补偿零点偏移的典型现有技术方法是在初始校准过程期间测量初始零点偏移（Δt0），其通常涉及关闭阀和提供零流量参考状况。这样的校准过程在本领域中一般是已知的，并且为了描述的简洁而省略详细讨论。一旦确定了初始零点偏移，就在操作期间通过根据等式（1）从测量出的时间差减去初始零点偏移来校正流量测量结果。
Figure 563938DEST_PATH_IMAGE002
其中：
Figure 832108DEST_PATH_IMAGE003
= 质量流率
FCF = 流量校准因子
Δtmeasured = 测量出的时间延迟
Δt0 = 初始零点偏移。
应领会，等式（1）仅被提供作为示例并且决不应该限制本发明的范围。虽然提供了等式（1）来计算质量流率，但是还应领会，各种其它流量测量结果可能被零点偏移影响并且因此也可以被校正。
虽然本方法可以在操作状况与在零点偏移Δt0的初始校准和确定期间存在的那些基本上相同的情况下提供令人满意的结果，但是在许多环境中，在使用期间的操作状况与在校准期间存在的操作状况基本上不同。作为状况中的改变的结果，振动流量计可能经历零点偏移中的漂移。在利用要求基本上不同的操作温度的燃料（诸如MDO和HFO）的海运应用中特别地宣告了这些问题。换言之，零点偏移可以从初始计算的零点偏移Δt0改变。零点偏移中的漂移可能严重地影响传感器的性能，从而导致不准确的测量结果。这是因为在现有技术中，用于补偿在操作期间测量出的时间差的零点偏移仅包括初始计算的零点偏移而不计及零点偏移中的改变。其它现有技术方法要求人工地再校准传感器。通常，再校准要求停止通过传感器的流以使传感器归零，这对于船用燃料系统应用而言一般是不切实际的。而且，当停流以执行现有技术零点校准时，如果周围温度不同于流体温度，则仪表的温度可能快速地改变。这可能引起不可靠的零点校准。
图2图示出根据实施例的燃料系统200。虽然系统200被示出为典型的船用燃料系统，但是应领会，燃料仅是一个示例并且系统200同样地可适用于其它流体。因此，燃料的使用不应限制本发明的范围。燃料被存储在主油箱202、204中。在实施例的一个示例中，HFO被存储在第一主油箱202中，并且MDO被存储在第二主油箱204中。主油箱202、204被分别通过燃料线路203和205而馈送到日用油箱206中。出于安全和污染目的，通常将日用油箱206定尺寸成存储有限量的燃料。日用油箱206防止过多燃料被存储在区域（诸如船的引擎室）中，以使火灾或爆炸风险最小化。如果有火灾，则有限的燃料可用性对降低火灾相关事故的严重性做出贡献。附加地，日用油箱206接收已经被提供给引擎208但不被由此利用的燃料，因而返回的燃料被通过另一燃料线路207路由回到日用油箱。应领会，虽然系统200仅示出了一个燃料出口222和两个流量计214、216，但是在某些实施例中，将存在多个燃料出口和多于两个流量计。
在操作期间，通常将燃料从日用油箱206再循环到引擎208或其它燃料消耗设备，并且未被消耗的无论什么燃料都在闭合环路中流动回到日用油箱206。如果日用油箱206变得燃料量不够，则来自主油箱202、204的燃料再装满日用油箱206。泵210提供了将燃料从日用油箱206抽吸到引擎208以及返回所必需的动作。内联（inline）预热器212将燃料加热至对由引擎208利用的燃料而言理想的温度。例如，HFO的操作温度一般在大约120-150℃之间，而MDO/MFO的操作温度理想地大约30-50℃。针对特定燃料的适当温度允许控制燃料的粘度并将其保持在理想范围内。燃料的运动粘度是在某温度处的流动性的度量。因为燃料的粘度随温度增加而降低，所以在燃料离开引擎的燃料喷射器（未示出）的时刻的粘度必须在由引擎制造商指示的范围内，以便产生最佳燃料喷射模式。偏离规范的粘度导致不合标准的燃烧、能量损失并且潜在地导致沉积物形成。预热器212在被针对所使用的特定燃料正确地设置时虑及要获得的最佳粘度。
为了测量诸如质量流率之类的流量参数，使用例如内联流量计。供应侧流量计214位于引擎208的上游，而返回侧流量计216位于引擎208的下游。因为引擎208没有使用在共同的燃料轨道系统（未示出）中提供给引擎的所有燃料，所以过量的燃料被再循环通过日用油箱206和闭合回路218。因此，单流量计将不提供准确的流量测量结果，尤其如与引擎燃料消耗相关的流量测量结果，因此需要供应侧214和返回侧216流量计二者（分别在引擎208的上游和下游）。根据实施例，由流量计214、216测量出的流率中的差异基本上等于由引擎208消耗的燃料的流率。因此，流量计214、216之间的测量出的流率中的差异是在类似于图2中所示的结构的大部分应用中的感兴趣的值。然而，应注意，共同的燃料轨道系统仅用作示例，并且不限制所要求保护的发明的范围。设想其中使燃料返回和/或再循环的其它燃料系统。
因为采用多个流量计214、216，所以对于准确度而言至关重要的是每个仪表准确地设置零点偏移，如在上面的描述中和等式（1）中提到的那样。甚至更重要，两个仪表214、216被调整成具有关于彼此设置的零点，并且这被称为差分零点。例如，在非消耗状况（即，引擎208关闭且在闭合回路218中燃料被抽吸通过两个流量计214、216）下，流量计应理论上指示零消耗状况。差分零点偏移包括与两个或更多个流量计之间的差分误差组合的流量计的初始零点偏移。差分零点偏移可以被要求以便生成通过感兴趣的流量计和参考流量计的基本上相等的流率。换言之，参考上面的等式（1），如果相同的流体流率流动通过被校准的流量计和参考流量计，则针对每个流量计这两个流量计可以使用等式（1）生成两个质量流率。如果我们假设参考流量计的质量流率等于被校准的仪表的质量流率，则可以计算出被校准的流量计的差分零点偏移。该方法为被校准以反映参考流率的流量计找出新的零点偏移。该新的零点偏移本质上是差分偏移。这被示出在等式（2）-（4）中。
Figure 886652DEST_PATH_IMAGE004
Figure 917097DEST_PATH_IMAGE005
其中：
Figure 955461DEST_PATH_IMAGE006
