CN112840181B - 校正科里奥利测量设备测量值的方法及科里奥利测量设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校正与流过至少两个测量管的介质相关的测量变量的至少一个测量值的方法(100)，其中，使用科里奥利测量设备(10)来获取测量值，其中，每个测量管借助于至少一个振荡激励器被激励以振荡，并且其中，每个测量管的振荡借助于至少两个振荡传感器来获取，其中，在至少一个第一测量管以及至少一个第二测量管的情况下，科里奥利测量设备的电子测量/操作电路(14)在每种情况下监视至少两个以下测量变量，或者从中导出的测量变量：来自至少两个振荡传感器的测量信号之间的相位差、共振频率、振荡激励器电流幅度与测量管振荡幅度之比，其中，在第一方法步骤(101)中，在每种情况下确定合理性，其中，如果在至少一个第一/第二测量管中的至少一个测量变量中不满足合理性要求，则在第二方法步骤(102)中，基于至少一个第二/第一测量管的测量变量的对应测量值，确定至少一个第一/第二测量管的测量变量的测量值。

Description

校正科里奥利测量设备测量值的方法及科里奥利测量设备
技术领域
本发明涉及一种用于校正关于流过至少两个测量管的介质的测量变量的至少一个测量值的方法，其中，利用科里奥利测量设备记录测量值。本发明还涉及该科里奥利测量设备。
背景技术
具有测量值校正的科里奥利测量设备是已知的，诸如USRE40095E中所示。该科里奥利测量设备包括两个测量管，使它们执行振荡。振荡传感器记录测量管的振荡，从而可以从借助于振荡传感器记录的测量信号中计算出测量变量的测量值。对于测量信号质量不足的情况，USRE40095E教导了使用历史数据，以便用历史数据替换当前质量较差的测量信号。
发明内容
但是，这是一个不利的解决方案，因为最多只有在某个短暂的延迟之后才可以考虑使用历史数据来替换当前数据。
因此，本发明的目的是提供一种用于校正测量值的改进的方法以及一种用于实施该方法的科里奥利测量设备。
该目的通过本发明的校正科里奥利测量设备的至少一个测量值的方法以及科里奥利测量设备来实现。
在用于校正关于流过至少两个测量管的介质的测量变量的至少一个测量值的本发明的方法中，利用科里奥利测量设备来记录测量值，
其中，科里奥利测量设备具有第一组测量管和第二组测量管，其在每种情况下具有用于输送介质的至少一个测量管以及至少一个振荡激励器以及至少两个振荡传感器，
其中，每个测量管借助于至少一个振荡激励器被激励以执行振荡，并且其中，每个测量管的振荡借助于至少两个振荡传感器被记录，
其中，不同组的测量管彼此解耦，
其中，科里奥利测量设备的电子测量/操作电路在至少一个第一测量管以及至少一个第二测量管的情况下在每种情况下监视以下测量变量中的至少一个，或者在每种情况下监视从中导出的测量变量：
至少两个振荡传感器的测量信号之间的相位差，
共振频率，
振荡激励器电流幅度，
测量管的振荡幅度，
其中，在第一方法步骤中，对于第一组中的至少一个测量管和第二组中的至少一个测量管，在每种情况下基于监视到的测量变量中的至少一个来确定合理性，
在借助于至少一个第一/第二组记录的测量变量中的至少一个不满足合理性要求的情况下，在第二方法步骤中，根据借助于至少一个第二/第一组记录的测量变量的对应测量值来确定第一/第二组的测量变量的测量值。
可以通过n个不同组的测量管的本征频率之间的差来确保第一组和第二组彼此解耦。例如，该差大于5Hz，并且优选地大于10Hz，尤其是大于15Hz。
例如，由于不同组的测量管之间的几何差异，可以确保解耦。
相位差的导出的测量变量例如是介质的质量流量。
共振频率的导出的测量变量例如是介质密度。
振荡激励器电流幅度与测量管振荡幅度之比的导出的测量变量例如是阻尼。
振荡激励器电流幅度的导出的测量变量例如是介质的粘度。
这些测量变量中的至少一个的导出的测量变量是介质的雷诺数。
在实施例中，合理性要求的保持要求满足以下标准中的至少一个：
至少一个测量变量的测量值在期望的测量值范围内；
至少一个测量变量的时间的测量值函数的第一和/或第二时间导数在每种情况下处于其期望的范围内；
在实施例中，在第一组和第二组未满足合理性要求的情况下，
确定第一组的第一合理性值以及第二组的第二合理性值，
