CN115210539A - 选择测量校正方法 - Google Patents

Abstract

提供用于选择测量校正方法的计量电子设备(20)。计量电子设备(20)包括接口(501)和处理系统(502)，接口(501)被配置成通信地耦接至传感器组件(10)并从传感器组件(10)接收传感器信号，处理系统(502)通信地耦接至接口(501)。处理系统(502)被配置成：存储两种或更多种测量校正方法，其中所述两种或更多种测量校正方法对传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿；确定一个或更多个过程参数值；以及基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

Description

选择测量校正方法

技术领域

下面描述的实施方式涉及流体特性测量，并且更具体地涉及选择测量校正方法。

背景技术

振动计量仪例如科里奥利质量流量计、液体密度计量仪、气体密度计量仪、液体粘度计量仪、气体/液体比重计量仪、气体/液体相对密度计量仪和气体分子量计量仪通常是已知的并且被用于测量流体的特征。通常，振动计量仪包括传感器组件和计量电子设备。传感器组件内的物料可以是流动的或静止的。振动计量仪可以用于测量传感器组件中的物料的质量流率、密度或其他特性。

物料从振动计量仪的入口侧的连接管道流入振动计量仪、被引导通过测量导管并通过振动计量仪的出口侧离开振动计量仪。振动系统的固有振动模式部分地由测量导管和在测量导管内流动的物料的组合质量限定。

当没有流量通过振动计量仪时，施加至测量导管的驱动力使沿测量导管的所有点以相同的相位或小的“零偏移”振荡，该小的“零偏移”振荡是在零流量下测量的时间延迟。随着物料开始流动经过振动计量仪，科里奥利力使沿测量导管的每个点具有不同的相位。例如，振动计量仪的入口端处的相位滞后于中央驱动器位置处的相位，而出口处的相位超前于中央驱动器位置处的相位。测量导管上的拾取器(Pickoff)产生代表测量导管的运动的正弦信号。对从拾取器输出的信号进行处理以确定拾取器之间的时间延迟。两个或更多个拾取器之间的时间延迟与流经测量导管的物料的质量流率成比例。连接至驱动器的计量电子设备生成用于操作驱动器的驱动信号，并且根据从拾取器接收的信号来确定物料的质量流率和其他特性。

当存在多相流时，根据时间延迟确定的质量流率可能不正确。即，未经校正的质量流率值可能不是通过振动计量仪的实际质量流率的准确测量结果。因此，可以使用测量校正方法根据未经校正的质量流率值来确定经校正的质量流率值。如果该测量校正方法适合于多相流体，则经校正的质量流率值可以是通过振动计量仪的实际质量流率的准确测量结果。然而，该测量校正方法可能不适合于多相流。作为结果，经校正的质量流率值可能不是通过振动计量仪的实际质量流率的准确测量结果。因此，需要选择测量校正方法。

发明内容

提供一种用于选择测量校正方法的计量电子设备。根据实施方式，该计量电子设备包括：接口，其被配置成通信地耦接至传感器组件并从传感器组件接收传感器信号；以及处理系统，其通信地耦接至所述接口。处理系统被配置成存储两种或更多种测量校正方法。所述两种或更多种测量校正方法对传感器组件中多相流体的多相效应(multiphaseeffect)进行补偿、确定一个或更多个过程参数值以及基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

提供一种用于选择测量校正方法的方法。根据实施方式，该方法包括存储两种或更多种测量校正方法。所述两种或更多种测量校正方法对传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿。该方法还包括确定一个或更多个过程参数值，以及基于所述一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

各个方面

根据一方面，一种用于选择测量校正方法的计量电子设备(20)，包括：接口(501)，其被配置成通信地耦接至传感器组件(10)并从传感器组件(10)接收传感器信号；以及处理系统(502)，其通信地耦接至接口(501)。处理系统(502)被配置成：存储两种或更多种测量校正方法，其中，所述两种或更多种测量校正方法对传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿、确定一个或更多个过程参数值以及基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，处理系统(502)还被配置成：基于传感器信号来确定流体特性值，以及使用两种或更多种测量校正方法中所选择的一种测量校正方法来校正流体特性值。

优选地，处理系统(502)被配置成基于一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：处理系统(502)被配置成基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，处理系统(502)被配置成基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：处理系统(502)被配置成基于所述比较中的至少两个比较的组合来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，处理系统(502)还被配置成：基于一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流，以及基于对单相流体流的识别来确定单相流体流的保持值类型。

优选地，处理系统(502)被配置成基于流体特性来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：处理系统(502)被配置成将流体特性的保持值年龄(holdvalue age)与保持值时间进行比较以及基于该比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，处理系统(502)还被配置成同时执行两种或更多种测量校正方法中的至少两种测量校正方法。

优选地，一个或更多个过程参数值是驱动增益值、密度值、保持值类型、保持值年龄和脉冲存在值中的至少一者。

根据一方面，一种用于选择测量校正方法的方法，包括：存储两种或更多种测量校正方法，其中，所述两种或更多种测量校正方法对传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿；确定一个或更多个过程参数值；以及基于一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，该方法还包括：基于传感器信号来确定流体特性值，以及使用两种或更多种测量校正方法中所选择的一种测量校正方法来校正流体特性值。

优选地，基于一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：基于所述比较中的至少两个比较的组合来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，该方法还包括：基于一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流；以及基于对单相流体流的识别来确定单相流体流的保持值类型。

