DE112004000612B4

DE112004000612B4 - Null-Einstellungstechniken für ein Durchflußmeßgerät

Info

Publication number: DE112004000612B4
Application number: DE112004000612.0T
Authority: DE
Inventors: Wade M. Mattar
Original assignee: Schneider Electric Systems USA Inc
Current assignee: Schneider Electric Systems USA Inc
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: US20060090537A1; WO2004092680A3; DE112004000612T5; US20100307220A1; US7690240B2; WO2004092680A2; US6997032B2; US20040200259A1; US20070144234A1; US7185526B2

Abstract

Verfahren zum Kalibrieren eines Durchflußmessers bzw. Durchflußmeßgeräts, umfassend:Bestimmen einer Mehrzahl von Kalibrierwerten, wobei die Kalibrierwerte Messungen von Material in einem Strömungs- bzw. Durchflußrohr entsprechen, wobei das Durchflußrohr mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist;Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Durchflußmeßgeräts, wobei jeder der Betriebsparameter während dem Bestimmen seines entsprechenden Kalibrierwerts vorhanden ist; und Speichern der Kalibrierwerte in Assoziation mit ihren entsprechenden Betriebsparametern, wobei das Verfahren weiters umfasst:Bestimmen eines gegenwärtigen Betriebsparameters des Durchflußmeßgeräts; undBestimmen eines gegenwärtigen Kalibrierwerts zur Verwendung während eines Erhaltens einer Massenstrommessung basierend auf dem gegenwärtigen Betriebsparameter, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters ein Bestimmen einer Materialdichte in dem Durchflußrohr umfaßt,dadurch gekennzeichnet, dass ein Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus der Mehrzahl von Betriebsparametern ein Assoziieren eines ersten Kalibrierwerts mit einem Dichtebereich umfaßt, und ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts umfaßt:Messen einer gegenwärtigen Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchflußrohr;Bestimmen, daß die gegenwärtige Dichte in den Dichtebereich fällt; undAuswählen des ersten Kalibrierwerts.

Description

Technisches Gebiet
Diese Beschreibung bezieht sich auf Durchflußmesser bzw. Durchflußmeßgeräte.
Hintergrund
Durchflußmeßgeräte stellen Information über Materialien zur Verfügung, welche durch eine Leitung transferiert werden. Beispielsweise stellen Massenflußmeßgeräte eine Messung der durch eine Leitung transferierten Materialmasse zur Verfügung. In ähnlicher Weise stellen Dichtedurchflußmeßgeräte oder Densitometer eine Messung der Dichte von Material zur Verfügung, das durch eine Leitung strömt bzw. fließt. Massenflußmeter können auch eine Messung der Dichte des Materials zur Verfügung stellen.
Beispielsweise basieren Coriolis-artige Massendurchflußmeßgeräte auf dem Coriolis-Effekt, in welchem Material, das durch eine Leitung fließt, eine sich radial bewegende Masse wird, welche durch eine Coriolis-Kraft beeinflußt ist und daher einer Beschleunigung unterliegt. Zahlreiche Coriolis-artige Massendurchflußmeßgeräte induzieren eine Coriolis-Kraft durch ein sinusartiges Oszillieren einer Leitung um eine Schwenkachse orthogonal zur Länge der Leitung. In derartigen Massenflußmeßgeräten wird die Coriolis-Reaktionskraft, die durch die sich bewegende Fluidmasse erfahren wird, auf die Leitung selbst übertragen und als eine Ablenkung oder Versetzung der Leitung in der Richtung des Coriolis-Kraftvektors in der Ebene einer Rotation manifestiert.
Zusammenfassung
US 2002/0198668 A1 offenbart ein Verfahren zum Kalibrieren eines Durchflußmessers bzw. Durchflußmessgeräts gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einem System nach Anspruch 11 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem allgemeinen Aspekt wird ein Durchflußmeßgerät kalibriert bzw. geeicht. Eine Mehrzahl von Eich- bzw. Kalibrierwerten wird bestimmt, wobei die Kalibrierwerte Messungen von Material in einem Strömungs- bzw. Flußrohr entsprechen, wobei das Flußrohr mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist. Jeder der Kalibrierwerte ist mit einem aus einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Durchflußmeßgeräts assoziiert, wobei jeder der Betriebsparameter während der Bestimmung seines entsprechenden Kalibrierwerts vorhanden ist. Die Kalibrierwerte sind bzw. werden in Assoziation mit ihren entsprechenden Betriebsparametern gespeichert.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Beispielsweise beim Bestimmen der Mehrzahl von Kalibrierwerten kann eine Mehrzahl von Null-Durchfluß-Kalibrierwerten entsprechend den Messungen bestimmt werden, wo die Messungen Massenstrommessungen inkludieren bzw. beinhalten, die in fehlerhafter Weise durch das Durchflußmeßgerät während einer Zeit eines im wesentlichen Null-Massenstroms durch das Durchflußrohr indiziert bzw. angezeigt sind. Ein gegenwärtiger Betriebsparameter des Durchflußmeßgeräts kann bestimmt werden, und ein gegenwärtiger Kalibrierwert zur Verwendung während eines Erhalts einer Massenstrommessung kann basierend auf dem gegenwärtigen Betriebsparameter bestimmt werden.
Beim Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters kann eine Dichte des Materials in dem Durchflußrohr bestimmt werden. In diesem Fall kann ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts des Flußmeters ein Messen einer gegenwärtigen Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Flußrohr beinhalten bzw. umfassen.
Beim Assoziieren bzw. Zuordnen jedes der Kalibrierwerte mit einem aus der Mehrzahl von Betriebsparametern kann ein erster Kalibrierwert mit einem Dichtebereich assoziiert werden. In diesem Fall kann beim Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts eine gegenwärtige Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchfluß- bzw. Flußrohr gemessen werden, es kann bestimmt werden, daß die gegenwärtige Dichte innerhalb des Dichtebereichs fällt und der erste Kalibrierwert kann ausgewählt werden.
Beim Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus der Mehrzahl von Betriebsparametern kann eine mathematische Beziehung zwischen den Kalibrierwerten und der Mehrzahl von Betriebsparametern verwendet werden. In diesem Fall kann beim Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts eine gegenwärtige Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchflußrohr gemessen werden, die gegenwärtige Dichte kann im Zusammenhang bzw. in Verbindung mit der mathematischen Beziehung verwendet werden, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert zu bestimmen, und der gegenwärtige Kalibrierwert kann ausgewählt werden.
Beim Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters kann eine Konfiguration von Flußelementen, die mit dem Durchflußrohr assoziiert sind, bestimmt werden. In diesem Fall kann beim Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts eine Eingabe von einem Benutzer akzeptiert werden, wobei die Eingabe eine gegenwärtige Konfiguration von Durchfluß- bzw. Flußelementen identifiziert. Zusätzlich oder alternativ beim Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts kann eine erste Dichte eines ersten Materials in dem Strömungs- bzw. Flußrohr gemessen werden, auf eine Korrelation zwisehen der ersten Dichte und der ersten Konfiguration von Flußelementen kann zugegriffen werden, und ein erster Kalibrierwert entsprechend der ersten Konfiguration kann ausgewählt werden.
Beim Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters kann ein Gasblasenanteil des Materials in dem Flußrohr bestimmt werden. In diesem Fall kann beim Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts eine Eingabe des Gasblasenanteils von einem Meßsystem
des Gasblasenanteils erhalten werden, und der gegenwärtige Kalibrierwert kann aus einer vorbestimmten Liste von assoziierten bzw. zugehörigen Kalibrierwerten und Gasblasenanteilen ausgewählt werden.