其中，借助于更合理的组而记录的测量变量的对应测量值，校正借助于更不合理的组而记录的测量变量的测量值，
其中，在确定合理性值的情况下，考虑以下标准中的至少一项：
测量值相对于期望的测量值范围的偏差；
至少一个测量变量的时间的测量值函数的第一和/或第二时间导数与期望的范围的偏差。
因此，例如，可以考虑与期望的测量值范围或期望的范围的中间或极限的相对或绝对偏差作为合理性的量度。相对偏差可以参考期望范围的宽度，或者期望测量值范围，或者中间或极限的绝对值。
本领域技术人员可以根据需求、经验或期望来选择期望的范围或期望的测量值范围。
在实施例中，在第一组和第二组未满足合理性要求的情况下，将当前的测量值替换为未满足合理性要求之前的历史测量值。
在实施例中，期望的测量值范围和/或期望的范围是预先确定的，尤其是测量站特定的，或者
其中，基于对应的较早的测量值和/或时间的测量值函数来确定期望的测量值范围和/或期望的范围。
在实施例中，考虑至少5分钟，并且尤其是至少15分钟，并且优选地至少30分钟的先前时间范围，和/或其中，考虑至多240分钟，并且尤其是至多180分钟，并且优选地至多120分钟的先前时间范围。
在实施例中，测量变量的导出的测量变量来自以下列表：
振荡阻尼、质量流量、密度、粘度、雷诺数。
在实施例中，第一组的至少一个测量管与第二组的至少一个测量管相比具有不同的振荡特性，
其中，第一组的至少一个测量管以及第二组的至少一个测量管以不同的振荡频率被激励。
在实施例中，将校正因子应用于相对于第二/第一测量管的测量值校正，其中，校正因子考虑至少一个第一测量管以及至少一个第二测量管的以下属性中的至少一个：
流动阻力、温度、长度、直径。
在实施例中，在每种情况下借助于至少一个振荡激励器成对地使第一组的两个测量管以及第二组的两个测量管以相反相位振荡，以及
其中，在每种情况下借助于至少两个振荡传感器成对地检测第一组的两个测量管以及第二组的两个测量管的测量管振荡。
一种适于实施本发明方法的科里奥利测量设备包括：
第一组测量管，其具有用于输送介质的至少一个测量管；以及，第二组测量管，其具有用于输送介质的至少一个测量管，其中，每个测量管具有入口和出口；
至少一个振荡激励器，其适于激励测量管以执行振荡；
至少两个振荡传感器，其适于记录测量管的振荡；
电子测量/操作电路，其适于操作振荡激励器以及振荡传感器，并确定和输出质量流量和/或流速和/或密度测量值以及执行方法；
支撑体，其适于支撑测量管，
其中，科里奥利测量设备尤其具有用于容纳电子测量/操作电路的电子器件壳体。
在实施例中，在第一组的至少一个测量管以及在第二组的至少一个测量管处在每种情况下布置有至少一个温度检测器，温度检测器适于记录对应测量管的温度，
其中，电子测量/操作电路适于操作温度检测器。
在实至少一个测量管的入口以及出口处在每种情况下包括固定装置，固定装置在每种情况下适于限定外部振荡节点的位置，
其中，固定装置包括例如至少一个板，其至少部分地包围至少一个测量管。
附图说明
现在将基于在附图中呈现的实施例的示例来描述本发明，附图的图如下所示：
图1是典型的科里奥利测量设备的结构；
图2是通过示例的两个不同的测量变量的时间的测量值函数；
图3是本发明方法的步骤。
具体实施方式
图1示出了科里奥利测量设备10的结构，其中，科里奥利测量设备具有四个测量管11，其在每种情况下具有入口11.31和出口11.32，其中，两个测量管属于第一组测量管11.1，两个测量管属于第二组测量管11.2。科里奥利测量设备对于每组测量管在每种情况下包括振荡激励器12，并且在每种情况下包括两个振荡传感器13，这两个振荡传感器13分别适于激励其组的测量管以执行振荡和记录它们的振荡。可见的振荡激励器仅被示意性地示出。本领域技术人员可以选择合适的可用振荡传感器。此外，科里奥利测量设备包括两个歧管19和两个过程连接器18。振荡激励器在每种情况下适于激励第一组测量管11.1中的两个测量管和第二组测量管11.2中的两个测量管，以垂直于在每种情况下由测量管的弯曲部限定的测量管纵向平面相对于彼此执行振荡。振荡传感器适于记录施加在每组测量管的测量管上的振荡。在测量传感器的上游侧的第一歧管19.1适于接收从管道流入测量传感器的介质并将其输送到两个测量管的入口，并且第二歧管19.2适于接收从两个测量管的出口处出来的介质，并且将其输送回管道中。在这种情况下，测量管的数量仅是示例性的。因此，替代地，例如，第一组和第二组可以在每种情况下仅具有一个测量管，从而存在总共两个测量管。在每种情况下包括至少一个板17.1的固定装置17在每种情况下在测量管入口处限定一个振荡节点，并且在测量管出口处限定一个振荡节点。