优选地，基于流体特性来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：将流体特性的保持值年龄与保持值时间进行比较；以及基于该比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

优选地，该方法还包括同时执行两种或更多种测量校正方法中的至少两种测量校正方法。

优选地，一个或更多个过程参数值是驱动增益值、密度值、保持值类型、保持值年龄和脉冲存在值中的至少一者。

附图说明

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元素。应当理解，这些附图不一定按比例绘制。

图1示出了用于选择测量校正方法的振动计量仪5。

图2示出了振动计量仪5的框图，包括计量电子设备20的框图表示。

图3和图4示出了描绘测量校正方法的选择的曲线图300、400。

图5示出了用于选择测量校正方法的计量电子设备20。

图6示出了用于选择测量校正方法的方法600。

具体实施方式

图1至图6和以下描述描绘了具体示例，以教示本领域技术人员如何实现和使用选择测量校正方法的实施方式的最佳模式。出于教示发明原理的目的，已经简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员将理解：落入本说明书的范围内的来自这些示例的变型。本领域技术人员将理解：以下描述的特征可以以各种方式组合以形成选择测量校正方法的多种变型。作为结果，以下描述的实施方式不限于以下描述的具体示例，而是仅由权利要求书及其等同内容来限定。

图1示出了用于选择测量校正方法的振动计量仪5。如图1所示，振动计量仪5包括传感器组件10和计量电子设备20。传感器组件10响应于过程物料的质量流率和密度。计量电子设备20经由引线100连接至传感器组件10，以通过端口26提供密度、质量流率和温度信息以及其他信息。

传感器组件10包括一对歧管150和150'、具有法兰颈110和110'的法兰103和103'、一对平行导管130和130'、驱动器180、电阻式温度检测器(RTD)190以及一对拾取传感器170l和170r。导管130和130'具有两个基本上直的入口支路131、131'和出口支路134、134'，入口支路131、131'和出口支路134、134'在导管安装块120和120'处朝向彼此会聚。导管130、130'沿其长度在两个对称位置处弯曲，并且在其整个长度上基本平行。撑杆140和140'用于限定轴线W和W'，每个导管130、130'围绕轴线W和W'振荡。导管130、130'的支路131、131'和134、134'固定地附接至导管安装块120和120'，并且这些块又固定地附接至歧管150和150'。这提供了通过传感器组件10的连续闭合的物料路径。

在具有孔102和102'的法兰103和103'经由入口端104和出口端104'连接到运载被测过程物料的过程管线(未示出)中的情况下，物料通过法兰103中的孔口101进入计量仪的入口端104，并且被引导通过歧管150到达具有表面121的导管安装块120。在歧管150内，物料被分开并且被引导通过130、130'。在离开导管130、130'时，过程物料在具有表面121'的块120'和歧管150'内重新结合成单个流，并且此后被引导至通过具有孔102'的法兰103'连接至过程管线(未示出)的出口端104'。

导管130、130'被选择和适当地安装至导管安装块120、120'，以分别具有关于弯曲轴线W--W和W'--W'基本上相同的质量分布、惯性矩和杨氏模量。这些弯曲轴线穿过撑杆140、140’。由于导管的杨氏模量随温度而变化，并且该变化影响流量和密度的计算，因此将RTD 190安装至导管130'以连续地测量导管130'的温度。导管130'的温度以及因此由于通过RTD 190的给定电流而在RTD 190两端出现的电压受通过导管130'的物料的温度控制。计量电子设备20以公知的方法将RTD 190两端的温度相关电压用于补偿由于导管温度的任何变化而引起的导管130、130'的弹性模量的变化。RTD 190通过引线195连接至计量电子设备20。

两个导管130、130'均由驱动器180围绕它们各自的弯曲轴线W和W'在相反的方向上并且以被称为流量计量仪的第一异相弯曲模式驱动。该驱动器180可以包括许多公知布置中的任何一种，例如安装至导管130'的磁体和安装至导管130的相对线圈，并且交流电通过该相对线圈以使两个导管130、130'振动。计量电子设备20经由引线将合适的驱动信号185施加至驱动器180。

计量电子设备20接收引线195上的RTD温度信号，以及出现在引线100上的分别携载左传感器信号165l和右传感器信号165r的传感器信号165。计量电子设备20产生出现在至驱动器180的引线上并且使导管130、130'振动的驱动信号185。计量电子设备20对左传感器信号165l和右传感器信号165r以及RTD信号195进行处理，以计算通过传感器组件10的物料的质量流率和密度。该信息连同其他信息一起由计量电子设备20作为信号施加在路径26上。以下是对计量电子设备20的更详细的讨论。

图2示出了振动计量仪5的框图，包括计量电子设备20的框图表示。如图2所示，计量电子设备20通信地耦接至传感器组件10。如前述参照图1所描述的，传感器组件10包括左拾取传感器170l和右拾取传感器170r、驱动器180以及温度传感器190，它们通过通信通道112经由一组引线100通信地耦接至计量电子设备20。

计量电子设备20经由引线100提供驱动信号185。更具体地，计量电子设备20向传感器组件10中的驱动器180提供驱动信号185。此外，包括左传感器信号165l和右传感器信号165r的传感器信号165由传感器组件10提供。更具体地，在所示实施方式中，传感器信号165由传感器组件10中的左拾取传感器170l和右拾取传感器170r提供。如可以理解的，传感器信号165通过通信通道112分别提供给计量电子设备20。