Gemäß einem weiteren allgemeinen Aspekt beinhaltet ein Kalibriersystem ein Meßsystem, das betätigbar ist, um Messungen von Material in einem Durchfluß- bzw. Flußrohr auszugeben, wo das Flußrohr mit einem Durchflußmeßgerät bzw. -messer assoziiert ist, ein Eich- bzw. Kalibriersystem, das betätigbar ist, um Kalibrierwerte zu bestimmen, wobei jeder auf einer entsprechenden Messung basiert, die durch das Meßsystem ausgegeben ist, und einen Speicher, der betätigbar ist, um jeden der Kalibrierwerte im Zusammenhang mit einem Betriebsparameter zu speichern, der mit einem Betrieb bzw. einer Betätigung des Durchflußmeßgeräts zu einem Zeitpunkt der entsprechenden Messung assoziiert ist.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann das Kalibriersystem betätigbar sein, um einen Kalibrierwert aus dem Speicher basierend auf einem gegenwärtigen Betriebsparameter zu wählen, der mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist. Die Messung kann eine Massenstromgeschwindigkeit bzw. -rate des Materials beinhalten, und weiters können die Kalibrierwerte Null-Kalibrierwerte entsprechend fehlerhaft detektierten Massenstrommessungen des Materials während eines Zeitpunkts eines im wesentlichen Null-Stroms beinhalten.
Die Betriebsparameter können eine Dichte des Materials beinhalten. Das Kalibriersystem kann betätigbar sein, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf einer gegenwärtigen Dichte des Materials in dem Durchflußrohr auszuwählen, wie dies durch das Meßsystem gemessen ist. Das Kalibriersystem kann betätigbar sein, um den gegenwärtigen Kalibrierwert durch ein Assoziieren der gegenwärtigen Dichte mit einem vorab gewählten Bereich von Dichten auszuwählen, welche in dem Speicher in Assoziation mit dem gegenwärtigen Kalibrierwert gespeichert sind. Das Kalibriersystem kann betätigbar sein, um den gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf der gegenwärtigen Dichte und einer mathematischen Beziehung zwischen den Kalibrierwerten und den entsprechenden Betriebsparametern auszuwählen.
Der Betriebsparameter kann eine Konfiguration von Strömungs- bzw. Flußelementen beinhalten, die mit dem Durchflußrohr assoziiert sind. Das Kalibriersystem kann betätigbar bzw. betreibbar sein, um eine gegenwärtige Konfiguration zu akzeptieren, die durch einen Betätiger eingegeben ist, und um einen gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf der gegenwärtigen Konfiguration auszuwählen. Das Kalibriersystem kann betätigbar sein, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert durch ein Bestimmen einer gegenwärtigen Konfiguration basierend auf einer gegenwärtig gemessenen Dichte auszuwählen, welche zuvor mit der gegenwärtigen Konfiguration assoziiert wurde.
Die Betriebsparameter können einen Gasblasenanteil von Flußelementen innerhalb des Durchflußrohrs beinhalten. Das Kalibriersystem kann betätigbar sein, um einen gegenwärtigen Gasblasenanteil aus einem Meßsystem einer gasfreien Fraktion zu erhalten, und kann weiters betätigbar sein, um einen entsprechenden gegenwärtigen Kalibrierwert aus dem Speicher auszuwählen.
Das Meßsystem, das Kalibriersystem und der Speicher können mit dem Durchflußmeßgerät integriert sein.
Gemäß einem anderen allgemeinen Aspekt wird ein Durchflußmeßgerät betätigt bzw. betrieben. Ein Betriebsparameter, der mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist, wird bestimmt. Ein Null-Durchfluß-Kalibrierwert basierend auf dem Betriebsparameter wird bestimmt, basierend auf einer Mehrzahl von zuvor bestimmten Null-Durchfluß-Kalibrierwerten. Eine Messung einer Eigenschaft eines Materials innerhalb des Durchflußrohrs, das mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist, wird unter Verwendung des Durchflußmeßgeräts genommen. Die Messung wird unter Verwendung des Null-Strom- bzw. -Durchfluß-Kalibrierwerts eingestellt.
Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann beim Bestimmen des Betriebsparameters ein Bestimmen einer Konfiguration von Strömungs- bzw. Flußelementen bestimmt werden, die mit dem Durchflußrohr assoziiert sind. Beim Bestimmen des Null-Durchfluß-Kalibrierwerts kann der Null-Durchfluß-Kalibrierwert aus den zuvor bestimmten Null-Durchfluß-Kalibrierwerten gewählt werden, als seien sie der Null-Durchfluß-Kalibrierwert, welcher dem einen aus einem Satz von Konfigurationen entspricht, wobei jeder aus dem Satz von Konfigurationen zu einem Zeitpunkt vorlag, wenn sein entsprechender Null-Durchfluß-Kalibrierwert zuvor bestimmt war.
Beim Bestimmen des Betriebsparameters kann eine Auswahl der Konfiguration aus einem vorbestimmten Satz von Konfigurationen akzeptiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Dichte des Materials gemessen werden, und die Dichte kann mit einer ersten Konfiguration assoziiert sein bzw. werden.
Die Betriebsparameter kann eine Dichte des Materials in dem Durchflußrohr beinhalten. In diesem Fall kann ein Bestimmen des Null-Durchfluß-Kalibrierwerts ein Assoziieren der Dichte mit einem Bereich von Dichten und ein Auswählen des Null-Durchfluß-Kalibrierwerts aus der Mehrzahl von zuvor bestimmten Null-Durchfluß-Kalibrierwerten basierend auf einer vorab bestimmten Beziehung zwischen dem Bereich von Dichten und dem Null-Durchfluß-Kalibrierwert umfassen bzw. beinhalten.
Beim Bestimmen des Null-Durchfluß-Kalibrierwerts kann die Dichte in eine mathematische Beziehung eingegeben werden, die aus einer Beziehung zwischen den zuvor bestimmten Null-Durchfluß-Kalibrierwerten und entsprechenden Dichtmessungen abgeleitet ist bzw. wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Null-Durchfluß-Kalibrierwert aus der Mehrzahl von zuvor bestimmten Null-Durchfluß-Kalibrierwerten basierend auf einer vorab bestimmten Beziehung zwischen dem Betriebsparameter und dem Null-Durchfluß-Kalibrierwert gewählt werden.
Beim Bestimmen des Betriebsparameters kann ein Gasblasenanteil des Materials in dem Durchflußrohr bestimmt werden. Beim Bestimmen des Gasblasenanteils kann ein gegenwärtiger Gasblasenanteil von einem Meßsystem des Gasblasenanteils erhalten werden, und weiters beinhaltet Bestimmen des Null-Durchfluß-Kalibrierwerts ein Auswählen eines gegenwärtigen Null-Durchfluß-Kalibrierwerts, welcher zuvor mit der gegenwärtigen Messung des Gasblasenanteils assoziiert wurde.
Die Details von einer oder mehreren Implementierung (en) sind in den beiliegenden Zeichnungen und der unten folgenden Beschreibung ausgeführt. Andere Merkmale werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen offensichtlich werden.
Figurenliste

1A ist eine Darstellung eines Coriolis-Durchflußmeßgeräts unter Verwendung eines gebogenen Durchflußrohrs.
1B ist eine Darstellung eines Coriolis-Durchflußmeßgeräts unter Verwendung eines geraden Durchflußrohrs.
2 ist ein Blockdiagramm eines Coriolis-Durchflußmeßgeräts.
3 ist ein Blockdiagramm eines Durchflußmeßgeräts, das im Zusammenhang mit einer oder mehreren einer Mehrzahl von Materialien unterschiedlicher Dichte arbeitet.