= 参考质量流率
Figure 292901DEST_PATH_IMAGE007
= 被校准的流量计的质量流率
Δt0C = 被校准的流量计的初始零点偏移
ΔtE = 差分误差
Δtc = 被校准的流量计的测量出的时间延迟
FCFC = 被校准的流量计的流量校准因子。
可以通过组合被校准的流量计的零点偏移与差分误差来进一步精简等式（3）。结果是定义差分零点偏移的等式，其被示出在等式（4）中。
Figure 201951DEST_PATH_IMAGE008
其中：
ΔtD = 差分零点偏移。
因此，特定的感兴趣的流量计偏移不是在使其参考零流率的意义上的绝对零点偏移，而是，零点偏移包括差分零点偏移，因为其计及了两个流量计214、216之间的差异。当该差分偏移被表征并被消除时，极大地改进了流量计对的差分测量结果表现。应领会，可以通过假设某些值（诸如流量校准因子或初始零点偏移值）保持恒定而以任何数目的方式进一步精简等式（4）。因此，等式（4）的特定形式不应限制本发明的范围。
在系统200结构中存在如下期望：将流量计定尺寸成使得存在非常少压降，其意味着对于流量计的尺寸而言的相对低的流率。在这样的低流率的情况下，敏感元件之间的时间延迟将也是相对小的。在测量出的时间延迟如此接近于零点偏移的情况下，流量计的零点偏移可能严重地影响仪表的准确度。可以容易地领会，由于增加的对系统200中的零点偏移的敏感度，因此在零点偏移中的甚至小的漂移可能不利地影响整个系统。
因为测量结果中的差异是感兴趣的值，所以不需要单个流量计214、216的绝对零点偏移来校正测量结果。举例而言，可以相对于供应侧流量计214来参考返回侧流量计216。因此，在零点偏移包括差分零点偏移的实施例中，流量计中的一个可以被视为参考流量计，其中另一流量计的零点偏移被校准以匹配该参考仪表。因此，可以至少使用等式（3）来计算差分零点偏移。
给定双燃料系统中的宽操作温度范围，为了实现更大的准确度水平，在系统200的实施例中通过操作温度中的范围来表征差分偏移是必要的。
图3示出了根据本发明的实施例的仪表电子设备20。仪表电子设备20可以包括接口301和处理系统303。处理系统303可以包括存储系统304。存储系统304可以包括内部存储器，或替换地，可以包括外部存储器。仪表电子设备20可以生成驱动信号311并将驱动信号311供应给驱动器104。另外，仪表电子设备20可以从流量计214、216接收传感器信号310，诸如敏感元件/速度传感器信号、应变信号、光信号或本领域中已知的任何其它信号。在某些实施例中，可以从驱动器104接收传感器信号310。仪表电子设备20可以操作为密度计或者可以操作为质量流量计，包括操作为科里奥利流量计。应领会，仪表电子设备20也可以操作为某其它类型的振动传感器组件，并且所提供的特定示例不应限制本发明的范围。仪表电子设备20可以处理传感器信号310以便获得流动通过流管道103A、103B的材料的流量特性。在某些实施例中，仪表电子设备20可以例如从一个或多个RTD传感器或其它温度传感器107接收温度信号312。
接口301可以经由引线110、111、111'从驱动器104或敏感元件105、105'接收传感器信号310。接口301可以执行任何必要的或期望的信号调节，诸如任何方式的格式化、放大、缓冲等。替换地，可以在处理系统303中执行信号调节中的某些或全部。另外，接口301可以使能仪表电子设备20与外部设备之间的通信。接口301可以能够进行任何方式的电子、光学或无线通信。
在一个实施例中，接口301可以包括数字化器302，其中传感器信号包括模拟传感器信号。数字化器302可以对模拟传感器信号进行采样和数字化，并产生数字传感器信号。数字化器302还可以执行任何所需的抽取，其中抽取数字传感器信号以便减小所需的信号处理的量和以便减小处理时间。
处理系统303可以引导仪表电子设备20的操作并处理来自传感器组件10的流量测量结果。处理系统303可以执行一个或多个处理例程，诸如零消耗捕捉例程313、差分零点例程314、一般操作例程315和燃料类型信号例程316，并且从而处理流量测量结果以便产生补偿流量计的零点偏移中的漂移的一个或多个流量测量结果。
根据实施例，仪表电子设备20可以被配置成测量通过供应侧流量计214和返回侧流量计216的流量，作为零消耗捕捉例程313的部分。这发生在引擎208没有正在操作但是燃料正在穿过闭合回路218时。根据实施例，仪表电子设备20还可以测量并存储温度信号312，并且将该温度与在该温度处捕捉的流率相关联。
作为零消耗捕捉例程313的示例，系统200可以包括供应侧流量计214和返回侧流量计216，其每个具有（或共享）仪表电子设备20。仪表电子设备如果不被共享则可以经由互连220与彼此通信。返回侧流量计216可以生成消耗输出，诸如差分质量流率或差分质量流量总计，例如作为操作例程315的部分。在操作例程315的一个实施例中，从供应流率减去返回流率，从而提供消耗测量结果。仪表电子设备20减去两个绝对流量信号以产生差分输出，并且计及仪表之间的任何信号处理延迟。
零消耗捕捉例程313感测引擎208何时关闭和燃料何时在闭合回路218中行进。在该情况下，保存温度信号312并且还保存和计算零消耗流率中的差异，作为差分零点例程314的部分。差分零点改进了在两个仪表之间执行的差分流量计算，因为其将减轻仪表之间的温度效应。这消除了在操作之前做任何调零过程的需要。在工作的示例中，如果引擎关闭，则仍存在通过两个流量计214、216的流量——1000kg/hr（出于示例目的）。仪表将很可能不会每个都准确地显示读数是1000kg/hr。代之以，一个可能显示读数是999kg/hr并且另一个可能显示读数是1001kg/hr，因此用户将在引擎关闭时看到2kg/hr消耗（或产生）测量结果。该2kg/hr的误差将在长的操作时段上等同于大的差异。因此，在特定温度处，2kg/hr差分零点将被保存在仪表电子设备中并被用在一般操作例程315中，作为对任何流量计测量结果的校正。