计量电子设备20包括处理器210，处理器210通信地耦接至一个或更多个信号处理器220以及一个或更多个存储器230。处理器210还通信地耦接至用户接口30。处理器210经由端口26上的通信端口与主机通信地耦接，并且经由电力端口250接收电力。处理器210可以是微处理器，但是可以采用任何合适的处理器。例如，处理器210可以包括诸如多核处理器的子处理器、串行通信端口、外围接口(例如，串行外围接口)、片上存储器、I/O端口和/或其他等同物。在这些和其他实施方式中，处理器210被配置成对接收到的且经过处理的信号例如数字化信号进行操作。

处理器210可以从一个或更多个信号处理器220接收数字化传感器信号。处理器210还被配置成提供信息，例如相位差、传感器组件10中的流体的特性等。处理器210可以通过通信端口将这些信息提供至主机。处理器210还可以被配置成与一个或更多个存储器230进行通信以接收信息并且/或者将信息存储在一个或更多个存储器230中。例如，处理器210可以从一个或更多个存储器230接收校准因子和/或传感器组件零点(例如，在存在零流量的情况下的相位差)。校准因子和/或传感器组件零点中的每一个可以分别与振动计量仪5和/或传感器组件10相关联。处理器210可以使用校准因子来处理从一个或更多个信号处理器220接收的数字化传感器信号。

一个或更多个信号处理器220被示出为包括编码器/解码器(CODEC)222和模数转换器(ADC)226。一个或更多个信号处理器220可以对模拟信号进行调节、将经调节的模拟信号数字化以及/或者提供数字化信号。CODEC 222被配置成从左拾取传感器170l和右拾取传感器170r接收传感器信号165。CODEC 222还被配置成向驱动器180提供驱动信号185。在替选实施方式中，可以采用更多或更少的信号处理器。

如所示出的，传感器信号165经由信号调节器240被提供至CODEC222。驱动信号185经由信号调节器240被提供至驱动器180。尽管信号调节器240被示出为单个块，但是信号调节器240可以包括信号调节部件，例如两个或更多个运算放大器、诸如低通滤波器的滤波器、电压至电流放大器等。例如，可以通过第一放大器对传感器信号165进行放大，并且可以通过电压至电流放大器对驱动信号185进行放大。放大可以确保传感器信号165的幅度接近CODEC 222的满刻度范围。

在所示实施方式中，一个或更多个存储器230包括只读存储器(ROM)232、随机存取存储器(RAM)234和铁电随机存取存储器(FRAM)236。然而，在替选实施方式中，一个或更多个存储器230可以包括更多或更少的存储器。附加地或可替选地，一个或更多个存储器230可以包括不同类型的存储器(例如，易失性存储器、非易失性存储器等)。例如，可以采用不同类型的非易失性存储器例如可擦除可编程只读存储器(EPROM)等来代替FRAM 236。一个或更多个存储器230可以是被配置成存储过程数据例如驱动信号或传感器信号、质量流率或密度测量结果等的存储装置。

质量流率测量结果

可以根据下式生成：

Δt项包括操作地得出的(即，测得的)包括存在于拾取传感器信号之间的时间延迟的时间延迟值，例如在时间延迟是由于与通过振动计量仪5的质量流率相关的科里奥利效应而引起的情况下。测得的Δt项最终确定流动物料在其流经振动计量仪5时的质量流率。Δt₀项包括零流量校准常数下的时间延迟/相位差。Δt₀项通常在工厂确定并且被编程到振动计量仪5中。零流量下的时间延迟/相位差Δt₀项将不会改变，即使在流动状况发生改变的情况下也不会改变。流经流量计量仪的流动物料的质量流率通过将测得的时间延迟(或相位差/频率)乘以流量校准因子FCF来确定。流量校准因子FCF与流量计量仪的物理刚度成比例。

至于密度，每个导管130、130'将振动的共振频率可以是导管130、130'的弹簧常数的平方根除以具有物料的导管130、130'的总质量的函数。具有物料的导管130、130'的总质量可以是导管130、130'的质量加上导管130、130'内部的物料的质量。导管130、130'中的物料的质量与物料的密度成正比。因此，该物料的密度可以与包含该物料的导管130、130'振荡的周期的平方乘以导管130、130'的弹簧常数成比例。因此，通过确定导管130、130'振荡的周期并且通过适当地缩放结果，可以获得导管130、130'所包含的物料的密度的准确测量结果。计量电子设备20可以利用传感器信号165和/或驱动信号185来确定所述周期或共振频率。

如以上所讨论的，多相流体流的流体特性值例如密度值、质量流率值等可能不是该多相流的流体特性的准确测量结果。例如，多相流体流的液相的密度值可能不是液相的密度的准确测量结果，这是因为密度值基于多相流体流的液相和气相两者的测量结果。因此，可以通过测量校正方法对多相流体流的流体流特性值进行校正。

然而，测量校正方法可能需要非常适合于多相流体流。可以使用其中每种测量校正方法都非常适合于特定类型的多相流体流的两种或更多种测量校正方法。例如，多相流体流可以包括夹杂有混合液-气相流的单相液体流体流(single-phase liquid fluidflow)。因此，准确测量单相液体流体流并且然后对混合液-气相流体流的流体特性值进行校正的测量校正方法可能是非常合适的。即，混合液-气相流体流的流体特性值可以理想地准确(例如，在指定公差内)。如以下在讨论了一些示例性测量校正方法之后更详细地说明的，可以从两种或更多种测量校正方法中选择测量校正方法。