4 ist eine Darstellung, die Null-Kalibrierwerte vergleicht, die bei unterschiedlichen Fluiddichten kalkuliert bzw. berechnet wurden.
5 ist ein Blockdiagramm eines Durchflußmeßgeräts, das im Zusammenhang mit einer Mehrzahl von Rohr- oder/und Pumpkonfigurationen arbeitet.
6 ist ein Flußdiagramm, das Techniken zum Auswählen eines Null-Kalibrierwerts illustriert.

Detaillierte Beschreibung
Arten von Durchflußmeßgeräten umfassen bzw. beinhalten digitale Durchflußmeßgeräte. Beispielsweise offenbart US-Patent Nr. 6 311 136 B1 , welches hiedurch durch Bezugnahme mitumfaßt bzw. aufgenommen ist, die Verwendung eines digitalen Durchflußmeßgeräts bzw. -messers und einer entsprechenden Technologie, beinhaltend Signalverarbeitungs- und Meßtechniken. Derartige digitale Durchflußmeßgeräte können sehr präzise in ihren Messungen mit geringem oder vernachlässigbarem Rauschen sein, und können fähig sein, einen weiten Bereich von positiven und negativen Verstärkungen an der Treiberschaltung für ein Antreiben der Leitung zu ermöglichen. Derartige digitale Durchflußmeßgeräte sind somit in einer Vielzahl von Einstellungen bzw. Umgebungen vorteilhaft. Beispielsweise offenbart das gemeinsam übertragene US-Patent Nr. 6 505 519 B2 , welches durch Bezugnahme mitumfaßt ist, die Verwendung eines weiten Verstärkungsbereichs und/oder die Verwendung einer negativen Verstärkung, um ein Anhalten zu verhindern und genauer eine Steuerung bzw. Kontrolle des Durchflußrohrs selbst während schwieriger Bedingungen, wie einem Zweiphasenstrom durchzuführen bzw. auszuüben.
Obwohl digitale Durchflußmeßgeräte spezifisch unten unter Bezugnahme auf 1 und 2 diskutiert werden, sollte verstanden werden, daß analoge Durchflußmeßgeräte ebenfalls existieren. Obwohl derartige analoge Durchflußmeßgeräte für typische Nachteile bzw. Unzulänglichkeiten einer Analogschaltung, z.B. niedrige Präzision und hohe Rauschermessungen, relativ zu digitalen Durchflußmeßgeräten anfällig sein können, können sie auch mit den verschiedenen Techniken und Implementierungen, die hier diskutiert sind, kompatibel sein. So wird in der nachfolgenden Diskussion der Ausdruck „Durchflußmeßgerät“ oder „Meßgerät“ verwendet, um sich auf jede beliebige Art von Vorrichtung und/oder System zu beziehen, in welchem ein Coriolis-Durchflußmeßgerätsystem verschiedene Steuer- bzw. Regelsysteme verwendet und entsprechende bzw. zugehörige Elemente verwendet, um einen Massenstrom eine Dichte und/oder andere Parameter eines Materials bzw. von Materialien zu messen, das bzw. die sich durch ein Durchflußrohr oder eine andere Leitung bewegen.
1A ist eine Darstellung bzw. Illustration eines digitalen Durchflußmeßgeräts unter Verwendung eines gebogenen Strömungs- bzw. Durchflußrohrs 102. Spezifisch kann das gebogene Durchflußrohr 102 verwendet werden, um ein oder mehrere physikalische(s) Merkmal(e) von beispielsweise einem (sich bewegenden) Fluid zu messen, worauf oben Bezug genommen wurde. In 1A tauscht ein digitaler Transmitter 104 Sensor- und Antriebssignale mit dem gebogenen Durchflußrohr 102 derart aus, so daß beide eine Oszillation des gebogenen Durchflußrohrs 102 erfassen und um die Oszillation des gebogenen Durchflußrohrs 102 entsprechend anzutreiben. Durch ein schnelles und genaues Bestimmen der Sensor- und Antriebssignale stellt der digitale Transmitter 104, wie oben erwähnt, einen schnellen und genauen Betrieb des gebogenen Durchflußrohrs 102 sicher. Beispiele des digitalen Transmitters 104, der mit dem gebogenen Durchflußrohr verwendet wird, sind beispielsweise in der gemeinsam bzw. allgemein übertragenen US 6 311 136 B1 zur Verfügung gestellt.
1B ist eine Illustration eines digitalen Durchflußmeßgeräts unter Verwendung eines geraden Durchflußrohrs 106. Spezifischer wirkt in 1B das gerade Durchflußrohr 106 mit dem digitalen Transmitter 104 zusammen. Ein derartiges gerades Durchflußrohr arbeitet ähnlich wie das gebogene Durchflußrohr 102 auf einem Konzeptniveau, und hat verschiedene Vorteile/Nachteile gegenüber dem gebogenen Durchflußrohr 102. Beispielsweise kann das gerade Durchflußrohr 106 leichter (vollständig) befüllt und ausgeleert werden als das gebogene Durchflußrohr 102, einfach aufgrund der Geometrie seiner Konstruktion. Im Betrieb kann das gebogene Durchflußrohr 102 bei einer Frequenz von beispielsweise 50 - 110 Hz arbeiten, während das gerade Durchflußrohr 106 bei einer Frequenz von beispielsweise 300 - 1,000 Hz arbeiten kann.
Bezugnehmend auf 2 umfaßt bzw. beinhaltet ein digitales Durchflußmeßgerät 200 einen digitalen Transmitter 104, einen oder mehrere Bewegungssensoren 205, eine oder mehrere Antriebe bzw. Treiber 210, ein Durchflußrohr 215 (welches auch als eine Leitung bezeichnet werden kann und welche entweder das gebogene Durchflußrohr 102, das gerade Durchflußrohr 106 oder jede andere Art von Durchflußrohr darstellen bzw. repräsentieren kann), und einem Temperatursensor 220. Der digitale Transmitter 104 kann unter Verwendung von einem oder mehreren beispielsweise einem Prozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA), einem ASIC, anderen programmierbaren logischen oder Gate Arrays oder einer programmierbaren Logik mit einem Prozessorkern implementiert sein.
Der digitale Transmitter 104 generiert bzw. erzeugt eine Messung von beispielsweise Dichte und/oder Massenstrom eines Materials, das durch das Durchflußrohr 215 fließt bzw. strömt, basierend wenigstens auf Signalen, die von den Bewegungssensoren 205 empfangen sind bzw. erhalten werden. Der digitale Transmitter 104 steuert bzw. regelt auch die Antriebe bzw. Treiber 210, um eine Bewegung in dem Durchflußrohr 215 zu induzieren. Diese Bewegung wird durch die Bewegungssensoren 205 abgetastet bzw. erfaßt.
Dichtemessungen des Materials, das durch das Durchflußrohr fließt bzw. strömt, beziehen sich beispielsweise auf die Frequenz der Bewegung des Durchflußrohrs 215, welche in dem Durchflußrohr 215 durch die Antriebskraft induziert ist, die durch die Antriebe 210 zur Verfügung gestellt ist, und/oder auf die Temperatur des Durchflußrohrs 215. In gleicher Weise bezieht sich der Massenstrom durch das Durchflußrohr 215 auf die Phase und Frequenz der Bewegung des Durchflußrohrs 215, ebenso wie auf die Temperatur des Durchflußrohrs 215.
Die Temperatur in dem Durchflußrohr 215, welche unter Verwendung des Temperatursensors 220 gemessen wird, beeinflußt bestimmte Eigenschaften des Durchflußrohrs, wie seine Steifigkeit und seine Abmessungen. Dieser digitale Transmitter 104 kann diese Temperatureffekte kompensieren. Diese Temperatur beeinflußt beispielsweise eine Betriebsfrequenz des digitalen Transmitters 104, eine Abtastrate eines Analog-zu-Digital-Wandlers und/oder eine Kristallfrequenz, die mit einem Referenz- bzw. Bezugstaktgeber assoziiert ist, der durch den Transmitter 104 verwendet wird. Auch ist in 2 ein Sensor 222 eines Gasblasenanteils inkludiert, (der unten im Detail diskutiert werden wird), welcher betätigbar bzw. betreibbar ist, um zu bestimmen, welcher Prozentsatz eines Materials in dem Durchflußrohr 215, falls überhaupt einer, aus einem Gas zusammengesetzt ist. Obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist, können andere Sensoren inkludiert bzw. enthalten sein, wie beispielsweise ein Drucksensor, welcher betätigbar ist, um einen Druck eines Materials zu erfassen, das durch das Durchflußrohr 215 fließt bzw. strömt.
Wenn Messungen eines Massenstroms (und/oder einer Dichte) ausgeführt werden, kann eine Kalibrierung des Durchflußmeßgeräts erforderlich sein, um eine Systemleistung insbesondere über lange Zeitdauern und/oder über einen extensiven Betrieb des Durchflußmeßgeräts aufrecht zu erhalten. Eine Kalibriertechnik ist als „Null-Einstellen“ bzw. „Null-Abgleichen“ oder „Null-Kalibrierung“ bekannt. In einem Null-Abgleichverfahren wird ein Materialstrom durch das Durchflußrohr 215 gestoppt (beispielsweise stromaufwärtige und stromabwärtige Ventile können geschlossen werden) während einer Zeit, wenn das Durchflußrohr 215 mit dem Material gefüllt ist. Als ein Ergebnis gibt es einen Null-Strom bzw. -Durchfluß des Materials, welcher zu einer entsprechenden Ablesung einer Null-Durchfluß-Ausgabe durch das Durchflußmeßgerät führen sollte.
Aus verschiedenen Gründen kann es jedoch der Fall sein, daß das Durchflußmeßgerät eine Nicht-Null (fehlerhafte) Flußgeschwindigkeit bzw. Strömungsrate während eines Zeitraums eines Null-Stroms bzw. -Durchflusses ausgibt. In diesen Fällen kann die (fehlerhafte) Nicht-Null-DurchflußGeschwindigkeit bei einem Null-Strom bzw. -Durchfluß als ein Kalibrierfaktor verwendet werden; d.h. beispielsweise kann von einem gemessenen Fluß subtrahiert (oder zu diesem addiert) werden, um eine genaue, d.h. null-korrigierte Ablesung des Flusses während nachfolgenden Ablesungen zu erhalten.
Das Null-Einstellungsverfahren kann beispielsweise ein Füllen des Durchflußrohrs 215 mit einem Prozeßfluid umfassen. Dann wird der Strom auf Null gebracht, während das Durchflußmeßgerät gefüllt bleibt. Der resultierende fehlerhafte Fluß ungleich Null, der durch Durchflußmeßgerät angezeigt wird, kann über einen Zeitraum gemittelt werden, um den Null-Kalibrierwert zu bestimmen.
Indem ein derartiges Null-Abgleichungsverfahren durchgeführt wird, kann eine Art von Durchflußrohr, das gegenwärtig verwendet wird, relevant sein beim Erhalten und Verwenden des Null-Kalibrierwerts. Zusätzlich kann es der Fall sein, daß der Null-Kalibrierwert auch eine Funktion von Faktoren oder Parametern ist, welche sich auf den speziellen Betrieb von einem beliebigen verwendeten Durchflußmeßgerät beziehen. D.h., der Null-Kalibrierwert kann eine Funktion von verschiedenen Parametern sein, wie z.B. einer Dichte des (der) Prozeßfluids(e) einer Konfiguration von externen Elementen, die mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert sind (z.B. Ventilen, Pumpen, Rohren), oder einer Temperatur (wie sie durch den Temperatursensor 220 gemessen ist). Als ein Ergebnis kann, wenn einer oder mehrere dieser Parameter sich ändern, der zuvor berechnete Null-Kalibrierwert weniger genau sein.
Beispielweise kann in einem Coriolis-Massendurchflußmeßgerät der Null-Kalibrierwert für Fluide, die unterschiedliche Dichten besitzen, unterschiedlich sein. Ein Grund hiefür kann sein, daß die Antriebsfrequenz für das Durchflußrohr 215 teilweise basierend auf einer Fluiddichte gewählt ist, und die Massenflußablesung beim Null-Durchfluß kann stark von der Frequenz abhängig sein. So kann in Anwendungen, wo Fluide mit stark variierender Dichte involviert sind, oder Anwendungen, wo zahlreiche Fluide durch dasselbe Meßgerät hindurchgeführt werden, der berechnete Null-Kalibrierwert nicht ausreichend genau sein.
Als ein weiteres Beispiel bezieht sich die Phrase „Chargieren aus dem Leeren“ auf einen Zustand, in welchem ein Durchflußmeßgerät vollständig zwischen Chargen von gemessenen Materialien entleert wird, (d.h. es ist am Beginn und am Ende der Messung leer). In dieser Situation kann der Null-Kalibrierwert, wenn das Durchflußrohr 215 voll ist, bemerkenswert unterschiedlich von dem Null-Kalibrierwert sein, wenn das Durchflußrohr leer ist. Andere Beispiele, in welchen ein Null-Kalibrierwert eine Änderung in Antwort auf veränderte (oder sich verändernde) Durchflußmeßgerät-Bedingungen erfordert, sind unten in größerem Detail diskutiert.
Um einen genauen Null-Kalibrierwert in einer großen Vielzahl von Einstellungen zur Verfügung zu stellen, werden gesonderte Null-Kalibrierwerte in unterschiedlichen Umgebungen bestimmt, und mit der Umgebung korreliert, in welcher sie erhalten wurden. Dann wird während einer nachfolgenden Verwendung des Durchflußmeßgeräts ein geeigneter Null-Kalibrierwert aus der Umgebung, die vorliegt, basierend auf den zuvor erhaltenen Werten bestimmt.
In 2 beinhaltet dann der digitale Transmitter 104 verschiedene Elemente, die ausgebildet sind, um die oben beschriebene Kalibrierfunktionalität zu implementieren. Es sollte verstanden werden, daß einige oder alle dieser Elemente (gemeinsam mit anderen Elementen des digitalen Transmitters 104, nicht explizit in 2 gezeigt sind) auch während eines normalen Betriebs eines Durchflußmeßgeräts 200 verwendet werden können (z.B. nachdem Null-Kalibrierwerte bestimmt wurden).
So beinhaltet der digitale Transmitter 104 ein Meßsystem 225, welches betätigbar bzw. betreibbar ist, um eine Messung zu erhalten, wie eine Massenstrommessung und/oder eine Dichtemessung. Eine Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230, basierend auf wenigstens einer Messung, welche durch das Meßsystem 225 ausgegeben wird, bestimmt einen Null-Kalibrierwert entsprechend einem Betriebsparameter des Durchflußmeßgeräts 200 zu dem Zeitpunkt der Messung. Beispielsweise kann das Meßsystem 225 eine fehlerhafte Nicht-Null-Messung eines Massenstroms eines gegebenen Materials während eines Zeitpunkts eines im wesentlichen Null-Stroms bzw. -Durchflusses des Materials durch das Durchflußrohr 215 ebenso wie eine Dichte des Materials ausgeben. Das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 kann dann einen Null-Kalibrierwert bestimmen, der mit der Massenstrommessung assoziiert ist, und diesen Null-Kalibrierwert mit der gemessenen Dichte korrelieren, um als Korrekturfaktor während nachfolgender Massenstrommessungen eines Materials bzw. von Materialien verwendet zu werden, das bzw. die jene Dichte besitzt bzw. besitzen.
So kann, wie in dem gerade gegebenen Beispiel, der Betriebsparameter beispielsweise einen Parameter beinhalten, welcher durch das Meßsystem 225 detektierbar und meßbar ist, wie die Dichte (oder Temperatur) des Materials. Als ein weiteres Beispiel kann der Betriebsparameter einen Parameter inkludieren, welcher in das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 durch einen Betätiger eingegeben werden kann, wie eine Konfiguration des Durchflußmeßgeräts oder eine Konfiguration von verschiedenen Strömungs- bzw. Flußelementen, die mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert sind, wie Rohren, Ventilen oder Verteiler.
Das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 korreliert spezielle Null-Kalibrierwerte mit speziellen entsprechenden Betriebsparametern und speichert diese Werte und Korrelationen in einem Speicher 235. Während eines nachfolgenden Betriebs des Durchflußmeßgeräts 200 kann ein Kalibrierauswahlsystem 240 einen geeigneten Null-Kalibrierwert unter Verwendung des Speichers 235 auswählen oder anders bestimmen. In einer Implementierung bestimmt das Kalibriersystem den geeigneten Null-Kalibrierwert automatisch, während in einer anderen Implementierung ein Betätiger den geeigneten Null-Kalibrierwert direkt aus dem Speicher 235 auswählt. So wird ein geeigneter Null-Kalibrierungswert dem Meßsystem 225 zugängig bzw. verfügbar gemacht, so daß das Meßsystem 225 während eines Normalbetriebs des Durchflußmeßgeräts 200 hochgenaue null-eingestellte Messungen ausgeben kann.
Das Kalibrierauswahlsystem 240 kann einen Null-Kalibrierwert aus dem Speicher 235 in einer Vielzahl von Wegen auswählen. Beispielsweise kann, wenn Null-Kalibrierwerte und Betriebsparameter, welche eine entsprechende Anzahl von Fluiddichten beinhalten, in dem Speicher 235 gespeichert sind, das Kalibrierauswahlsystem 240 mit dem Meßsystem 225 zusammenwirken, um eine Dichte eines Materials zu bestimmen, das gegenwärtig in dem Durchflußrohr 215 vorhanden ist. Dann kann das Kalibrierauswahlsystem einen Null-Kalibrierwert, entsprechend dieser Dichte auswählen. Auf diese Weise können hochgenaue angepaßte bzw. entsprechende Massenstrommessungen während einer zukünftigen Verwendung des Durchflußmeßgeräts erhalten werden, selbst wenn eine Mehrzahl von Materialien unterschiedlicher Dichte durch das Durchflußmeßgerät gemessen werden.
3 ist ein Blockdiagramm 300 eines Durchflußmeßgeräts, das in Zusammenhang mit einem oder einer Mehrzahl von Materialien unterschiedlicher Dichte arbeitet. Wie in 3, wird ein flüssiges Material in ein Ventil 302 und dadurch in ein Meßgerät 304 zugeführt. Weiters wird in 3 ein dampfförmiges oder gasförmiges Material durch ein Ventil 306 und in das Meßgerät 304 zugeführt. Es sollte verstanden werden, daß, obwohl dies nicht explizit in 3 gezeigt ist, das Meßgerät 304 beispielsweise alle der Merkmale enthalten kann, die oben unter Bezugnahme auf das Durchflußmeßgerät 200 beschrieben sind und weiters im US-Patent 6,311,136 und/oder 6,505,519 beschrieben sind.
In 3 kann das Ventil 302 geöffnet werden, während das Ventil 306 geschlossen ist, so daß das Meßgerät 304 nur das flüssige Material mißt. Demgegenüber kann das Ventil 306 geöffnet sein bzw. werden, während das Ventil 302 geschlossen ist, so daß das Meßgerät 304 nur das gasförmige Material mißt. Weiters können die Ventile 302 und 306 jeweils teilweise oder abwechselnd offen sein, so daß sich sowohl das flüssige als auch das gasförmige Material durch das Meßgerät 304 während einem gegebenen Zeitraum hindurchbewegen.
Somit kann, wie dies oben beschrieben ist, eine Dichte der Flüssigkeit und eine Dichte des Gases (z.B. Luft) mit einem geeigneten Null-Kalibrierwert assoziiert sein. Dann kann während nachfolgenden Messungen das Meßgerät 304 eine Dichte des Materials bestimmen, das gegenwärtig dadurch fließt, und den entsprechenden Null-Kalibrierwert entsprechend auswählen.
Es sollte verstanden werden, daß zahlreiche Änderungen für die Konfiguration existieren, die in 3 gezeigt ist. Beispielsweise könnten mehr als zwei Materialien auf diese Weise durch das Meßgerät 304 gemessen werden. Auch mehrere Arten von Flüssigkeiten (oder Gasen) könnten gleichzeitig inkludiert sein (im Gegensatz zu einem oder mehreren von jedem).
In einer Implementierung wird eine Mischung derselben zwei Fluide durch das Meßgerät 304 hindurchgeführt, während Verhältnisse der Fluide relativ zueinander variieren können. Beispielsweise können in 3 die Flüssigkeit und das Gas durch das Meßgerät 304 gleichzeitig hindurchtreten statt aufeinanderfolgend, und der Prozentsatz des Gases (z.B. die „Leer-Fraktion“) kann über die Zeit variieren. Wenn die Leer-Fraktion bzw. der Gasblasenanteil ansteigt, wird die Dichte der Flüssigkeit/Gas-Mischung stark abfallen, wobei dies möglicherweise in dem Erfordernis für einen unterschiedlichen Null-Kalibrierwert resultiert.
Verschiedene Techniken existieren für ein Messen des Gasblasenanteils . Beispielsweise existieren verschiedene Sensoren oder Testköpfe, welche in den Strom eingesetzt werden können, um einen Gasblasenanteil zu bestimmen. Als ein weiteres Beispiel kann ein Venturi-Rohr (z.B. ein Rohr mit einer beschränkten Drossel, welche Fluiddrücke und Geschwindigkeiten durch eine Messung von Differentialdrücke bestimmt, die an der Drossel generiert werden, wenn ein Fluid das Rohr durchquert), welches auf der Tatsache beruht, daß sich ein Gas allgemein mit höherer Geschwindigkeit als eine Flüssigkeit(en) durch eine Einschnürung bewegt, verwendet werden, um einen Druckgradienten zu bestimmen und damit eine Bestimmung des Gasblasenanteils zu ermöglichen. In einigen Systemen, wie dies oben unter bezug auf 2 festgehalten wurde, können Messungen von Gasblasenanteilen unter Verwendung einer Einrichtung, (z. B. des Sensors 222 des Gasblasenanteils) erhalten werden, welcher vollständig außerhalb des Durchflußrohrs liegt. Beispielsweise können Sonarmessungen genommen werden, um einen Gasblasenanteil zu bestimmen. Als ein spezifisches Beispiel eines derartigen auf Sonar basierenden Systems kann das SONARtrac™ Überwachungssystem eines Gasblasenanteils, das durch CiDRA Corporation in Wallingford, Connecticut hergestellt wird, verwendet werden.
Die Situation einer Leer-Fraktion tritt beispielsweise ein, wenn das Meßgerät 304 einen Flüssigkeits- und Gasstrom gleichzeitig mißt (z.B. wenn eine Kombination von Öl und kohlenwasserstoffhaltigem Gas gemessen wird, welche durch eine Ölquelle ausgegeben wird), oder wenn ein Meßgerät in einer Anwendung für ein „Chargieren vom Leeren aus“ verwendet wird, auf die oben Bezug genommen wurde. In diesen und ähnlichen Situationen kann der Benutzer beispielsweise das Meßgerät 304 auf Null stellen, während es voll Flüssigkeit ist, und den Null-Kalibrierwert und die Dichte speichern. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, wenn das Meßgerät 304 leer ist (z.B. voll Luft). Dann wird während eines Betriebs das Meßgerät 304 den Null-Kalibrierwert verwenden, der mit dem Gas assoziiert ist, wenn vorherrschend Gas vorliegt, und würde den Null-Kalibrierwert verwenden, der mit der Flüssigkeit assoziiert ist, wenn es nahezu voll ist. Dieses Verfahren könnte weiter ausgedehnt werden, um Null-Kalibrierwerte für eine Vielzahl von Leerfraktionen zu speichern.
Zusätzlich oder alternativ kann jede der verschiedenen Techniken, die oben für ein Bestimmen von Gasblasenanteilen diskutiert wurden (oder jede andere Technik) verwendet werden, um Gasblasenanteile zu bestimmen, welche dann mit entsprechenden Null-Kalibrierwerten assoziiert werden können. In eine Implementierung kann ein Meßsystem eines Gasblasenanteils , wie beispielsweise ein externer Sensor oder ein Testkopf ähnlich zu den oben diskutierten ein Signal direkt an eine Eingabe des Transmitters 104 ausgeben, die in dem Transmitter 104 zu bearbeiten ist, um einen Gasblasenanteil
zu bestimmen (z.B. kann analog dem Temperatursensors 220 von 2 positioniert und verbunden bzw. angeschlossen sein). In einer anderen Implementierung kann das Signal von einem externen Sensor oder einem Testkopf mit einer gesonderten Berechnungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Steuer- bzw. Regelsystem eines Durchflußrechners verbunden sein, wobei die Bestimmung eines Gasblasenanteils darin ausgeführt wird. In noch einer anderen Implementierung kann der Sensorkopf oder Testkopf selbst eine einstückig bzw. integral ausgebildete Berechnungsressource aufweisen, welche betätigbar ist, um einen Gasblasenanteil für eine direkte Ausgabe an den Transmitter 104 zu bestimmen.
4 ist eine Darstellung 400, die Null-Kalibrierwerte vergleicht, die bei unterschiedlichen Fluiddichten berechnet wurden. In der Darstellung von 4 entspricht ein erster Datenpunkt 402 einem Null-Kalibrierwert, der (durch das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230) für ein Material mit einer ersten Dichte bestimmt wurde, wie dies durch das Meßsystem 225 gemessen wurde. In gleicher Weise entsprechen ein zweiter und dritter Datenpunkt 404 und 406 Null-Kalibrierwerten, die für Materialien bestimmt wurden, die eine zweite bzw. dritte Dichte aufweisen. Diese Datenpunkte 402, 404 und 406 können dann mit ihren entsprechenden Dichtewerten durch das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 assoziiert werden und in dem Speicher 225 gespeichert werden, so daß ein geeigneter Null-Kalibrierwert durch das Kalibrierauswahlsystem 240 während zukünftiger Messungen gewählt werden kann.
Beispielsweise kann es ähnlich zu der Implementierung von 3 der Fall sein, daß (in diesem Fall drei) unterschiedliche Fluide alternativ durch dasselbe Durchflußmeßgerät bearbeitet werden, wobei jedes der drei unterschiedlichen Fluide eine Dichte entsprechend einem der Datenpunkte 402, 404 und 406 aufweist. In einer Implementierung kann dann das Kalibriersystem 240 einfach einen Null-Kalibrierwert entsprechend einer gemessenen der drei Dichten auswählen, möglicherweise aus einer Tabelle, die sich auf die Null-Kalibrierungs- und Dichtewerte bezieht, die in dem Speicher 235 gespeichert sind.
In einem weiteren Beispiel kann ein Fluid verwendet werden, das eine Dichte aufweist, welche nicht direkt mit einem der Datenpunkte 402, 404 und 406 übereinstimmt bzw. diesem entspricht. In diesem Fall können die drei Datenpunkte 402, 404 und 406 nichtsdestotrotz verwendet werden, um einen geeigneten Null-Kalibrierwert zu erhalten. Beispielsweise kann eine Anzahl von Dichtebändern 408, 410, 412, 414, 416 und 418 innerhalb eines relevanten Dichtebereichs so bestimmt werden, daß die Null-Kalibrierwerte, die diesen Datenpunkten 402, 404 und 406 entsprechen, mit einem entsprechenden Dichteband assoziiert sind. Die Bänder können in dem Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 und/oder dem Kalibrierauswahlsystem 240 aufgebaut sein und in dem Speicher 235 gespeichert sein. Die Bänder können beispielsweise auf einer Herstellerbestimmung basieren oder könnten ein konfigurierbarer Parameter sein, welcher durch einen Benutzer des Durchflußmeßgeräts eingestellt sind.
Sobald die Bänder für ein Fluid eingerichtet sind, das eine Dichte innerhalb von einem der Bänder aufweist, kann ein geeigneter Null-Kalibrierwert gewählt werden. Beispielsweise kann, dann wenn ein Fluid, das eine Dichte aufweist, die in das Dichteband 410 fällt, durch das Durchflußmeßgerät bearbeitet wird, der Null-Kalibrierwert entsprechend dem Datenpunkt 402 verwendet werden.
Etwas ähnlich kann, wenn die Datenpunkte 402, 404 und 406 eine Art von Beziehung zueinander besitzen, wie linear, quasi-linear oder eine verfolgbare Beziehung, das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 zwischen den Datenpunkten interpolieren (z.B. linear interpolieren). Auf diese Weise könnte ein Fluid, das eine Dichte irgendwo innerhalb des relevanten Bereichs aufweist, mit einem entsprechenden Null-Kalibrierwert korreliert werden, welcher eine Messung verbesserter Genauigkeit produzieren würde. In diesem Fall kann der Speicher 235 verwendet werden, um eine mathematische Beziehung oder einen Algorithmus zu speichern, der durch das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 abgeleitet ist, statt (oder zusätzlich zu) einer Tabelle von entsprechenden bzw. zugehörigen Werten.
5 ist ein Blockdiagramm 500 eines Durchflußmeßgeräts 502, das im Zusammenhang mit einer Mehrzahl von Rohr- und/oder Pumpkonfigurationen arbeitet. In 5 wird ein erstes Material oder Produkt 504 durch eine Pumpe 506 und ein Ventil 508 gepumpt, bevor es das Meßgerät 502 erreicht. Ein zweites Produkt 510 wird durch eine Pumpe 512 und ein Ventil 514 gepumpt, bevor es das Meßgerät 502 erreicht. Schließlich wird in 5 ein drittes Produkt 516 zu dem Meßgerät 502 gesandt, nachdem es zu einem Ventil 518 über eine Schwerkraftzuführung 520 zugeführt wurde. So bilden das erste Produkt 504, die Pumpe 506 und das Ventil 508 eine erste Konfiguration 522, das zweite Produkt 510 die Pumpe 512 und das Ventil 514 bilden eine zweite Konfiguration 524, und das dritte Produkt 516, das Ventil 518 und die Schwerkraftzuführung 520 bilden eine dritte Konfiguration 526.
In 5 können die drei Produkte 504, 510 und 516 dieselbe Dichte aufweisen oder nicht. Selbst in dem Fall, wo zwei oder mehrere der Dichten gleich sind (oder selbst wo zwei der Produkte gleich sind), können jedoch Null-Kalibrierwerte, die mit jeder der Konfigurationen 522, 524 und 526 assoziiert sind, voneinander unterschiedlich sein aufgrund beispielsweise der Konfigurationselemente (z.B. der Ventile 508, 514, 518, der Pumpen 506 und 512 oder der Schwerkraftzuführung 520), welche verwendet sind, und/oder der Art und Weise, in welcher die Konfigurationselemente miteinander verbunden sind.
So wird in einem beispielhaften Fall, und ähnlich zur Darstellung von 4 ein Null-Kalibrierwert bestimmt für (und assoziiert mit) jeder der Konfigurationen 522, 524 und 526 und für eine zukünftige Verwendung gespeichert. Eine Auswahl eines geeigneten Null-Kalibrierwerts wird dann während Messungen durch eine gesonderte bzw. diskrete Eingabe von einem Betätiger des Durchflußmeßgeräts 502 bestimmt, z.B. durch eine Eingabe in das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 und/oder das Kalibrierauswahlsystem 240 einer gegenwärtig verwendeten Konfiguration.
In einem spezifischeren Beispiel sind die verschiedenen Null-Kalibrierwerte mit ihren entsprechenden Konfigurationen in der oben beschriebenen Weise assoziiert und die Konfigurationen und die entsprechenden Null-Kalibrierwerte werden dann auf einem Ausgabeschirm angezeigt bzw. dargestellt, der mit dem digitalen Transmitter 104 assoziiert ist. Auf diese Weise kann ein Benutzer einfach durch die gespeicherten Konfigurationen abrollen bzw. suchen, um einen geeigneten Null-Kalibrierwert auszuwählen.
In einem weiteren Beispiel werden, wenn die drei Produkte unterschiedliche Dichten aufweisen, dann diese drei Dichten mit einer spezifischen Konfiguration und einem entsprechenden Null-Kalibrierwert korreliert. Dann bestimmt während der Messungen das Durchflußmeßgerät eine Dichte eines gegenwärtig gemessenen Produkts und bestimmt dadurch den geeigneten Null-Kalibrierwert automatisch. Mit anderen Worten bestimmt das Meßgerät 502, daß basierend auf einer gegebenen Dichte eines gegenwärtigen Produkts eine spezielle Konfiguration vorliegt. Dann kann basierend auf dieser Dichte und dieser Konfiguration der geeignete Null-Kalibrierwert ausgewählt werden.
6 ist ein Flußdiagramm 600, das eine Technik zum Auswählen eines Null-Kalibrierwerts, wie oben beschrieben, illustriert. In 6 wird angenommen, daß ein spezielles Durchflußrohr oder eine Durchflußrohrart verwendet wird. So kann bzw. können, wenn ein neues oder ein unterschiedliches Durchflußrohr verwendet wurde, (die) das oben beschriebene(n) Verfahren ein Wiederholen erfordern, um eine Genauigkeit des Durchflußmeßgeräts im Zusammenhang mit dem neuen Durchflußrohr sicherzustellen.
Um zu beginnen, führt ein Benutzer eine Null-Kalibrierung für jede Bedingung bzw. jeden Zustand aus, d.h. für jeden Betriebsparameter (602). Wie in den obigen Beispielen könnte dies ein Durchführen von Null-Kalibrierungen für Materialien beinhalten, die mehrere unterschiedliche Dichten (604) aufweisen, oder könnte ein Durchführen von Null-Kalibrierungen für mehrere unterschiedliche Konfigurationen (606) beinhalten, oder beides. Die Null-Kalibrierwerte beziehen sich auf ihre entsprechenden Betriebsparameter durch das Kalibrierbestimmungs- und Korrelationssystem 230 und diese Werte und ihre Beziehungen zueinander (beinhaltend möglicherweise eine mathematischen Beziehung zwischen den Werten) sind in dem Speicher 235 aufgezeichnet (608) .
Dann beginnt ein Fluß eines speziellen Materials (in einer speziellen Konfiguration) (610). Der geeignete Null-Kalibrierwert wird durch das Kalibrierauswahlsystem 240 (612) ausgewählt. Beispielsweise kann das Durchflußmeßgerät verwendet werden, um eine Dichte des gegenwärtig fließenden bzw. strömenden Fluids zu messen, worauf die Dichte mit einem speziellen Null-Kalibrierwert in einer oder mehreren Weisen korreliert wird (614), die oben beschrieben sind. Als ein anderes Beispiel kann der Null-Kalibrierwert basierend auf einer gegenwärtigen verwendeten Konfiguration/Produkt ausgewählt werden, wie sie durch einen Benutzer, möglicherweise im Wege eines Abrollens der Eingabe/Ausgabeanzeige eingegeben wird (616).
Messungen werden dann für einen bestimmten Zeitraum ausgeführt (618). Wenn Charakteristika bzw. Merkmale eines neuen Materials (neuer Materialien) und/oder einer Konfiguration zu vermessen sind (620), dann wird der Fluß dieses Materials (in dieser Konfiguration) initiiert (610), und der Null-Kalibrierwert wird entsprechend eingestellt. Ansonsten endet der Prozeßfluß (622).
Obwohl Dichte und mechanische Konfigurationen in erster Linie oben als Beispiele von Betriebsparametern diskutiert wurden, welche die Null-Kalibrierwertauswahl beeinflussen können, können andere Faktoren die Auswahl eines geeigneten Null-Kalibrierwerts beeinflussen. Beispielsweise kann ein Null-Kalibrierwert temperaturabhängig für weite Schwankungen in der Temperatur von beispielsweise etwa 40 oder 50 °C oder mehr sein. Die verschiedenen Verfahren, die oben beschrieben sind, können mit derartigen Temperaturvariationen ausgeführt werden, da die Temperatur ebenfalls gemessen wird (spezifisch unter Verwendung des Temperatursensors 220).
Die oben beschriebenen Techniken können beispielsweise durch einen Hersteller während dem Einbau des Durchflußmeßgeräts ausgeführt werden. Alternativ können die Techniken durch einen Benutzer des Durchflußmeßgeräts periodisch oder während Routinemessungen ausgeführt werden. Die Techniken können während einem Reinigen des Durchflußmeßgeräts vorteilhaft sein, während welchem reinigende bzw. Reinigungsmaterialien durch das Durchflußmeßgerät bearbeitet werden können.
Zahlreiche Arten von Materialien können im Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Implementierungen verwendet werden. Beispielsweise können die Durchflußmeßgerät-Null-Einstellungstechniken verwendet werden, um eine Dichte und/oder einen Massenstrom von Flüssigkeiten, wie Petroleumöl bzw. Erdöl (z.B. Naphtha, natürlich oder destilliert) oder anderen Kohlenwasserstoffmaterialien, Nahrungsmittel und nahrungsmittelbezogenen Materialien, ebenso wie Reinigungsmaterialien zu vermessen. In gleicher Weise können das Durchflußmeßgerät und die Null-Abgleichtechniken verwendet werden, um eine Dichte und/oder einen Massenstrom von verschiedenen Gasen, beinhaltend Luft, Erdgas und elementaren Gasen, wie Helium zu messen. Als ein Ergebnis sind Anwendungen für diese und entsprechende Techniken weit gestreut, beinhaltend Nahrungsmittelindustrien, Medikamentenherstellung, Öl- und Gasverarbeitung und verschiedene andere Industrien.
Darüber hinaus ist es, obwohl die oben diskutierten Implementierungen die direkte Integration von Null-Einstellungstechniken mit einem Durchflußmeßgerät in Betracht ziehen, wie ein Implementieren der Techniken in einem Softwaremodul, das mit dem digitalen Transmitter 104 assoziiert ist, auch möglich, die Null-Kalibrierwerte unabhängig von dem bestimmten Transmitter- oder Steuer- bzw. Regelsystem zu bestimmen, das verwendet wird. In diesem Fall könnten die Null-Kalibrierwerte extern von einer Meßausgabe des digitalen Transmitters 104 subtrahiert werden (oder dazugezählt werden).
Eine Anzahl von Implementierungen wurde beschrieben. Nichtsdestotrotz wird verstanden werden, daß verschiedene Modifikationen gemacht werden können. Dementsprechend sind andere Implementierungen innerhalb des Rahmens der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Durchflußmessers bzw. Durchflußmeßgeräts, umfassend: Bestimmen einer Mehrzahl von Kalibrierwerten, wobei die Kalibrierwerte Messungen von Material in einem Strömungs- bzw. Durchflußrohr entsprechen, wobei das Durchflußrohr mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist; Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus einer Mehrzahl von Betriebsparametern des Durchflußmeßgeräts, wobei jeder der Betriebsparameter während dem Bestimmen seines entsprechenden Kalibrierwerts vorhanden ist; und Speichern der Kalibrierwerte in Assoziation mit ihren entsprechenden Betriebsparametern, wobei das Verfahren weiters umfasst: Bestimmen eines gegenwärtigen Betriebsparameters des Durchflußmeßgeräts; und Bestimmen eines gegenwärtigen Kalibrierwerts zur Verwendung während eines Erhaltens einer Massenstrommessung basierend auf dem gegenwärtigen Betriebsparameter, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters ein Bestimmen einer Materialdichte in dem Durchflußrohr umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus der Mehrzahl von Betriebsparametern ein Assoziieren eines ersten Kalibrierwerts mit einem Dichtebereich umfaßt, und ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts umfaßt: Messen einer gegenwärtigen Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchflußrohr; Bestimmen, daß die gegenwärtige Dichte in den Dichtebereich fällt; und Auswählen des ersten Kalibrierwerts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Bestimmen der Mehrzahl von Kalibrierwerten ein Bestimmen einer Mehrzahl von Null-Durchfluß-Kalibrierwerten entsprechend den Messungen umfaßt, wo die Messungen Massenstrommessungen beinhalten, die in fehlerhafter Weise durch das Durchflußmeßgerät während einer Zeit eines im wesentlichen Null-Massenstroms durch das Durchflußrohr angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts des Durchflußmeßgeräts ein Messen einer gegenwärtigen Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchflußrohr umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Assoziieren von jedem der Kalibrierwerte mit einem aus der Mehrzahl von Betriebsparametern das Verwenden einer mathematischen Beziehung zwischen den Kalibrierwerten und der Mehrzahl von Betriebsparametern umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts umfaßt: Messen einer gegenwärtigen Dichte eines gegenwärtigen Materials in dem Durchflußrohr; Verwenden der gegenwärtigen Dichte im Zusammenhang mit der mathematischen Beziehung, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert zu bestimmen; und Auswählen des gegenwärtigen Kalibrierwerts.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters ein Bestimmen einer Konfiguration von Strömungs- bzw. Flußelementen umfaßt, die mit dem Durchflußrohr assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts ein Akzeptieren einer Eingabe von einem Benutzer umfaßt, wobei die Eingabe eine gegenwärtige Konfiguration von Durchflußelementen identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts umfaßt: Messen einer ersten Dichte eines ersten Materials in dem Durchflußrohr; Zugreifen auf eine Korrelation zwischen der ersten Dichte und einer ersten Konfiguration von Durchflußelementen; und Auswählen eines ersten Kalibrierwerts entsprechend der ersten Konfiguration.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Betriebsparameters ein Bestimmen eines Gasblasenanteil des Materials in dem Durchflußrohr umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Bestimmen des gegenwärtigen Kalibrierwerts umfaßt: Erhalten einer Eingabe eines Gasblasenanteils von einem Meßsystem des Gasblasenanteils; und Auswählen des gegenwärtigen Kalibrierwerts aus einer vorbestimmten Liste von assoziierten Kalibrierwerten und Gasblasenanteil.
Kalibriersystem, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: ein Meßsystem, das betätigbar bzw. betreibbar ist, um Materialmessungen in einem Durchflußrohr auszugeben, wobei das Durchflußrohr mit einem Durchflußmeßgerät bzw. -messer assoziiert ist; ein Kalibriersystem, das betätigbar ist, um Kalibrierwerte zu bestimmen, von welchen jeder auf einer entsprechenden Messung basiert, die durch das Meßsystem ausgegeben ist; und einen Speicher, der betätigbar ist, um jeden der Kalibrierwerte im Zusammenhang mit einem Betriebsparameter zu speichern, der mit einem Betrieb des Durchflußmeßgeräts zu einer Zeit der entsprechenden Messung assoziiert ist.
System nach Anspruch 11, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um einen Kalibrierwert aus dem Speicher basierend auf einem gegenwärtigen Betriebsparameter auszuwählen, der mit dem Durchflußmeßgerät assoziiert ist.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Messung eine Massenstromgeschwindigkeit bzw. -rate des Materials umfaßt, und wobei weiters die Kalibrierwerte Null-Kalibrierwerte entsprechend fehlerhaft detektierten Massenstrommessungen des Materials während einer Zeit eines im wesentlichen Null-Stroms beinhalten.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Betriebsparameter eine Dichte des Materials umfaßt.
System nach Anspruch 14, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf einer gegenwärtigen Materialdichte in dem Durchflußrohr, wie sie durch das Meßsystem gemessen ist, auszuwählen.
System nach Anspruch 15, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um den gegenwärtigen Kalibrierwert durch ein Assoziieren der gegenwärtigen Dichte mit einem vorab gewählten Bereich von Dichten, welche in dem Speicher gespeichert sind, im Zusammenhang mit dem gegenwärtigen Kalibrierwert auszuwählen.
System nach Anspruch 15, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um den gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf der gegenwärtigen Dichte und einer mathematischen Beziehung zwischen den Kalibrierwerten und ihren entsprechenden Betriebsparametern auszuwählen.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Betriebsparameter eine Konfiguration von Flußelementen beinhaltet, die mit dem Flußrohr assoziiert sind.
System nach Anspruch 18, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um eine gegenwärtige Konfigurationseingabe durch einen Betätiger zu akzeptieren, und um einen gegenwärtigen Kalibrierwert basierend auf der gegenwärtigen Konfiguration auszuwählen.
System nach einem der Ansprüche 18 bis 19, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um einen gegenwärtigen Kalibrierwert durch ein Bestimmen einer gegenwärtigen Konfiguration basierend auf einer gegenwärtig gemessenen Dichte auszuwählen, welche zuvor mit der gegenwärtigen Konfiguration assoziiert war.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der Betriebsparameter ein Gasblasenanteil von Flußelementen innerhalb des Durchflußrohrs beinhalten.
System nach Anspruch 21, wobei das Kalibriersystem betätigbar ist, um einen gegenwärtigen Gasblasenanteil von einem Meßsystem des Gasblasenanteils zu erhalten, und weiters betätigbar ist, um einen entsprechenden gegenwärtigen Kalibrierwert aus dem Speicher auszuwählen.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei das Meßsystem, das Kalibriersystem und der Speicher mit dem Durchflußmeßgerät integriert sind.