处理系统303可以包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路或某其它通用或定制处理设备。处理系统303可以被分布在多个处理设备之间。处理系统303可以包括任何方式的集成或独立的电子存储介质，诸如存储系统304。
处理系统303处理传感器信号310以便除了别的以外还生成驱动信号311。将驱动信号311供应给驱动器104以便使（一个或多个）相关联的流管振动，所述流管诸如图1的流管103A、103B。
应理解，仪表电子设备20可以包括一般在本领域中已知的各种其它部件和功能。出于简洁的目的而从描述和附图省略这些附加特征。因此，本发明不应被限于所示和所讨论的具体实施例。
在处理系统303生成各种流量特性（诸如例如质量流率或体积流率）时，误差可能由于振动流量计的零点偏移且更特别地由于振动流量计的零点偏移中的改变或漂移而与生成的流率相关联。虽然通常如上面描述的那样初始计算零点偏移，但是零点偏移可以由于许多因素而从该初始计算出的值漂移离开，所述许多因素包括一个或多个操作状况——尤其振动流量计的温度——中的改变。温度中的改变可能是由于流体温度、周围温度或二者中的改变。在系统200中，预热器212主要负责流量计214、216经历的流体的温度。温度中的改变将很可能偏离在初始零点偏移的确定期间的传感器的参考或校准温度T0。根据实施例，仪表电子设备20可以实现如下面进一步描述的差分零点例程314。
图4是图示出所执行的例程（诸如零消耗捕捉例程313和/或差分零点例程314）的实施例的流程图。在某时，在闭合环路零消耗状态400中运行系统200。在这样的状态中，供应侧流量计214和返回侧流量计216每个都经历流体流动，但是引擎208或其它燃料消耗设备没有正在操作。因此，没有燃料正在被消耗，并且流量计214、216之间的测量出的流量应是相同的。然后在步骤402中测量通过流量计214、216的流量，并且还在步骤404中测量流量计214、216中的至少一个的温度。在步骤402中，可以处理接收到的传感器信号以确定如由供应侧流量计214确定的第一流率和如由返回侧流量计216确定的第二流率。例如，可以使用等式（1）来确定第一和第二流率。可以在正常操作期间（例如在流体正流动通过流量计214、216时）接收所接收的传感器信号。传感器信号可以包括时间延迟、相差、频率、温度等。可以处理传感器信号以确定一个或多个操作状况。该一个或多个当前操作状况可以包括温度、流体密度、压力、驱动增益等。
可以通过处理在步骤404中接收到的传感器信号来确定温度。替换地，可以根据诸如外部温度传感器之类的外部输入（未示出）来确定该一个或多个操作状况。例如，可以使用RTD来确定温度。例如，温度可以对应于流量计温度或仪表电子设备温度。根据本发明的实施例，温度被假设成在流量计214、216之间基本上相同。根据本发明的另一实施例，假设流量计214、216之间的温度中的差异基本上维持恒定。在一个实施例中，每个流量计214、216包括单独的温度传感器。在一个实施例中，针对每个流量计214、216确定单独的温度，并出于计算目的而对温度求平均。在一个实施例中，针对每个流量计214、216确定单独的温度，并将测量出的每个温度输入到仪表电子设备20中。在一个实施例中，针对每个流量计214、216确定单独的温度，并将单个温度用于计算目的。
可以从流量计214、216接收一个或多个传感器信号。例如，可以由供应侧流量计214的敏感元件105、105'接收传感器信号。因为存在多个流量计，诸如在图2中那样，所以可以在存在流动通过两个流量计214、216的流体时从两个流量计214、216接收敏感元件信号。使用与上面描述的等式相同或类似的等式在步骤406中计算差分零点值，并在步骤408中将该差分零点值存储在仪表电子设备20中。可以以多种格式来存储差分零点值和对应的温度，所述多种格式包括例如查找表、图、等式等，并且可以将其存储在仪表电子设备20、本地硬件、软件或远程硬件/计算设备（未示出）中。
根据本发明的实施例，例如，可以使用等式（2）-（4）来确定差分零点偏移。根据本发明的实施例，所确定的零点偏移可以包括初始确定的零点偏移。如果图4-6的例程被例如实现为振动流量计的初始校准的部分，则情况可能是这样。根据本发明的另一实施例，所确定的零点偏移可以包括随后确定的零点偏移。随后确定的差分零点偏移可以不同于初始确定的零点偏移。例如，尤其在操作状况不同于在确定初始零点偏移时的操作状况的情况下，情况可能是这样。
图5也是图示出所执行的例程（诸如零消耗捕捉例程313和/或差分零点例程314）的实施例的流程图。如同在所描述的其它实施例中，在某时，在步骤400中在闭合环路零消耗状态中运行系统200。在这样的状态中，供应侧流量计214和返回侧流量计216每个都经历流体流动，但是引擎208或其它燃料消耗设备没有正在操作。因此，没有燃料正在被消耗，并且流量计214、216之间的测量出的流量应是相同的。然后在步骤402中测量通过流量计214、216的流量，并且还在步骤404中测量流量计214、216中的至少一个的温度。使用与上面描述的等式相同或类似的等式，在步骤500中基于测量出的温度来计算差分零点值。在步骤504中将差分零点值存储在仪表电子设备20中，并将差分零点值与步骤508中的测量出的温度相关联。如果针对给定的温度测量出多个差分零点，则在步骤506中对该多个值求平均以生成平均差分零点。然后将经求平均的差分零点存储在仪表电子设备20中，所述经求平均的差分零点与步骤508中的给定温度相关联。