示例性测量校正方法

下面讨论各种示例性测量校正方法，但是可以采用任何合适的测量校正方法。测量校正方法可以对传感器组件中物料的多相效应进行补偿。测量校正方法可以用于对多相流体流(例如混合液-气流体流)的流体特性值进行校正，但是该测量校正方法可以适合于其他多相流体流，例如由具有不同密度的不同流体组成的多组分液体流体流。

一种测量校正方法可以是适合于包括间歇时段的单相液相流的多相流的液相测量方法。该间歇时段的单相液体流夹杂了液体和气体混合物流。由于该间歇时段的单相液体流，峰值或最大密度值被假定为准确的流体密度测量结果。更具体地，在密度测量期间，峰值或最大密度值被假定为液体密度值。液体密度值可以用于例如校正质量流率值、液体体积值等。液体密度值也可以用于估计多相流的气体体积分数(GVF)。

另一测量校正方法可以是适合于具有间歇时段的单相气体流的多相流的气相测量方法。该间歇的单相气体流夹杂了混合相流体流。由于该间歇时段的单相气体流，可以确定气体质量流率。更具体地，在包括单相流和多相流两者的质量流率测量的时段期间，最小密度值或最小最大密度值被假定为气体密度值。气体密度值可以用于确定同期质量流率值是气体质量流率值。气体质量流率值可以用于例如校正气体质量流率值，通过从总质量流量减去总气体质量流量来估计总液体质量流量等。液体质量流率可以通过用总液体质量流量除以总测量时间段来估计。

上述液相测量方法和气相测量方法可以依赖于间歇时段的单相流。例如，如以上所讨论的，液相测量方法依赖于间歇单相液相流来确定准确的液体密度值。然而，这样的单相流可能不会以足够的频率和/或静止状态存在，以确保液体密度值是准确的。更具体地，液相测量方法可以仅将液体密度值保持一段时间，因为在该段时间之后液体密度值可能不准确。其他方法可能更合适，例如下面描述的那些方法。

一种示例性方法是过程参数相关方法(process parameter correlationmethod)。在过程参数相关方法中，过程参数可以与流体流特性相关。过程参数可以是任何合适的过程参数，例如密度、驱动增益、温度、压力、拾取幅度、管刚度和阻尼等。类似地，流体流特性可以是任何合适的流体流特性，例如流体流的密度、质量流率等。相关性可以是与一个或更多个过程参数和流体流特性相关的表。例如，密度值可以与相分数值(phasefraction values)相关。这些相分数值可以与流体流的质量流率值一起用于确定其他流体特性，例如液体质量流率值、密度质量流率值等。类似地，驱动增益值可以与相分数值相关。

另一示例性方法是高频段塞分析方法。当单相气体流体流中夹杂单相液体流体流时，会出现段塞流(slug flow)。这些单相流可以被称为段塞。在高频段塞分析方法中，在传感器信号的特征和/或测量结果可以被量化的情况下，可以以相对高的采样率对传感器信号进行采样。在高采样率下，传感器信号和/或测量结果可以具有与段塞的特性相关的特征。例如，随着段塞移动通过传感器组件，段塞可以引起液体从传感器组件的入口到出口的不均匀分布。流体的这种不均匀分布能够随着段塞从入口移动至出口引起上述特征。

段塞的幅度、长度、持续时间和频率可根据传感器信号和/或测量结果的特征来确定。幅度是导管被填充的程度(例如，其是否完全延伸到导管的内表面)。长度是段塞占据的导管长度。持续时间是段塞在导管中持续多长时间。频率是模式重复的频率。段塞的这些方面的组合可以由传感器信号和/或测量结果中的特征(例如，质量流量、密度、驱动增益等)来确定。段塞的这些方面的组合与气体速度和液体速度相关，这使得能够解决滑移。滑移是气体比液体流动得快的地方。通过量化滑移并了解段塞的各个方面，可以确定流体的流体特性，例如质量流率、密度等。

如可以理解的，上述示例性测量校正方法可能不全面。即，除了上述方法之外或者作为上述方法的替选方案，可以使用其他测量校正方法。因此，如下面的讨论所说明的，可以选择前述和/或其他测量校正方法之一。

示例性选择

从两种或更多种测量校正方法中选择测量校正方法可以基于一个或更多个过程参数值。例如，可以使用密度来确定多相流体流主要是液体还是主要是气体。因此，可以使所选择的测量校正方法适合于多相流体流的主导相。

因此，检测单相流可以是选择测量校正方法的先决条件。例如，如果还没有出现单相流，则气相测量方法和液相测量方法可能是不合适的。如果检测到单相流，则气相测量方法和液相测量方法可能是合适的。合适的测量校正方法可以是能够提供流体流的流体特性的准确测量结果的测量校正方法。

选择测量校正方法的先决条件也可以是自最近检测到单相流起的时间(称为“非单相流经过时间”或“保持值年龄”)。例如，如果出现单相流并且保持值年龄小于流体特性值保持时间，则气相或液相测量方法可能是合适的。可替选地，如果保持值年龄大于流体特性保持时间，则气相或液相测量方法可能是不合适的。