科里奥利测量设备包括电子器件壳体15，其适于容纳电子测量/操作电路14，其适于操作振荡激励器以及振荡传感器，并且基于借助于振荡传感器测量的各组测量管的测量管的振荡特性，确定并提供流量测量值和/或密度测量值。科里奥利测量设备还可具有一个或多个温度检测器(未示出)，其被放置在一个或多个测量管的外部。例如，这允许确定影响测量管振荡行为的测量管属性。
图2示出了测量变量MG1和MG2的时间的测量值函数，在下面的示例中基于它们来解释本发明的方法。测量变量MG1和MG2可以是两个不同的测量变量，它们借助于第一组的至少一个测量管或借助于第二组的至少一个测量管进行记录。测量变量MG1和MG2也可以是相等的测量变量，其借助于第一组的至少一个测量管和借助于第二组的至少一个测量管进行记录。为了说明目的，时间的测量值函数在垂直方向上分开。它们可以不同或基本相等。
为了在测量变量MG1和MG2相等并且由不同的测量管或组，即第一组的至少一个测量管和第二组的至少一个测量管监视，并且，期望它们具有非常相似的测量值，或者具有非常相似的时间的测量值函数的情况下解释方法，因此应该假定除了时间段t1到t2以外，时间的测量值函数基本相等。除了在时间范围t1至t2中测量变量MG1显示了时间的测量值函数的波动之外，测量变量MG1具有与测量变量MG2一样的时间的测量值函数。
为了通过时间的测量值函数检查满足合理性要求，可以检查至少一个测量变量——在这种情况下为MG1——的测量值是否在期望的测量值范围内，和/或至少一个测量变量的时间的测量值函数的第一/或第二时间导数在每种情况下在期望的范围内。在MG1不满足合理性要求的情况下，在至少一个其他的测量管的情况下，可以借助于对应测量变量的时间的测量值函数来确定在时间范围t1至t2中的测量变量MG1的时间的测量值函数。本领域技术人员可以根据给定的要求和估计来选择期望的范围或期望的测量值范围。
对于测量变量MG1违反合理性要求的情况，可以考虑测量变量MG2的测量值，以便确定在违反时段中测量变量MG1的时间的测量值函数，在这种情况下，违反时段为从t1到t2。例如，在诸如密度或粘度的测量变量的情况下，这可能意味着替换。然而，确定也可以考虑第一组的至少一个测量管与第二组的至少一个测量管之间的差异。因此，例如，由于第一组11.1的至少一个测量管和第二组11.2的至少一个测量管的不同的流阻，在相等的介质压力下的流量可以是不同的。这种差异可以例如借助于因子F来解决。本领域技术人员可以选择相应的过程。
在这种情况下有对应的考虑，其中，测量变量MG1和MG2两者是借助于第一组的至少一个测量管或第二组的至少一个测量管记录的测量变量。例如，MG1可以是至少一个第一/第二测量管的至少两个振荡传感器的测量信号之间的相位差，并且因此对应于质量流量，而MG2可以是第一组/第二组中的至少一个测量管的共振频率，因此对应于介质密度。在两个测量变量的时间的测量值函数彼此不对应的情况下，其可能指示缺乏合理度。在这种情况下，通过借助于第二/第一组记录的对应的测量值来确定测量变量MG1和MG2的测量值。在每种情况下，在至少另一个测量管上检查测量变量MG1和MG2可能是有利的。因此，例如，在打开泵的情况下，在至少一个第一测量管和在至少一个第二测量管处，介质密度可以保持恒定，而质量流量却变化很大，因此当仅考虑至少一个第一测量管或至少一个第二测量管时，存在缺乏合理性的情况。然而，诸如在该示例中，在第一组的至少一个测量管和第二组的至少一个测量管中，介质密度保持相同而质量流量变化很大，这可以指示存在合理的测量值。
在质量流量基本恒定处的共振频率改变可能是由于例如液体介质中气泡的存在。气泡也减小了液体介质的局部密度并因此影响了振荡传感器的振幅。因此，振荡传感器的振幅波动可以指示气泡的存在和缺乏合理性。在操作振荡激励器使得科里奥利振荡模式具有恒定振幅的情况下，气泡可以影响要设置的振荡激励器电流幅度。同样，这可能指示气泡，并指示缺乏合理性。改变，尤其是振荡阻尼的增加，也可能指示存在气泡，因此，缺乏合理性。