图6是图示出例程的相关实施例的流程图。如同在所描述的其它实施例中，在某时，在步骤400中在闭合环路零消耗状态中运行系统200。在这样的状态中，供应侧流量计214和返回侧流量计216每个都经历流体流动，但是引擎208或其它燃料消耗设备没有正在操作。因此，没有燃料正在被消耗，并且流量计214、216之间的测量出的流量应是相同的。然后在步骤402中测量通过流量计214、216的流量，并且还在步骤404中测量流量计214、216中的至少一个的温度。使用与上面描述的等式相同或类似的等式，在步骤500中基于测量出的温度来计算差分零点值。将差分零点值存储在仪表电子设备20中，并在步骤502中将差分零点值与测量出的温度相关联。如果存储了针对给定的测量出的温度的多个差分零点，则在步骤600中对该多个差分零点应用本领域中已知的统计分析以便确定任何离群值的存在并丢弃它们。离群值是极大地不同于针对给定温度测量出的其它差分零点中的大多数的差分零点。这些值落在所呈现的总体数据趋势外部，并且是不准确度的源。这样的统计分析例如不限制地包括例如均值、中值、标准偏差、相关系数、肖维勒的准则、迪克逊的Q检验、格拉布对离群点的检验、四分位分析、马氏距离计算、修改的汤普森τ检验、皮埃尔斯的准则以及本领域中已知的任何其它统计检验。针对未被丢弃的多个差分零点值，在步骤602中计算平均。然后在步骤604中将该平均存储在仪表电子设备中。这样的统计分析也可以是零消耗捕捉例程313和/或差分零点例程314的部分。
有利地，例如，补偿两个或更多个仪表之间的差分零点偏移不仅补偿基于操作状况的零点差异，而且去除归因于安装效应的仪表之间的任何绝对零点偏移差异。此外，不一定需要在通过流量计的流率为零时确定差分零点偏移，只要流动通过感兴趣流量计的流体和参考流量计具有基本上相同的流体流率即可。因此，例如，每当引擎关闭时可以确定差分零点偏移。然而，这假设测量出的流率之间的任何差异是由于零点偏移中的改变并且不归因于其它因素，诸如流量校准因子中的改变。可以由制造商或在已经安装了传感器之后由用户执行图4-6的例程。而且，可以在通过该两个或更多个流量计214、216的流率基本上相同（包括零流体流率）时实现图4-6的例程。
可以在诸如引擎之类的流体消耗设备关闭时执行通过图4-6例示的例程。在其它实施例中，可以在期望由流量计214、216测量出的流率包括相同测量结果时（诸如在闭合环路操作期间）执行例程。因此，应领会，通过流量计214、216的流量不一定包括零流量，并且在许多实施例中将在通过图4-6例示的例程期间不包括零流量。
根据本发明的实施例，可以在振动流量计的初始校准之后执行差分零消耗捕捉例程313，或者所述差分零消耗捕捉例程313可以包括振动流量计的初始校准的部分。零消耗捕捉例程313可以用于生成振动流量计的零点偏移与振动流量计的一个或多个操作状况之间的相关。零点偏移可以包括绝对零点偏移或差分零点偏移，如上面描述的那样。
一旦将差分零点偏移与特定温度相关联，就可以将测量出的操作温度与和存储在仪表电子设备20中的该零点偏移相关联的温度相比较以便确定适当的零点偏移并将其应用于流量确定等式。根据本发明的实施例，经校正的差分零点偏移可以提供对各种流量特性的更准确的确定，使得仪表电子设备20可以输出经校正的流量测量结果/特性。在一个实施例中，经校正的差分零点偏移可以提供对引擎燃料消耗的更准确的确定。
根据本发明的实施例，可以在正常操作期间使用由通过图4-6例示的例程确定的零点偏移来确定差分零点，如由图7中例示的例程所指示的那样。更特别地，可以使用零点偏移来基于测量出的操作温度确定供应侧流量计214与至少第二个流量计（诸如返回侧流量计216）之间的差分零点偏移。
在又一实施例中，如由图7图示出的那样，在步骤700中操作系统200使得流体被消耗，并且所述系统200可以包括一般操作例程315的实施例。在一个实施例中，引擎208被布置在至少两个流量计214、216之间，并且正被消耗的流体是用于引擎208的燃料。在步骤702中测量通过这两个流量计214、216的流体的流量，如在步骤704中测量流量计中的至少一个的温度那样。仪表电子设备20在步骤706中确定是否存在对应于测量出的（如由流量计214、216中的至少一个测量出的）温度的任何所存储的差分零点值。如果所存储的差分零点值与流量计214、216中的至少一个的温度相关联，则在步骤708中将该差分零点值应用于流量计计算。然后在步骤710中通过使用任何已知的流体消耗等式比较供应侧流量计214与返回侧流量计216之间的流体流量测量结果来计算引擎燃料消耗的速率。然后在步骤712中输出——通过应用适当的所存储的差分零点值而校正的——经调整的引擎流体消耗。然而，如果不存在对应于如由流量计214、216中的至少一个测量出的温度的所存储的差分零点值706，则在步骤714中至少标识两个最接近的所存储的差分值。然后在步骤716中通过利用对应于测量出的温度的最接近的所存储的差分值中的至少两个的内插或外推来计算理论差分零点值。然后在步骤718中将该理论差分零点应用于流量计计算。如上面那样，然后通过使用任何已知的流体消耗等式比较供应侧流量计214与返回侧流量计216之间的流体流量测量结果来计算引擎燃料消耗的速率710。然后输出——通过应用适当的所存储的差分零点值而校正的——经调整的引擎流体消耗712。应领会，在许多情况下，准确的测量出的操作状况可能未被存储为相关值。例如，如果测量出的操作状况包括20oC的温度并且所存储的零点偏移具有针对10oC和30oC的温度的对应的零点偏移值，则可以从这两个可用温度内插出适当的差分零点偏移值。
可以执行差分零点例程314以校准两个或更多个流量计之间的差分零点偏移。因此，差分零点例程314可能不一定将流量计校准成显示读数是准确的绝对质量流率；而是，可以校准流量计使得二者之间的差分读数是准确的。举例而言，如果如通过校准仪或类似设备确定的通过供应侧流量计214的真实流率为2000kg/小时并且穿过返回侧流量计216的流体的流率包括1000kg/小时，则期望的是使返回侧流量计216与供应侧流量计214之间的差异等于1000kg/小时。然而，在许多实施例中，如下可以是可接受的：如果供应侧流量计214测量到2020kg/小时的流率，只要将返回侧流量计216被校准成显示读数是1020kg/小时即可。因此，虽然通过每个仪表的绝对流率可能不准确，但是差分读数是准确的或者至少在可接受的误差范围内。应领会，上面提及的值仅是示例并且决不应限制本发明的范围。