单相流可以通过小于单相驱动增益阈值的驱动增益值来检测。因此，自最近检测到单相流起的时间可以被定义为自驱动增益值超过单相驱动增益阈值并且维持基本上连续地大于单相驱动增益阈值起所经过的时间。即，非单相经过时间可以是驱动增益大于单相驱动增益阈值的时间。然而，多相流体流的测量时段可以以混合液-气流体流开始。

因此，选择测量校正方法的先决条件也可以是未检测到单相流。例如，先决条件可以是：单相流体流未被检测到并且直至检测到单相流体流，则将不选择诸如以上所讨论的气相测量方法或液相测量方法的单相依赖方法。替代地，可以选择不依赖于准确的液体密度值或气体质量流率值的另一方法直至检测到单相流。不依赖于准确的单相流体特性值的校正方法可以被称为不依赖单相校正方法(single-phase independent correctionmethod)。

如以上所讨论的，在保持值时间期间，流体特性值可以被气相或液相测量方法用作保持值。保持值时间可以基于过程状况等预先确定。保持值时间可以反映保持值准确的估计时间。因此，对于在保持值时间之后执行的任何测量校正，可以采用不依赖单相校正方法。例如，如果非单相经过时间大于保持值时间，则可以采用上述过程参数相关方法。

确定保持值类型也可以是先决条件。保持值类型可以是单相流体流的标识。例如，保持值类型可以是“气体”或“液体”，但是可以采用任何合适的标签。保持值类型可以指示单相流体流被识别为气体还是液体。可以使用该值来确定是将气相测量方法还是液相测量方法用作测量校正方法。例如，由于单相流体流被识别为液相流体流，所以流体流可以被假定为主要是液相流体流，这是因为主要是气相的流体流不太可能具有液相流体流。

一个或更多个过程参数值可以用于检测单相流体流，和/或将单相流体流识别为气体或液体流体流。例如，驱动增益可以用于检测单相流体流。更具体地，如果驱动增益值小于单相驱动增益阈值达检测时段，则流体流可以是单相流体流，因为混合相流可能由于流体流的变化的密度而具有振荡的驱动增益。附加地或可替选地，可以采用密度值来检测单相流体流并且/或者将单相流体流识别为液体流体流或气体流体流。在一个示例中，可以在驱动增益值小于单相驱动增益阈值并且密度值小于气体密度值阈值时识别到气体流体流。

无论是否检测到并且/或者识别出单相流体流，都可以基于一个或更多个过程参数值来选择上述方法或其他方法。例如，如果驱动增益值大于选择阈值并且非单流经过时间大于流体特性值保持时间，则可以采用不依赖单相方法。在另一示例中，如果驱动增益值大于选择阈值并且非单流经过时间小于流体特性值保持时间，并且保持值类型等于“气体”，则可以采用气相测量方法。

示例性算法

如以上说明的，可以检测并且/或者识别单相流体流来作为选择测量校正方法的先决条件。可以将驱动增益值与单相驱动增益阈值进行比较以检测单相流体流。附加地，可以通过将检测到的单相流体流的密度值与液相驱动增益阈值和/或气相驱动增益阈值进行比较来识别单相流体流。如可以理解的，只要单相流体流维持通过例如驱动增益小于单相驱动增益阈值而被检测到，则可以不需要对流体特性值进行校正。算法可以重复地检测单相流体流，直至混合相流体流出现。

当检测到单相流体流时，该算法还可以将流体特性值存储为保持值。例如，可以存储被识别为液相流体流的单相流体流的密度值。该算法还可以将所识别的流体流存储为保持值类型。例如，对于单相流体流被识别为液相流体流的情况，保持值类型可以是“液体”或指示单相流体流是液相流体流的某物。该算法还可以存储保持值时间，该保持值时间可以指示保持值可以是流体特性的准确测量结果的时长。

如果混合相流体流出现，则驱动增益值可能不会小于单相驱动增益阈值。因此，如果驱动增益值大于单相驱动增益阈值，则该算法可以检测到混合相流体流。如果驱动增益值大于单相驱动增益阈值，则该算法可以选择测量校正方法并对与检测到混合相流体流同时确定的流体特性值进行校正。例如，该算法可以基于传感器信号来确定流体特性值，并使用两种或更多种测量方法中所选择的一种测量方法来校正流体特性值。

可以基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择要使用的测量校正方法。一个或更多个过程参数值可以包括例如驱动增益值、保持类型、信号和测量结果的特征以及/或者非单流体流经过时间，但是可以采用任何合适的过程参数值。比较可以是数值关系(例如，大于、小于或等于)、选择比较(例如，保持类型为“液体”还是“气体”)、布尔比较(例如，检测到脉动或未检测到脉动)等。在算法中可以采用上述比较的各种组合。下面示出了示例性算法。

如果(驱动增益<单相驱动增益阈值)

如果(密度值>液体密度阈值)

{将保持值类型设置为“液体”}

{将密度值保存为液体密度值}

否则(密度值<气体密度阈值)

{将保持值类型设置为“气体”}

{将质量流率值保存为气体质量流率值}

否则(驱动增益>非单相驱动增益阈值)

并且(保持值类型＝气体)

并且(保持值年龄<保持值年龄限值)

并且(脉动＝假)

{使用气相测量方法}

否则(驱动增益>非单相驱动增益阈值)

并且(保持值类型＝液体)