对于其中至少一个第一测量管和至少一个第二测量管的测量变量的测量值不合理的情况，可以使用历史数据。因此，例如，可以提供至少一个第一测量管和至少一个第二测量管的历史数据。对于其中对于第一组的至少一个测量管或第二组的至少一个测量管，仅可有限地使用历史数据的情况，例如，因为第一组的至少一个测量管或第二组的至少一个测量管的测量值不合理达太长时间，那么第二组的至少一个测量管或第一组的至少一个测量管的历史数据，视情况而定，可用于第一组的至少一个测量管或第二组的至少一个测量管。
图3示意性地示出了本发明的方法100的步骤。
在第一方法步骤101中，连续地或以时间间隔确定第一组的至少一个测量管和第二组的至少一个测量管的测量变量的测量值的合理性。在建立测量变量的测量值不合理的情况下，诸如在图2中用MG1示例性地示出，则在第二方法步骤102中确定合理的测量值并将其用于提供测量值。
附图标记列表
10 科里奥利测量设备
11 测量管
11.1 第一组测量管
11.2 第二组测量管
11.31 入口
11.32 出口
12 振荡激励器
13 振荡传感器
14 电子测量/操作电路
15 电子器件壳体
16 温度检测器
17 固定装置
17.1 板
18 支撑体
19 歧管
19.1 第一歧管
19.2 第二歧管
100 方法
101 第一方法步骤
102 第二方法步骤
MG 测量变量

Claims (17)

1.一种用于校正关于流过至少两个测量管的介质的测量变量的至少一个测量值的方法(100)，其中，利用科里奥利测量设备(10)来记录测量值，
其中，所述科里奥利测量设备具有第一组测量管(11.1)和第二组测量管(11.2)，所述第一组测量管(11.1)和所述第二组测量管(11.2)在每种情况下具有用于输送所述介质的至少一个测量管以及至少一个振荡激励器(12)以及至少两个振荡传感器(13)，
其中，每个测量管借助于至少一个振荡激励器被激励以执行振荡，并且其中，每个测量管的振荡借助于至少两个振荡传感器被记录，
其中，不同组的测量管彼此解耦，
其中，所述科里奥利测量设备的电子测量/操作电路(14)对于所述第一组测量管和所述第二组测量管在每种情况下监视以下测量变量中的至少一个，或者在每种情况下监视从中导出的测量变量：
至少两个振荡传感器的测量信号之间的相位差，
共振频率，
振荡激励器电流幅度，
测量管的振荡幅度，
其中，在第一方法步骤(101)中，对于所述第一组测量管中的至少一个测量管和所述第二组测量管中的至少一个测量管，在每种情况下基于所监视的测量变量中的至少一个来确定合理性，
其特征在于，
在借助于所述第一组测量管记录的所述测量变量(MG)中的至少一个和/或借助于所述第二组测量管记录的所述测量变量(MG)中的至少一个不满足合理性要求的情况下，在第二方法步骤(102)中，根据借助于所述至少一个第二组测量管/第一组测量管记录的测量变量的对应测量值来确定所述第一组测量管/第二组测量管的测量变量的测量值。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，合理性要求的保持要求满足以下标准中的至少一项：
所述至少一个测量变量的测量值在期望的测量值范围内；
所述至少一个测量变量的时间的测量值函数的第一和/或第二时间导数在每种情况下处于其期望的范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，在所述第一组测量管和所述第二组测量管未满足所述合理性要求的情况下，
确定所述第一组测量管的第一合理性值以及所述第二组测量管的第二合理性值，
其中，借助于更合理的组而记录的测量变量的对应测量值，校正借助于更不合理的组而记录的测量变量的测量值，
其中，在确定合理性值的情况下，考虑以下标准中的至少一项：
测量值相对于所述期望的测量值范围的偏差；
所述至少一个测量变量的时间的测量值函数的所述第一和/或第二时间导数与所述期望的范围的偏差。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中，在所述第一组测量管和所述第二组测量管未满足所述合理性要求的情况下，将当前的测量值替换为未满足所述合理性要求之前的历史测量值。
5.根据权利要求2所述的方法，
其中，所述期望的测量值范围和/或所述期望的范围是预先确定的，或者
其中，基于对应的较早的测量值和/或时间的测量值函数来确定所述期望的测量值范围和/或所述期望的范围。
6.根据权利要求5所述的方法，
其中，所述期望的测量值范围和/或所述期望的范围是测量站特定的。
7.根据权利要求5所述的方法，
其中，考虑至少5分钟的先前时间范围，和/或其中，考虑至多240分钟的先前时间范围。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，考虑至少15分钟的先前时间范围，和/或其中，考虑至多180分钟的先前时间范围。
9.根据权利要求7所述的方法，
其中，考虑至少30分钟的先前时间范围，和/或其中，考虑至多120分钟的先前时间范围。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，
其中，测量变量的导出的测量变量来自以下列表：
振荡阻尼、质量流量、密度、粘度、雷诺数。
11.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，
其中，所述第一组测量管的至少一个测量管与所述第二组测量管的至少一个测量管相比具有不同的振荡特性，
其中，所述第一组测量管的至少一个测量管以及所述第二组测量管的至少一个测量管以不同的振荡频率被激励。
12.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，
其中，将校正因子应用于相对于所述第一组测量管的至少一个测量管/所述第二组测量管的测量管的测量值校正，其中，所述校正因子考虑所述第一组测量管的至少一个测量管以及所述第二组测量管的至少一个测量管的以下属性中的至少一个：
流动阻力、温度、长度、直径。
13.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，
其中，在每种情况下借助于至少一个振荡激励器成对地使所述第一组测量管的两个测量管以及所述第二组测量管的两个测量管以相反相位振荡，以及
其中，在每种情况下借助于至少两个振荡传感器成对地检测所述第一组测量管的两个测量管以及所述第二组测量管的两个测量管的测量管振荡。
14.一种适于执行根据权利要求1至13中的任一项所述的方法(100)的科里奥利测量设备(10)，包括：
第一组测量管(11.1)，所述第一组测量管(11.1)具有用于输送介质的至少一个测量管；以及，第二组测量管(11.2)，所述第二组测量管(11.2)具有用于输送介质的至少一个测量管，其中，每个测量管具有入口(11.31)和出口(11.32)；
至少一个振荡激励器(12)，所述至少一个振荡激励器(12)适于激励所述测量管以执行振荡；
至少两个振荡传感器(13)，所述至少两个振荡传感器(13)适于记录所述测量管的振荡；
电子测量/操作电路(14)，所述电子测量/操作电路(14)适于操作所述振荡激励器以及所述振荡传感器，并确定和输出质量流量和/或流速和/或密度测量值以及执行所述方法；
支撑体(18)，所述支撑体(18)适于支撑所述测量管，
其中，所述科里奥利测量设备具有用于容纳所述电子测量/操作电路的电子器件壳体(15)。
15.根据权利要求14所述的科里奥利测量设备，
其中，在所述第一组测量管(11.1)的至少一个测量管以及在所述第二组测量管(11.2)的至少一个测量管处在每种情况下布置有至少一个温度检测器(16)，所述温度检测器适于记录对应测量管的温度，
其中，所述电子测量/操作电路适于操作所述温度检测器。
16.根据权利要求14所述的科里奥利测量设备，
其中，所述科里奥利测量设备在一组中的至少一个测量管的所述入口以及所述出口处在每种情况下包括固定装置(17)，所述固定装置(17)在每种情况下适于限定外部振荡节点的位置，
其中，所述固定装置包括至少一个板(17.1)，所述板(17.1)至少部分地包围至少一个测量管。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的科里奥利测量设备，
其中，所述科里奥利测量设备具有两个歧管(19)，
其中，第一歧管(19.1)适于向所述入口提供介质流，
其中，第二歧管(19.2)适于从所述出口收集介质流。
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