有利地，可以使用所存储的偏移关联和测量出的操作状况来生成差分零点偏移。可以在不必将振动流量计归零的情况下确定差分零点偏移。可以在不必停止流体流动的情况下确定差分零点偏移。相反，可以仅通过将测量出的操作温度与所存储的差分零点偏移关联相比较来确定差分零点偏移。
在某些实施例中，向仪表电子设备20提供燃料类型信号316。每个燃料类型可以具有存储在仪表电子设备中的单独的相关联的差分零点偏移和相关联的温度。
在某些实施例中，所确定的操作温度可以是相同的或者在在校准期间存在的操作状况的阈值差内。因此，在某些实施例中，可以将测量出的操作温度与初始校准操作状况和相关联的零点偏移相比较。如果差小于阈值差，则差分零点例程可以不尝试检索差分零点偏移，而是可以使用初始校准的零点偏移。
可以容易地领会，随着在各种时间点处和各种操作温度处确定越多的差分零点值，流体消耗测量结果就变得越准确。
还可以领会，可以分别针对多个温度存储多个零点偏移以用于单流量计应用。因为常常要求流量计在一定的温度范围内操作，所以仪表的零点可能随着操作温度改变而漂移。因此，可以针对不同温度计算出不同的零点偏移并保存它们，并将它们存储在仪表电子设备20中。例如，如果仪表具有初始在30℃处捕捉的零点偏移，并且然后在60℃处进行操作，则该仪表可能报告比期望的更不准确的流率。然而，如果仪表电子设备20应用了针对60℃温度点捕捉或者预设的零点偏移，则流量计的准确度将增加。在这样的情况下，可以从流量计214、216接收一个或多个传感器信号。使用与上面描述的等式相同或类似的等式，可以确定单个仪表的零点偏移值，并将其存储在仪表电子设备20中。该零点偏移值与也可以被存储在仪表电子设备20中的对应的温度相关。
根据本发明的实施例，零点偏移可以包括初始确定的零点偏移。如果例程例如被实现为流量计的初始校准的部分，则情况可能是这样。根据本发明的另一实施例，零点偏移可以包括随后确定的零点偏移。该随后的零点偏移可以不同于初始确定的零点偏移。例如，尤其在操作状况不同于在确定初始零点偏移时的操作状况的情况下，情况可能是这样。用户可以记录随后确定的零点偏移，因为需要由于改变操作状况而产生。
在图8中图示出被设想为实施例的用于操作流量计的方法的一个示例。在步骤800中，将第一零点偏移值与第一温度传感器信号值相关联。在步骤802中，将第一零点偏移值与第一温度传感器信号值相关联并且将所述第一零点偏移值存储在仪表电子设备20中。包括例如查找表、图、等式等的多种格式可以被存储在仪表电子设备20、本地硬件、软件或远程硬件/计算设备（未示出）中。在步骤804中将第二零点偏移值与第二温度传感器信号值相关联，并在步骤806中将第二零点偏移值存储在仪表电子设备20中。在步骤808中，测量流量计的操作温度。可以通过处理传感器信号来确定温度。替换地，可以根据诸如外部温度传感器之类的外部输入（未示出）来确定温度。例如，可以使用RTD来确定温度。例如，温度可以对应于流量计温度或仪表电子设备温度。在步骤810中将操作温度与至少第一零点偏移值和第二零点偏移值相比较。虽然为了简单起见仅提到两个温度相关的零点偏移，但是设想在许多温度处的许多零点偏移。附加地，可以针对特定温度计算多个零点偏移，并且可以将统计分析应用于这多个测量结果以反映针对特定温度的更准确的零点偏移。示例在不限制的情况下将是简单的均值计算。在步骤812中，检索最紧密地对应于操作温度的所存储的零点偏移值。在步骤814中将最紧密地对应于操作温度的检索出的所存储的零点偏移值应用于操作例程，并在步骤816中输出针对操作温度校正的经调整的流量计测量结果。
如上面描述的本发明提供了各种方法来确定和补偿可能发生在振动流量计（诸如科里奥利流量计）的差分零点偏移中的改变。虽然上面描述的各种实施例针对流量计、尤其是科里奥利流量计，但是应领会，本发明不应限于科里奥利流量计，而是可以用其它类型的流量计或缺少科里奥利流量计的测量能力中的某些的其它振动传感器来利用本文中描述的方法。
上面实施例的详细描述不是对由发明人设想在本发明的范围内的所有实施例的详尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，上面描述的实施例的某些元素可以被以各种方式组合或消除以创建进一步实施例，并且这样的进一步实施例落入本发明的范围和教导内。可以整体地或部分地组合上面描述的实施例来创建在本发明的范围和教导内的附加实施例也将对本领域普通技术人员而言显而易见。
因此，虽然在本文中出于例示性目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是在本发明的范围内的各种等同修改是可能的，如相关领域技术人员将认识到的那样。可以将本文中提供的教导应用于其它振动传感器，而不是仅应用于上面描述的和在附图中示出的实施例。相应地，应根据以下权利要求来确定本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，所述系统具有至少两个流量计，所述方法包括如下步骤：
使流体在具有供应侧流量计和返回侧流量计的闭合环路中再循环，使得基本上没有流体被消耗；
在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；
比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果；
基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的流体流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；
接收第一温度传感器信号值；
接收第一燃料类型信号；
将第一差分零点值与第一温度传感器信号值和第一燃料类型信号相关联；
将与第一温度传感器信号值和第一燃料类型信号相关联的第一差分零点值存储在仪表电子设备中，
操作被布置在供应侧流量计(214) 与返回侧流量计 (216)之间的引擎 (208) ，使得流体被消耗；
在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收第二温度传感器信号值；