并且(保持值年龄<保持值年龄限值)

并且(脉动＝假)

{使用液相测量方法}

否则(驱动增益>非单相驱动增益阈值)

并且(保持值年龄>保持值年龄限值)

并且(脉动＝假)

{使用驱动增益和密度相关法}

否则(驱动增益>单相驱动增益阈值)

并且(保持值年龄>保持值年龄限制)

并且(脉动＝真)

{使用高频段塞分析}

如可以看出的，示例性算法通过将驱动增益与单相驱动增益阈值进行比较来检测流体流是否是单相流体流，并且基于密度值与液体密度阈值和气体密度阈值之间的比较来将检测到的单相流体流识别为气体流体流或液体流体流。在检测并识别出单相流体流之后，该算法将流体特性值存储为保持值并且将所识别的流体流存储为保持值类型。该算法可以重复执行这些步骤，直至驱动增益值大于单相驱动增益阈值。

如果驱动增益值大于单相驱动增益阈值，则将附加过程参数值与参考值进行比较。例如，如果保持值类型为“气体”、保持值年龄小于保持值年龄限值并且脉动为“假”，则可以选择气相测量方法。在另一实例中，如果保持值年龄大于保持值年龄限值且脉动为真，则可以选择高频段塞分析。

示出测量校正方法的选择的曲线图

图3和图4示出了描绘采用测量校正方法时的过程参数值的曲线图300、400。如图3所示，曲线图300包括天数轴310、密度轴320和驱动增益轴330。天数轴310以天为单位，其中每周由“W”表示，随后是以“1”开始的数字。每个刻度线表示一天。密度轴320以克每立方厘米(g/cc)为单位，并且驱动增益轴330是无单位的。曲线图300还包括密度曲线340和驱动增益曲线350。如图4所示，曲线图400包括天数轴410、质量流率轴420和未经校正的质量流率轴430。天数轴410以天为单位，其中每周由“W”表示，随后是以“1”开始的数字。每个刻度线表示一天。质量流率轴420和未经校正的质量流率轴430以千克每秒(kg/sec)为单位。曲线图400还包括质量流率曲线440和未经校正的质量流率曲线450。质量流率曲线440表示经校正的质量流率，而未经校正的质量流率曲线450表示未经校正的质量流率。

参照图3，从W1到W8之后的几天，驱动增益曲线350通常约为100％。驱动增益曲线350可以指示：从W1到W8之后不久，流体流主要为混合相流体流。即，流体流是气体和液体的混合物。如还可以看出的，在W1之前，驱动增益曲线350不小于10％。作为结果，根据上述算法，不存储保持值类型。因此，可以采用驱动增益和密度相关方法或高频段塞分析。密度值也不被存储为保持值。

密度曲线340在整个天数范围内为约0.15g/cc，直到在W8与W9之间在正向方向和负向方向上具有间歇尖峰。例如，在W2之后不久，密度曲线340具有增加至约0.25g/cc的尖峰。该尖峰对应于驱动增益曲线350中的负向尖峰。更具体地，驱动增益曲线350从约100％减小到约8％。该值可以小于约为例如10％的单相驱动增益阈值。因此，密度曲线340中的尖峰的密度值可以代表单相流体流，或者更具体地，代表单相液体流体流。

在W8的大约第2.5天，驱动增益曲线350从约100％减小到小于10％。随后，存在高达100％的正向尖峰，但是在其他情况下驱动增益曲线350通常小于10％。另外，密度曲线340减小至约0.3g/cc。同样，为约0.3g/cc的密度曲线340可以小于诸如0.5g/cc的气体密度阈值。因此，该流体流可以主要是单相气体流，具有与密度曲线340中的正向尖峰同时发生的间歇混合相流体流。作为结果，根据上述算法，质量流率曲线440的质量流率值可以被存储为保持值，值“气体”可以被存储为保持值类型，并且保持值年龄可以从约W8的第2.5天开始。该算法还可以选择气相测量方法作为测量校正方法。

在图4中，可以使用气体测量校正方法来确定质量流率曲线440。在W1与W8之间，流体流主要是湿气体流体流，在W3、W5和W6处具有若干时段的单相液体流体流。在单相液体流体流期间，质量流率曲线440大于未经校正的质量流率曲线450。这可能是由于未经校正的质量流率曲线450是用不正确的空隙率(void fraction ratio)校正而引起的。如果采用过程参数相关方法，则经校正的质量流率值将更准确。

用于选择测量校正方法的计量电子设备

图5示出了用于选择测量校正方法的计量电子设备20。如图5所示，计量电子设备20包括接口501和处理系统502。计量电子设备20从例如传感器组件10接收振动响应。计量电子设备20对振动响应进行处理以获得流经传感器组件10的流动物料的流动特征。

接口501可以从图1和图2所示的拾取传感器170l、170r之一接收传感器信号165。接口501可以执行任何必要的或期望的信号调节，例如任何方式的格式化、放大、缓冲等。可替选地，可以在处理系统502中执行信号调节中的一些或全部。另外，接口501可以实现计量电子设备20与外部装置之间的通信。接口501能够进行任何方式的电子、光学或无线通信。接口501可以基于振动响应来提供信息。接口501可以与数字化装置例如图2中所示的CODEC222耦接，其中，传感器信号包括模拟传感器信号。数字化装置对模拟传感器信号进行采样并将其数字化，并且产生经数字化的传感器信号。