接收第二燃料类型信号；
在引擎正在操作时在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；
通过比较供应侧流量计(214) 与返回侧流量计(216)之间的流体流量测量结果使用引擎流体消耗等式来计算引擎 (208) 流体消耗；
确定是否存在对应于所述第二温度传感器信号值和所述第二燃料类型信号的任何存储的差分零点值；
如果存在这样存储的差分零点值，将仪表电子设备中的与所述第二温度传感器信号值和所述第二燃料类型信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式；
如果不存在这样存储的差分零点值，则利用对应于所述第二温度传感器信号值和所述第二燃料类型信号的至少两个最接近的所存储的差分零点值来计算理论差分零点值，并将所述理论差分零点值应用于引擎消耗等式；以及
输出针对操作温度和燃料类型校正的经调整的流体消耗测量结果。
2.根据权利要求1所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，其中针对第一温度传感器信号值确定多个差分零点值，每个差分零点值在不同的时间点处，并且存储所述多个差分零点值并将其与第一温度传感器信号值相关联。
3.根据权利要求2所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，包括如下步骤：
对所述多个差分零点值求平均以计算平均多个差分零点值；
将所述平均多个差分零点值与第一温度传感器信号值相关联；
将与第一温度传感器信号值相关联的所述平均多个差分零点值存储在仪表电子设备中。
4.根据权利要求1所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，包括如下步骤：
在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收另一温度传感器信号值；
接收另一燃料类型信号；
在引擎正在操作时在供应侧流量计和返回侧流量计中测量流体流量；
如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的与所述另一燃料类型信号相关联的另一温度传感器信号值在与仪表电子设备中的第一温度传感器信号值相关的阈值内，则将仪表电子设备中的与第一温度传感器信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式；
如果在引擎正在操作时从供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个接收的与所述另一燃料类型信号相关联的另一温度传感器信号值在与仪表电子设备中的第二温度传感器信号值相关的阈值内，则将仪表电子设备中的与第二温度传感器信号值相关联的差分零点值应用于引擎流体消耗等式。
5.根据权利要求1所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，所述系统具有引擎以及被配置成每个包含不同燃料的至少两个燃料箱：
其中使流体在闭合环路中再循环的步骤包括在引擎没有操作时使第一燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；
其中测量流体流量的步骤包括在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第一燃料流量；
其中比较流体流量测量结果的步骤包括比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第一燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第一差分零点值；
其中将第一差分零点值与第一燃料类型相关联；
在引擎没有操作时使第二燃料类型在闭合环路中再循环，使得基本上没有燃料被消耗；
在供应侧流量计和返回侧流量计中测量第二燃料流量；
比较供应侧流量计与返回侧流量计之间的第二燃料流量测量结果，并基于供应侧流量计与返回侧流量计之间的燃料流量测量结果中的差异来确定第二差分零点值；
接收第二温度传感器信号值；
将第二差分零点值与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联；以及
将与第二温度传感器信号值和第二燃料类型相关联的第二差分零点值存储在仪表电子设备中。
6.根据权利要求5所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，包括如下步骤：
使用第一燃料类型来操作引擎；
测量供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个的第一操作温度；以及
检索对应于第一操作温度和第一燃料类型的第一差分零点值；
将第一差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及
输出针对第一操作温度和第一燃料类型校正的利用引擎流体消耗等式计算出的经调整的流体消耗测量结果。
7.根据权利要求6所述的用于操作被配置成消耗流体的系统的方法，包括如下步骤：
将用于引擎操作的燃料类型转换为第二燃料类型；
测量供应侧流量计和返回侧流量计中的至少一个的第二操作温度；以及
检索对应于第二操作温度和第二燃料类型的第二差分零点值；
将第二差分零点值应用于引擎流体消耗等式；以及
输出针对第二操作温度和第二燃料类型而校正的利用引擎流体消耗等式计算出的经调整的流体消耗测量结果。
8.一种用于流量计（214、216）的仪表电子设备（20），包括被连接到具有引擎（208）的系统（200）的处理系统（303），所述仪表电子设备（20）被配置成：
在引擎（208）没有正在操作时从供应侧流量计（214）和返回侧流量计（216）二者接收传感器信号（310）；
基于所接收的传感器信号（310）来确定供应侧流量计（214）与返回侧流量计（216）之间的差分零点偏移值；
确定供应侧流量计（214）或返回侧流量计（216）中的至少一个的温度；
接收燃料类型信号；
将差分零点偏移值与温度和燃料类型信号相关联；以及
将与温度和燃料类型信号相关联的差分零点偏移值存储在仪表电子设备（20）中；
确定供应侧流量计（214）或返回侧流量计（216）中的至少一个的第一操作温度；
接收第一操作燃料类型信号；
将第一操作温度和第一操作燃料类型信号与存储在仪表电子设备（20）中的一个或多个先前温度相比较；以及
如果先前确定的差分零点偏移值与第一操作温度和第一操作燃料类型信号相关联，则将与第一操作温度和第一操作燃料类型信号相关联的差分零点偏移值应用于确定引擎燃料消耗的计算；
如果没有先前确定的与第一操作温度和第一操作燃料类型信号相关联的差分零点偏移值，则利用对应于所述第一操作温度和所述第一操作燃料类型信号的至少两个最接近的所存储的差分零点偏移值来计算理论差分零点偏移值，并将理论差分零点偏移值应用于引擎流体消耗等式，以计算引擎燃料消耗。
9.根据权利要求8所述的用于流量计（214、216）的仪表电子设备（20），其中处理系统（303）被配置成：
确定供应侧流量计（214）或返回侧流量计（216）中的至少一个的与第一操作燃料类型信号相关联的第二操作温度；
将第二操作温度与存储在仪表电子设备（20）中的相关联于第一操作燃料类型信号的一个或多个先前温度相比较；以及
如果先前确定的差分零点偏移值与第二操作温度和所述第一操作燃料类型信号相关联，则将与第二操作温度和所述第一操作燃料类型信号相关联的差分零点偏移值应用于确定引擎燃料消耗的计算。
10.根据权利要求8所述的用于流量计（214、216）的仪表电子设备（20），其中处理系统（303）被配置成：
存储与供应侧流量计（214）或返回侧流量计（216）中的至少一个的多个相应温度相关联的多个差分零点偏移值，所述多个相应温度相关联于第一操作燃料类型信号；
如果测量出的操作温度在与所述第一操作燃料类型信号相关联的所述多个相应温度中的至少两个之间，则计算内插差分零点偏移值；以及
将与测量出的与所述第一操作燃料类型信号相关联的操作温度相关联的内插差分零点偏移值应用于确定引擎燃料消耗的计算。
11.根据权利要求8所述的用于流量计（214、216）的仪表电子设备（20），其中处理系统（303）被配置成：
存储与供应侧流量计（214）或返回侧流量计（216）中的至少一个的多个相应温度相关联的多个差分零点偏移值；
如果测量出的操作温度在所述多个相应温度的范围之外，则计算外推差分零点偏移值；以及
将与测量出的操作温度相关联的外推差分零点偏移值应用于确定引擎燃料消耗的计算。
12.根据权利要求9所述的用于流量计（214、216）的仪表电子设备（20），其中处理系统（303）被配置成：
在与相应的所存储的温度相关联的多个所存储的差分零点偏移值之间转换以与操作温度对应。
CN201480080605.4A 2014-07-14 2014-07-14 用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法 Active CN106471344B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2014/046521 WO2016010514A1 (en) 2014-07-14 2014-07-14 Apparatus for determining a differential zero offset in a vibrating flowmeter and related method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106471344A CN106471344A (zh) 2017-03-01
CN106471344B true CN106471344B (zh) 2021-01-15

Family

ID=51263531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480080605.4A Active CN106471344B (zh) 2014-07-14 2014-07-14 用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10502604B2 (zh)
EP (1) EP3169982B1 (zh)
JP (1) JP6580121B2 (zh)
KR (2) KR20170027856A (zh)
CN (1) CN106471344B (zh)
AR (1) AR101193A1 (zh)
AU (2) AU2014400853B2 (zh)
BR (1) BR112017000093B1 (zh)
CA (1) CA2955089C (zh)
MX (1) MX2016016472A (zh)
RU (1) RU2650053C1 (zh)
SG (1) SG11201610535YA (zh)
WO (1) WO2016010514A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650053C1 (ru) * 2014-07-14 2018-04-06 Майкро Моушн, Инк. Устройство для определения дифференциального смещения нуля в вибрационном расходомере и соответственный способ
MX363104B (es) * 2014-09-04 2019-03-08 Micro Motion Inc Herramienta para flujometro diferencial.