处理系统502进行计量电子设备20的操作，并且对来自传感器组件10的流量测量结果进行处理。处理系统502执行一个或更多个处理例程并且从而对流量测量结果进行处理以产生一个或更多个流量特征。处理系统502通信地耦接至接口501并且被配置成从接口501接收信息。

处理系统502可以包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路或一些其他的通用或定制处理装置。附加地或可替选地，处理系统502可以分布在多个处理装置之间。处理系统502还可以包括任何方式的集成或独立的电子存储介质，例如存储系统504。

存储系统504可以存储流量计量仪参数和数据、软件例程、常量值和变量值。在一个实施方式中，存储系统504包括由处理系统502执行的例程，例如振动计量仪5的操作例程510和补偿例程520。存储系统还可以存储统计值，例如标准偏差、置信区间等。

操作例程510可以基于通过接口501接收的传感器信号来确定一个或更多个过程参数512值和流体特性514值。过程参数512可以包括表征涉及流体流的过程的任何值。例如，过程参数512可以包括驱动增益值、谐振频率值、振动幅度值、密度值、质量流率值、校准值等。流体特性514可以包括作为流体流的特性的测量结果的值。例如，流体特性514可以包括密度值、质量流率值、体积流率值等。

可以将过程参数512与参考值516进行比较，以确定要选择哪种测量校正方法以及检测和确定单相流体流的类型。例如，参考值516可以包括单相驱动增益阈值，该单相驱动增益阈值可以用于在驱动增益值小于单相驱动增益阈值的情况下检测单相流体流。参考值516还可以包括值类型参考，例如“气体”或“液体”。参考值516还可以包括保持值年龄限值。

参考值516可以是任何合适的值类型，例如布尔值、数值、列表等。因此，补偿例程520可以确定一个或更多个过程参数值是否小于、大于或等于相应参考值。如以上所讨论的，可以基于至少两个比较的组合来选择测量校正方法。例如，根据上述算法，基于下述组合来选择气体测量方法：驱动增益大于非单流驱动增益阈值，保持值类型为“气体”，保持值年龄小于保持值年龄限值以及脉动为假。

补偿例程520可以对流体特性值例如质量流率值或密度值进行校正。例如，如以下将更详细地描述的，补偿例程520可以存储两种或更多种测量校正方法，并且基于一个或更多个过程参数512来选择这两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。因此，处理系统502可以被配置成存储两种或更多种测量校正方法。

如图5所示，处理系统502存储液体测量方法522、气体测量方法524、相关方法526和段塞分析方法528。液体测量方法522和气体测量方法524可以分别与以上描述的液体测量方法和气体测量方法相同或相似。相关方法526和段塞分析方法528可以分别与以上描述的过程参数相关方法和高频段塞分析方法相同或相似。

补偿例程520可以以各种方式基于一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。例如，补偿例程520可以基于一个或更多个过程参数值与相应参考值(例如以上描述的参考值516)的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。补偿例程520还确定选择测量校正方法的任何先决条件。

例如，补偿例程520可以基于一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流、确定单相流体流的流体特性以及基于流体特性来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。因此，补偿例程520可以将所识别的单相流体流存储为保持值类型。例如，如果补偿例程520检测并识别到单相液体流体流，则补偿例程520可以将“液体”存储为保持值类型。补偿例程520还可以将密度值存储为液体密度值。即，密度值可以被假定为液体流体流的精确测量结果。

补偿例程520还可以将流体特性值例如未经校正的测量结果542校正为经校正的测量结果544。未经校正的测量结果542和经校正的测量结果544可以是由振动计量仪5测量的物料的参数的值。该参数可以是任何合适的参数例如密度、质量流率，或者任何所得值例如空隙率百分比、混合物或混合物组分密度等。未经校正的测量结果542可以是例如与以上所描述的未经校正的质量流率曲线450的质量流率值类似的质量流率值。经校正的测量结果可以是例如与质量流率曲线440的质量流率值类似的质量流率值。

补偿例程520也可以同时执行两种或更多种校正方法并选择由其中一种测量校正方法输出的值。例如，补偿例程520可以同时执行液体测量方法522、气体测量方法524、相关方法526和/或段塞分析方法528，并输出由所选择的方法提供的值。例如，参照以上描述的图4，可以同时执行气体测量方法524和相关方法526，但是可以在W8的第2.5天之前提供由相关方法526确定的值，并且可以在W8的第2.5天之后提供由气体测量方法524确定的值。提供可以意指经由接口501或端口26提供流体特性值，但是可以采用任何合适的手段。

图5中还示出了保持值数据530，其可以包括保持值时间532和保持值类型534。如以上所讨论的，保持值时间532可以设置其中流体特性值可以由气相或液相测量方法用作保持值的时间段。保持值时间532可以反映保持值准确的估计时间。保持值类型534可以是单相流体流的标识。例如，保持值类型534可以是“气体”或“液体”，但是可以采用任何合适的标签。保持值类型534可以指示单相流体流被识别为气体或液体。

处理系统502可以因此提供经校正的测量结果。如图5所示，处理系统502包括测量结果540，其包括未经校正的测量结果542和经校正的测量结果544。测量结果540可以包括流体特性值。处理系统502可以对未经校正的测量结果542进行确定，并且在未经校正的测量结果542被确定时存储未经校正的测量结果542。处理系统502可以选择合适的测量校正方法来确定经校正的测量结果544。处理系统502可以相应地执行用于选择测量校正方法的方法，例如下面讨论的示例性方法。

用于选择测量校正方法的方法

图6示出了用于选择测量校正方法的方法600。如图6所示，方法600开始于在步骤610中存储两种或更多种测量校正方法。方法600可以由以上所描述的振动计量仪5和计量电子设备20执行，但是可以采用任何合适的振动计量仪和/或计量电子设备。在步骤620中，方法600确定一个或更多个过程参数值。在步骤630中，方法600基于一个或更多个过程参数值来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

方法600可以将一种或更多种测量校正方法存储在例如以上所描述的处理系统502中，但是可以采用任何合适的存储装置。过程参数值可以包括驱动增益、密度值、脉冲存在值等，但是可以采用任何合适的值。

在步骤630中，方法600可以基于一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。例如，方法600可以确定一个或更多个过程参数值是否小于、大于或等于相应参考值。方法600还可以基于比较中的至少两个比较的组合来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

在选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法之前，方法600可以执行一些先决条件。例如，方法600可以基于一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流并基于对单相流体流的识别来确定单相流体流的保持值类型。因此，方法600还可以将流体特性的保持值年龄与保持值时间进行比较并基于该比较来选择两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

以上所描述的振动计量仪5、计量电子设备20和方法600可以基于一个或更多个过程参数来选择测量校正方法。作为结果，所选择的测量校正方法可以更适合于流体流。即，由振动计量仪5、计量电子设备20和方法600提供的流体特性值可以更准确。例如，即使多相流体流以一段时间的单相液体流体流开始，由计量电子设备20提供的质量流率值也可以是多相流体流的准确质量流率测量结果，这是因为选择了液体测量方法而不是气体测量方法。

上述实施方式的详细描述并不是对发明人所设想的落入本说明书的范围内的所有实施方式的详尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，上述实施方式的某些元素可以被不同地组合或消除以创建另外的实施方式，并且这样的另外实施方式落入本说明书的范围和教示内。对于本领域普通技术人员将明显的是，上述实施方式可以整体或部分地组合以创建在本说明书的范围和教示内的附加实施方式。

因此，尽管出于说明性目的在本文中描述了特定实施方式，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本说明书的范围内可以进行各种等效修改。本文中提供的教示可以应用于其他用于选择测量校正方法的计量电子设备、振动计量仪以及方法，而不仅仅是以上所描述的和在附图中示出的实施方式。因此，以上描述的实施方式的范围应当根据所附权利要求书来确定。

Claims (16)

1.一种用于选择测量校正方法的计量电子设备(20)，所述计量电子设备(20)包括：

接口(501)，其被配置成通信地耦接至传感器组件(10)并从所述传感器组件(10)接收传感器信号；以及

处理系统(502)，其通信地耦接至所述接口(501)，所述处理系统(502)被配置成：

存储两种或更多种测量校正方法，其中，所述两种或更多种测量校正方法对所述传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿；

确定一个或更多个过程参数值；以及

基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

2.根据权利要求1所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)还被配置成：

基于所述传感器信号来确定流体特性值；以及

使用所述两种或更多种测量校正方法中所选择的一种测量校正方法来校正所述流体特性值。

3.根据权利要求1或2所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)被配置成基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：所述处理系统(502)被配置成基于所述一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

4.根据权利要求3所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)被配置成基于所述一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：所述处理系统(502)被配置成基于所述比较中的至少两个比较的组合来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)还被配置成：

基于所述一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流；以及

基于对所述单相流体流的识别来确定所述单相流体流的保持值类型。

6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)被配置成基于所述流体特性来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：所述处理系统(502)被配置成：

将所述流体特性的保持值年龄与保持值时间进行比较；以及

基于所述比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的计量电子设备(20)，其中，所述处理系统(502)还被配置成同时执行所述两种或更多种测量校正方法中的至少两种测量校正方法。

8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的计量电子设备(20)，其中，所述一个或更多个过程参数值是驱动增益值、密度值、保持值类型、保持值年龄和脉冲存在值中的至少一者。

9.一种用于选择测量校正方法的方法，所述方法包括：

存储两种或更多种测量校正方法，其中，所述两种或更多种测量校正方法对所述传感器组件中多相流体的多相效应进行补偿；

确定一个或更多个过程参数值；以及

基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

基于所述传感器信号来确定流体特性值；以及

使用所述两种或更多种测量校正方法中所选择的一种测量校正方法来校正所述流体特性值。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，基于所述一个或更多个过程参数值来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：基于所述一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于所述一个或更多个过程参数值与相应参考值的比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：基于所述比较中的至少两个比较的组合来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

13.根据前述权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括：

基于所述一个或更多个过程参数值来检测和识别单相流体流；以及

基于对所述单相流体流的识别来确定所述单相流体流的保持值类型。

14.根据前述权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，基于所述流体特性来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法包括：

将所述流体特性的保持值年龄与保持值时间进行比较；以及

基于所述比较来选择所述两种或更多种测量校正方法中的一种测量校正方法。

15.根据前述权利要求9至14中任一项所述的方法，还包括同时执行所述两种或更多种测量校正方法中的至少两种测量校正方法。

16.根据前述权利要求9至15中任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个过程参数值是驱动增益值、密度值、保持值类型、保持值年龄和脉冲存在值中的至少一者。

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