US11226221B2 (en) * 2014-10-21 2022-01-18 Micro Motion, Inc. Apparatus for applying a variable zero algorithm in a vibrating flowmeter and related method
KR102177083B1 (ko) 2016-02-26 2020-11-10 마이크로 모우션, 인코포레이티드 2개 또는 그 초과의 미터 어셈블리들용 미터 전자장치
DE102016112600A1 (de) * 2016-07-08 2018-01-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem
DE102016112599A1 (de) 2016-07-08 2018-01-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem
CN106895896A (zh) * 2017-03-03 2017-06-27 太原太航科技有限公司 质量流量计自校零测量技术
US11085808B2 (en) 2017-03-20 2021-08-10 Micro Motion, Inc. Determining a zero offset of a vibratory meter at a process condition
JP6834031B2 (ja) * 2017-06-14 2021-02-24 マイクロ モーション インコーポレイテッド 振動式メータのマルチトーン駆動信号のクレストの最小化
WO2019032098A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Micro Motion, Inc. DEVICES AND METHODS FOR REMOVING FALSE TOTALIZATIONS FROM A FLOWMETER
WO2019045703A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Micro Motion, Inc. DETECTION AND IDENTIFICATION OF CHANGE IN A VIBRATORY MEASURING DEVICE
DE102018003671A1 (de) * 2018-05-05 2019-11-07 Diehl Metering Gmbh Fluidzähler
FR3099827B1 (fr) * 2019-08-09 2021-10-15 Sagemcom Energy & Telecom Sas Procédé de surveillance d’un ensemble de compteurs
FR3107955A1 (fr) * 2020-03-05 2021-09-10 Sagemcom Energy & Telecom Sas Détection d’une dérive métrologique anormale d’un compteur de fluide
CN115144057A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 高准有限公司 用于零点标定的系统和方法及质量流量计
CN113340369B (zh) * 2021-04-16 2022-05-03 中国民用航空适航审定中心 一种涡轮燃油质量流量计的信号处理方法及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5960316A (ja) * 1982-08-31 1984-04-06 アエロ・プロダクト・ウロパ 燃料消費量測定装置
WO2008013545A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Micro Motion, Inc. Three pickoff sensor flow meter
WO2010120245A1 (en) * 2009-04-14 2010-10-21 See Kai Loo Temperature compensated measurement method and system
WO2011019344A2 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining and compensating for a change in a differential zero offset of a vibrating flow meter
CN102713533A (zh) * 2009-08-12 2012-10-03 微动公司 用于确定振动流量计中的零点偏移的方法和装置

Family Cites Families (8)

* 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
US20030216874A1 (en) * 2002-03-29 2003-11-20 Henry Manus P. Drive techniques for a digital flowmeter
CN101430216B (zh) * 2007-11-05 2015-11-25 北京七星华创电子股份有限公司 质量流量传感器及控制系统及其实现质量流量控制的方法
EP2574594B1 (en) * 2008-06-03 2015-01-21 Gilbarco Inc. Fuel dispensing equipment utilizing Coriolis flow meters
CN101979854A (zh) * 2010-08-31 2011-02-23 吉姆斯·哈伍士·欧雷森 双重燃料供给系统及不同燃料间转换的方法和翻新方法
RU2650053C1 (ru) * 2014-07-14 2018-04-06 Майкро Моушн, Инк. Устройство для определения дифференциального смещения нуля в вибрационном расходомере и соответственный способ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5960316A (ja) * 1982-08-31 1984-04-06 アエロ・プロダクト・ウロパ 燃料消費量測定装置
WO2008013545A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Micro Motion, Inc. Three pickoff sensor flow meter
WO2010120245A1 (en) * 2009-04-14 2010-10-21 See Kai Loo Temperature compensated measurement method and system
WO2011019344A2 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining and compensating for a change in a differential zero offset of a vibrating flow meter
CN102713533A (zh) * 2009-08-12 2012-10-03 微动公司 用于确定振动流量计中的零点偏移的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20170131128A1 (en) 2017-05-11
BR112017000093B1 (pt) 2020-11-17
EP3169982B1 (en) 2021-08-25
AR101193A1 (es) 2016-11-30
RU2650053C1 (ru) 2018-04-06
SG11201610535YA (en) 2017-01-27
KR20190032656A (ko) 2019-03-27
WO2016010514A1 (en) 2016-01-21
AU2017245400B2 (en) 2019-05-30
JP2017521666A (ja) 2017-08-03
BR112017000093A2 (pt) 2017-12-26
MX2016016472A (es) 2017-04-10
AU2017245400A1 (en) 2017-11-02
US10502604B2 (en) 2019-12-10
AU2014400853A1 (en) 2017-01-12
KR20170027856A (ko) 2017-03-10
AU2014400853B2 (en) 2018-02-08
CA2955089A1 (en) 2016-01-21
CN106471344A (zh) 2017-03-01
EP3169982A1 (en) 2017-05-24
KR102072347B1 (ko) 2020-01-31
JP6580121B2 (ja) 2019-09-25
CA2955089C (en) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106471344B (zh) 用于确定振动流量计中的差分零点偏移的装置和相关方法
CA2770135C (en) Method and apparatus for determining a zero offset in a vibrating flow meter
KR101554937B1 (ko) 진동 유량계의 차동 제로 오프셋에서의 변화를 결정 및 보상하기 위한 방법 및 장치
AU2007360170B2 (en) Vibratory flow meter and method for determining a fluid temperature of a flow material
EP2069728A1 (en) Meter electronics and methods for geometric thermal compensation in a flow meter
JP2019070662A (ja) 振動型流量計内の差分ゼロオフセットを決定するための装置及び関連する方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1234821

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant