HU215870B - Eljárás Coriolis-mérőműszeregység működtetésére, és berendezés Coriolis-mérőműszeregységen átáramló anyag sűrűségének meghatározására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás Cőriőlis-mérőműszeregység (10)működtetésére, és berendezés Cőriőlis-mérőműszeregységen (10) átáramlóanyag sűrűségének meghatárőzására. Az eljárás és berendezés javítőttpőntősságú kimenő sűrűségadatőkat szőlgáltat annak a tételnek amegvalósítása útján, hőgy az anyaggal töltött rezgő áramlási cső (130)önrezgésszáma az áramlási csövön (130) átfőlyó anyag tö egáramánaknövekedésével csökken. Az eljárás sőrán mérjük a rezgő áramlási cső(130) önrezgésszámát, amikőr az anyag átfőlyik rajta. A mértrezgésszámőt helyesbítjük, hőgy az önrezgésszámnak az anyag ramlás(tömegáram) őkőzta csökkenését kőmpenzáljűk. A helyesbítettönrezgésszámőt az anyag sűrűségének kiszámításáhőz használjűk. Aberendezés tartalmaz egy egységet, amely az önrezgésszám mérésérereagálva az áramlási cső (130) helyesbített rezgésszámát megadó jeletállít elő, és ez a helyesbített rezgésszám annyival nagyőbb aönrezgésszámnál, amennyivel az önrezgésszám a helyesbítettrezgésszámról lecsökkent az áramlási csövön (130) átfőlyó anyagtömegárama következtében. A berendezés tartalmaz tővábbá egy egységet,amel a helyesbített rezgésszámőt megadó jel előállítására reagálvakimenőjelet állít elő, ami megadja az áramlási csövön (130) átfőlyóanyag sűrűségét. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás Coriolis-mérőműszeregység működtetésére, és berendezés egy Coriolismérőműszeregységen átáramló anyag sűrűségének meghatározására. A Coriolis-elv szerinti mérőműszer ezen működtetését a mérőműszeren átfolyó anyag sűrűségének meghatározása végett alkalmazzuk. A mérőműszer tartalmaz legalább egy rezgőcsövet, amelynek az önrezgésszáma a csövön átfolyó anyag tömegáramának (időegység alatt átfolyó tömegének) növekedésével csökken. Az eljárás során mérjük a rezgőcső önrezgésszámát, amikor az anyag átfolyik rajta.

Az ismert Coriolis-sűrűségmérőket, így például a Ruesch US 4,876,879 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett Coriolis-sűrűségmérőt annak feltételezésével tervezték és működtetik, hogy a sűrűségmérés pontosságát nem befolyásolják a mért közeg tömegáramának, hőmérsékletének, viszkozitásának vagy nyomásának változásai. Ezenkívül ezeket a sűrűségmérőket annak feltételezésével tervezték, hogy a hajtott áramlási csövek önrezgésszámának változásait csak az áramlási csövön átfolyó anyag sűrűségének változásai idézik elő. Ezek a mérőműszerek a sűrűségmérési eredményt közvetlenül a mért önrezgésszámból határozták meg.

Minden Coriolis-sűrűségmérőhöz hozzá van rendelve az ajánlott működési paraméterek, így a hőmérséklet, tömegáram, sűrűség, viszkozitás, nyomás, stb. specifikált tartománya. Az ezekkel a feltételezésekkel tervezett Coriolis-sűrűségmérők kellőképpen működtek és kiváló eredményeket szolgáltattak a legtöbb felhasználónál, ha az ajánlott működési tartományokat betartották. Ezeknek a mérőműszereknek kitűnő a teljesítőképességük, és ez a kimenőadatok nagy pontosságával párosul.

Bekövetkezhetnek azonban olyan körülmények, amelyek között a Coriolis-sűrűségmérőt ajánlott működési tartományán kívül vagy a tömegáramok ajánlott működési tartományának felső határa közelében működtetik. Ilyen feltételek között a kimenőadatok pontossága némileg csökken az ajánlott működési tartományon belül működtetett mérőműszer kimenőadatainak szokásos pontosságához képest.

Ezért, ha felhasználónál nagyobb tömegáramokra volt szükség, akkor nagyobb kapacitású Coriolis-sűrűségmérőre kellett átkapcsolnia, hogy az áramlásmérőt elfogadható nyomáseséssel működtethesse. A Coriolisáramlásmérők fejlesztése azonban kisebb nyomáseséseket eredményezett, amik hatékonyan kiszélesítették az áramlásmérő hasznos tartományát. Azok a felhasználók, akik áramlásmérőiket ebben a kiszélesített - a korábban ajánlott tartományt esetleg meghaladó - tartományban működtetik, olyan kimeneti adatokat kaphatnak, amelyeknek a pontossága nem a lehető legnagyobb.

A fenti problémát megoldja és a technika állásához képest előrelépést jelent a jelen találmány, ami lehetővé teszi, hogy a tömegáram eddig ajánlott működési tartományán kívül eső feltételek között működő Coriolis-sűrűségmérőtől nagy pontosságú kimeneti adatokat kapjunk.

Találmányunk célja növelt pontosságú kimenő sűrűségadatokat szolgáltató és növelt működési tartományban működő Coriolis-mennyiségmérő (tömegárammérő) és az ennek működtetésére szolgáló eljárás.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az áramlási cső önrezgésszámának mérésére reagálva a cső helyesbített rezgésszámát megadó jelet állítunk elő. Ez a helyesbített rezgésszám annyival nagyobb az önrezgésszámnál, amennyivel az önrezgésszám a helyesbített rezgésszámról a csövön átfolyó anyag tömegárama következtében lecsökkent. A helyesbített rezgésszámot megadó jel előállítására reagálva kimenőjelet állítunk elő, ami megadja a csövön átfolyó anyag sűrűségét.

A feladatot a berendezés tekintetében, a találmány értelmében, úgy oldjuk meg, hogy a berendezés tartalmaz egy egységet, amely az áramlási cső önrezgésszámának mérésére reagálva a cső helyesbített rezgésszámát megadó jelet állít elő. Ez a helyesbített rezgésszám annyival nagyobb az önrezgésszámnál, amennyivel az önrezgésszám a helyesbített rezgésszámról a csövön átfolyó anyag tömegárama következtében lecsökkent. A berendezés tartalmaz továbbá egy egységet, amely a helyesbített rezgésszámot megadó jel előállítására reagálva kimenőjelet állít elő, ami megadja a csövön átfolyó anyag sűrűségét.

Az adott szakterületen tevékenykedő szakemberek számára ismeretes, hogy a Coriolis-sűrűségmérő rezgőcsövének önrezgésszáma nem állandó, hanem a rezgőcsövön átfolyó anyag tömegáramának növekedésével csökken. Annak ellenére, hogy ez a jelenség ismert, ezt az eddig rendelkezésre álló Coriolis-sűrűségmérők tervezői nem vették figyelembe. Ennek a jelenségnek a lehetséges negatív következményeit úgy kerülték el, hogy mindegyik mérőműszer működését nyomásesési megfontolások alapján elméleti tömegárama működési tartományának alsó részére korlátozták. Ennek hatása a mérőműszer kimeneti adatainak pontosságára elhanyagolható. A korábbi Coriolis-sűrűségmérők ajánlott működési tartományon kívüli használata azonban olyan kimeneti adatokat eredményezett, amelyek kevésbé pontosak, mint az ajánlott működési tartományok betartása esetén kapott adatok. Ennek oka az, hogy a tömegáram ajánlott működési tartományán kívül eső működtetéskor az áramlásmérő olyan ponton dolgozik, amelyen az önrezgésszám csökkenése szignifikáns. Az önrezgésszámnak ez a csökkenése nagyon nagy áramlási sebességeken még szignifikánsabbá válik.

Azt a problémát, hogy nagyobb áramlási sebességek esetén pontos sűrűségmérési eredményeket kapjunk, a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az eljárás és berendezés figyelembe veszi azt a tényt, hogy a hajtott áramlási cső mért önrezgésszámát befolyásolja mind az áramlási csövön átfolyó anyag sűrűsége, mind az anyag tömegárama. A mért önrezgésszámot a találmány értelmében ezekkel a tényezőkkel helyesbítjük, hogy az önrezgésszám meghatározása pontosabb legyen. Ezután ezt a helyesbített önrezgésszámot használjuk az anyag sűrűségének nagy pontosságú mérésére.

HU 215 870 Β

Az eddig ismert Coriolis-mennyiségmérőket Ruesch US 4,876,879 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírása szerint tervezték és működtették. A tapasztalatok szerint a Ruesch-típusú mérőműszer a tömegáramok és sűrűségek korlátozott tartományában jól működik, de nem veszi figyelembe a rezgő szerkezet bizonyos jellemzőit, amelyek befolyásolhatják a mérőműszer pontosságát, ha megkísérelik a működési tartomány kiszélesítését.

A rezgő csövön átfolyó anyagáram más hatásait figyelembe vevő elméleti modellt G. W. Housner fejlesztett ki a Trans-Arabia csővezetéken az 1950-es években végzett tanulmányok során. Ezt a modellt G. W. Housner „Bending Vibrations of a Pipe Line Containing Flowing Fluid” (Hajlító rezgések áramló közeget tartal5 mazó csővezetékben) című cikke (JOURNAL OF APPLIED MECHANICS, Trans. ASME, vol. 74, 1952, pp 205-208) ismerteti. A modellt egy Housner által levezetett egyenlet adja meg. Ez az egyenlet egydimenziós közeg rugalmas egyenlete, ami áramló anyagot tartalma10 zó áramlási cső csillapítatlan, transzverzális, szabad rezgését a következőképpen írja le:

ahol:

E=az áramlási cső rugalmassági modulusa,

I=az áramlási cső tehetetlenségi nyomatéka,

Pr=az anyag sűrűsége, p_s=az áramlási cső sűrűsége,

A_f=az áramlási terület keresztmetszete,

A_s=az áramlási cső keresztmetszete, _El

P _fA_f+p,A_s

v₀=az áramlási sebesség, u(x,t)=az áramlási cső transzverzális elmozdulása. A Housner-féle egyenlet közelítő megoldásai néhány speciális esetre az áramlási cső önrezgésszáma és a csövön átfolyó közeg tömegárama között a következő okozati összefüggést eredményezik:

LvU-U	L μ li
2	L 2(1 + μ

ahol: n=egész szám, l=a cső hossza.	P Af V=~ÉT
	P Af Λ PSAS

Nagy pontosságú numerikus számítások és Coriolismennyiségmérőkön végzett részletes kísérletek igazolták a fenti egyenlettel az önrezgésszám és a tömegáram között megadott összefüggést.

Ez a jelenség úgy nyilvánul meg, hogy az anyaggal töltött áramlási cső önrezgésszáma a tömegáram növekedésével csökken. A Housner-féle egyenletek egyetlen gyakorlati alkalmazása egy kritikus áramlási sebesség megállapítására irányult, amikor az áramlási csőnél „kihajlás”, vagy más instabilitások jelentkeznek, amikor az önrezgésszámot nullára csökkentették. Az ezeknél a jelenségeknél fennálló tömegáramok rendkívül nagyok az ipari áramlásméréskor előforduló tömegáramokhoz képest. A jelen találmány előtt nincs ismert alkalmazása ennek a jelenségnek a Coriolis-elv szerint működő mérőműszerekben. 50

A jelen találmány a Coriolis-sűrűségmérők hasznos működési tartományát annak a tételnek a megvalósítása útján szélesíti ki, hogy a hajtott áramlási cső önrezgésszáma a tömegáram növekedésével csökken. Az ismert sűrűségmérőkkel végzett sűrűségmérések során azt fel- 55 tételezték, hogy az anyaggal töltött áramlási cső önrezgésszámát csak az áramlási csőben folyó anyag sűrűségének változásai befolyásolják. A találmány szerinti eljárás és berendezés értelmében viszont a sűrűségmérési eredményeket nemcsak az áramlási csőben folyó anyag 60 sűrűsége határozza meg, hanem azok függnek a tömegáramtól is. A találmány szerint így az anyag nagyobb tömegáramai esetén pontosabban lehet mérni az anyag sűrűségét.

A találmány szerinti eljárás és berendezés meghatározza azt a mennyiséget, amellyel a hajtott áramlási cső önrezgésszáma a csőben fennálló tömegáram növekedései következtében csökken. Ezt a rezgésszám-változási információt az önrezgésszám helyesbített értéké35 nek előállítására használjuk, ami egyenlő a cső nulla áramlási állapotának megfelelő önrezgésszámmal. A fentebb megadott Housner-féle egyenlet közelítő megoldása és ennek kísérleti igazolása alapján az áramlásmérő rezgésszámának a tömegáram változásai által okozott változása a következő:

ω*η “(l-MR VRKp) ahol:

ct>=az anyaggal töltött áramlási cső helyesbített önrezgésszáma, ami a számított, áramlás nélküli önrezgésszámmal egyenlő,

Cú*=az anyaggal töltött áramlási cső mért önrezgésszáma,

MR=az anyag mért tömegárama,

VR=az anyag mért térfogatárama:

_VR=— sűrűség

K_p=egy sűrűségi tényező (konstans) = ω*-ω m*(MR) VR

Ezt az egyenletet az önrezgésszám periódusidőivel is ki lehet fejezni:

HU 215 870 Β

T_c=T_m (1-MR VRKp), ahol:

T_c=a helyesbített önrezgésszámnak megfelelő periódusidő,

T_m=a mért önrezgésszámnak megfelelő periódusidő.

A konstans sűrűségi tényezőt úgy határozzuk meg, hogy mindegyik áramlásmérőt két különböző anyagot használva - így például levegő nulla áramlással, víz nulla áramlással és vízáramlással - kalibráljuk.

Az anyaggal töltött áramlási cső helyesbített önrezgésszámát átalakítjuk a cső periódusidejévé, amit azután az anyag sűrűségének kiszámítására használunk a következő egyenlet szerint:

(d)((tcm)T_c ²-K,) ahol:

d=D_w - D_a,

D_w=a víz sűrűsége,

D_a=a levegő sűrűsége, tcm=a cső hőmérsékleti tényezője a mért rezgésszámra,

T =a cső helyesbített periódusideje,

K,=(tca)T_a2,

T_a=a cső periódusideje levegő áramlása nélkül, tca=a cső hőmérsékleti tényezője levegős kalibráláshoz,

K₂=(twa)T_w ² - tca(T_a)², tcw=a cső hőmérsékleti tényezője vizes kalibráláshoz,

T_w=a cső periódusideje víz áramlása nélkül.

A találmány értelmében a rezgő áramlási csőhöz (vagy csövekhez) kapcsolt vagy hozzárendelt érzékelőberendezés kimenete jelfeldolgozó áramkörre van kötve, ami az anyagáramot tartalmazó rezgő áramlási cső mért önrezgésszámát, az áramló anyag tömegáramát, valamint az áramló anyag térfogatáramát megadó adatokat szolgáltat. A jelfeldolgozó áramkör figyelembe veszi azt a tényt, hogy a mért önrezgésszám a tömegáram változásaikor nem marad állandó, hanem a tömegáram növekedésével csökken. A jelfeldolgozó áramkör így helyesbíti a mért rezgésszámot, és olyan kimenőjelet állít elő, ami megadja a rezgő áramlási cső nulla tömegáramhoz tartozó önrezgésszámának megfelelő, helyesbített önrezgésszámot. Ezt a helyesbített önrezgésszámot egy jelfeldolgozó áramkörre adjuk, ami származtatja az áramlási csőben folyó anyag pontos sűrűségértékét.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a találmány egy lehetséges példaképpeni kiviteli alakja, a

2. ábra az 1. ábrán szereplő mérőelektronika további részletei, a

3. ábra egy görbe, ami egy Coriolis-elv szerint működő mérőműszer önrezgésszámának csökkenését ábrázolja a tömegáram függvényében, a

4. ábra és 5. ábra a mérőelektronika és az abban lévő mikroprocesszor működését ábrázoló folyamatábra, amikor a mikroprocesszor helyesbíti a mért önrezgésszámot, és a találmány szerint kiszámítja a sűrűséget és egyéb információt, a

6. ábra a 2. ábra egyszerűsített változata.

A találmány egy lehetséges előnyös, példaképpeni kiviteli alakja az 1-6. ábrán látható. Nagyon hangsúlyozzuk, hogy a találmány nem korlátozódik erre a példaképpeni kiviteli alakra. A találmánynak az igénypontokban megfogalmazott alapgondolata keretében a találmánynak lehetnek más kiviteli alakjai és módosításai. A találmány a leírt mérőműszertől eltérő típusú mérőműszerekkel is alkalmazható. A találmány eredményes megvalósítása nem függ a mérőműszer geometriájától. A helyesbített önrezgésszám előállítására más lineáris közelítéseket is lehet használni.

Az 1. ábrán látható egy Coriolis-sűrűségmérő, ami egy 10 Coriolis-mérőműszeregységből és a 20 mérőelektronikából áll. A 10 Coriolis-mérőműszeregység reagál a folyamatban szereplő anyag tömegáramára. A 10 Coriolis-mérőműszeregységgel a 100 vezetékek kötik össze a 20 mérőelektronikát, amely a 26 vezetéken a sűrűségre, a tömegáramra, a térfogatáramra és az összesített tömegáramra vonatkozó információt ad ki.

A 10 Coriolis-mérőműszeregység tartalmaz két, 110 és 110’ csőcsatlakozót, 150 és 150’ csőtagokat, két párhuzamos, 130 és 130’ áramlási csövet, egy 180 hajtószerkezetet, egy 190 hőmérsékletérzékelőt és két, 170L és 170R sebességérzékelőt. A 130 és 130’ áramlási csőnek van két, lényegében egyenes 131 és 131’ beömlőága, valamint 134 és 134’ kiömlőága, amik egymás felé összetartanak a 120 és 120’ csőcsatlakozó elemnél. Az áramlási cső hosszában két szimmetrikus helyen meghajlik. A hajlított szakaszokat egy lényegében egyenes felső középrész választja el. A 140 és 140’ merevítőrúd szolgál a W és W’ mértani tengely meghatározására, amelyek körül az egyes áramlási csövek rezegnek.

A 130 és 130’ áramlási cső 131 beömlőága és 134 kiömlőága rögzítetten csatlakozik az áramlási cső szerelési tömbjeként szolgáló 120 és 120’ csőcsatlakozó elemhez, és ezek az elemek rögzítetten a 150 és 150’ csőtaghoz kapcsolódnak. így a 10 Coriolismérőműszeregységen folytonos, zárt anyagút vezet át.

Ha a 102 csavarlyukakat tartalmazó 103 karimával ellátott 10 Coriolis-mérőműszeregységet a 104 beömlővégen és a 104’ kiömlővégen át egy nem ábrázolt áramlási csőrendszerhez kötjük, amely a folyamatban szereplő, mérendő anyagot hordozza, akkor a mérőműszerbe anyag lép be a beömlő 110 csőcsatlakozó 104 beömlővégének 103 karimájában lévő 101 szájnyíláson át, és az ebben lévő, fokozatosan változó keresztmetszetű csatornán át az áramlási cső 120 csőcsatlakozó eleméhez jut, aminek van egy 121 felülete. Az anyag itt szétoszlik és a 130 és 130’ áramlási csőbe irányul. A 130 és 130’ áramlási csőből kilépő anyag egyetlen anyagárammá egyesül az áramlási cső 120’ csőcsatlakozó elemében, aminek van egy 121’ felülete, majd az

HU 215 870 Β anyag a kilépő 110’ csőcsatlakozóba jut. A kilépő 110’ csőcsatlakozóban az anyag egy olyan csatornán folyik át, amelynek a keresztmetszete hasonlóan fokozatosan változik, mint a beömlő 110 csőcsatlakozóban, és a 104’ kiömlővégben lévő 101’ szájnyíláshoz jut. A 104’ kiömlővéget a 102’ csavarlyukakkal ellátott 103’ karima köti a nem ábrázolt áramlási csőrendszerhez.

A 130 és 130’ áramlási cső úgy van kiválasztva és alkalmas módon az áramlási csövek 120 és 120’ csőcsatlakozó eleméhez szerelve, hogy lényegében azonos tömegeloszlásuk, tehetetlenségi nyomatékük és rugalmassági modulusuk legyen a W-W, illetőleg a W’-W’ hajlítási tengelyre. Ezek a hajlítási tengelyek a 140, illetőleg 140’ merevítőrúd és a 120, illetőleg 120’ csőcsatlakozó elem közelében helyezkednek el. Az áramlási csövek a csőcsatlakozó elemektől kifelé, lényegében párhuzamosan terjednek ki és hajlítási tengelyük körül lényegében azonos tömegeloszlásuk, tehetetlenségi nyomatékük és rugalmassági modulusuk van. Minthogy az áramlási csövek rugalmassági modulusa a hőmérséklettel változik, ezért 190 hőmérsékletérzékelőként egy ellenálláshőmérséklet detektor (RTD) (tipikusan egy platina ellenállás-hőmérséklet detektor) van a 130’ áramlási csőbe szerelve az áramlási cső hőmérsékletének folytonos mérése végett. Az áramlási cső hőmérsékletét és ennek következtében az ellenállás-hőmérséklet detektorként megvalósított 190 hőmérsékletérzékelőn a rajta átfolyó adott áram esetén fellépő feszültséget az áramlási csőben folyó anyag hőmérséklete határozza meg. Az ellenálláshőmérséklet detektoron fellépő, hőmérsékletfüggő feszültséget a 20 mérőelektronikában a jól ismert módon arra használjuk, hogy az áramlási cső hőmérsékletének minden változása esetén kompenzáljuk a rugóállandó értékét. Az ellenállás-hőmérséklet detektort a 195 vezeték köti a 20 mérőelektronikához.

A két, 130 és 130’ áramlási csövet a 180 hajtószerkezet W, illetőleg W’ tengelyük körül ellentett irányban hajtja az áramlásmérő első nem fázisban lévő önrezgésszámán. A két, 130 és 130’ áramlási cső egy hangolóvilla ágaiként rezeg. A 180 hajtószerkezet a jól ismert elrendezések valamelyikét tartalmazhatja, így például a 130’ áramlási csőhöz erősített mágnest és ezzel szemben a 130 áramlási csőhöz erősített tekercset, amiben a két áramlási csövet rezgésbe hozó váltakozó áram folyik. A 20 mérőelektronika a 185 vezetéken át alkalmas hajtójelet ad a 180 hajtószerkezetre.

A 130 és 130’ áramlási csőnek a 180 hajtószerkezet által előidézett rezgése közben a szomszédos 131 és 131’ beömlőág - amelyek közelebb kerülnek egymáshoz, mint a megfelelő 134 és 134’ kiömlőág - előbb érik el elmozdulásuk holtpontját, ahol a sebesség átmegy a nullán, mint a megfelelő 134 és 134’ kiömlőág. Az időintervallum (amit itt egy adott rezgésszámon fennálló fáziskülönbségnek, vagy időkülönbségnek vagy egyszerűen „At” értéknek is nevezünk), ami eltelik attól az időponttól, amelyben az egyik pár ág eléri az elmozdulási végpontját, addig az időpontig, amelyben a másik, vagyis távolabb elmozdított pár ág eléri az elmozdulási végpontját, lényegében arányos a 10 Coriolis-mérőműszeregységen átfolyó anyag tömegáramával.

A At időintervallum mérése végett két, 170L és 170R sebességérzékelő van csatlakoztatva a 130 és 130’ áramlási csőhöz azok szabad végének közelében. Az érzékelők bármilyen ismert típusú érzékelők lehetnek. A 170L és 170R sebességérzékelő által előállított jelek megadják az áramlási csövek teljes elmozdulásának sebességprofilját. Ezeket a jeleket a számos jól ismert módszer bármelyikével fel lehet dolgozni az időintervallum kiszámítása, és tovább, a mérőműszeren átfolyó anyag tömegáramának kiszámítása végett.

A 170L és 170R sebességérzékelő előállítja a bal és jobb sebességjeleket, amelyek a 165L, illetőleg 165R vezetéken lépnek fel. Az időkülönbség-mérések használata pontos módja a bal és jobb sebességérzékelő jele között fellépő fáziskülönbség mérésének.

A 20 mérőelektronika az ellenállás-hőmérséklet detektor hőmérsékletjelét a 195 vezetéken kapja, míg a bal és jobb sebességjel a 165L, illetőleg 165R vezetéken lép fel. A 20 mérőelektronika a 165 vezetéken fellépő hajtójelet a 180 hajtószerkezetre adja, és rezgésbe hozza a 130 és 130’ áramlási csövet. A 20 mérőelektronika feldolgozza a bal és jobb sebességjelet és az ellenállás-hőmérséklet detektor jelét a 10 Coriolis-mérőműszeregységen átmenő anyag tömegáramának, térfogatáramának és sűrűségének kiszámítására. Ezt az információt a 20 mérőelektronika a 26 vezetéken át a 29 hasznosítóeszközre adja. A sűrűség meghatározásakor a 20 mérőelektronika a 130 és 130’ áramlási cső mért önrezgésszámát a találmány szerinti módon helyesbíti, és sűrűség kiszámításához ezt a helyesbített rezgésszámot használja.

A 20 mérőelektronika blokkvázlata a 2. ábrán látható. A 20 mérőelektronika a 23 áramlásmérő áramkörből, a 27 áramlási cső hajtóáramkörből és a 235 jelfeldolgozó áramkörből áll. A 27 áramlási cső hajtóáramkör ismétlődő váltakozó hajtójelet vagy impulzus-hajtójelet ad a 185 vezetéken a 180 hajtószerkezetre. A 27 áramlási cső hajtóáramkör szinkronizálja a hajtójelet a 165L vezetéken fellépő bal sebességjellel, és a két, 130 és 130’ áramlási csövet alaprezgésszámukon ellentett szinuszos rezgőmozgásban tartja. Ezt a rezgésszámot számos tényező határozza meg, többek között a csövek jellemzői és a csöveken átfolyó anyag sűrűsége és tömegárama. Minthogy a 27 áramlási cső hajtóáramkör az adott szakterületen ismert és specifikus alkalmazása nem képezi a jelen találmány részét, ezért itt részletesebben nem ismertetjük. Az áramlási cső hajtóáramkör különböző kiviteli alakjainak részletesebb leírását az Olvasó megtalálja P. Kalotay és társai 1991. 04. 23-i, 5,009,109 számú; P. Romano 1990. 06. 19-i, 4,934,196 számú és J. Ruesch 1989. 10. 31-i, 4,876,879 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásában.

A 23 áramlásmérő áramkör tartalmazza a 235 jelfeldolgozó áramkört, ami a 165L, illetőleg 165R vezetéken fellépő bal és jobb sebességjelet, valamint az ellenállás-hőmérséklet detektornak a 195 vezetéken fellépő jelét a jól ismert módon feldolgozza, és így kiszámítja a 10 Coriolis-mérőműszeregységen átmenő anyag tömegáramát és térfogatáramát. A kimenő információt a 26 vezeték a 29 hasznosítóeszközre adja, ami lehet egy

HU 215 870 Β megjelenítőeszköz vagy egy folyamatszabályozó rendszer. A 235 jelfeldolgozó áramkör emellett a találmány értelmében méri a 130 és 130’ áramlási cső önrezgésszámát, ezt a rezgésszámot helyesbíti, és ezt a helyesbített rezgésszámot nagyon pontos sűrűséginformáció előállítására használja.

Minthogy az adott szakterületen járatos szakemberek jól ismerik azt a módszert, ami szerint a 23 áramlásmérő áramkör a tömegáramot és a térfogatáramot számítja, ezért az alábbiakban a 20 mérőelektronikának csak a találmányra vonatkozó részét taglaljuk. A 23 áramlásmérő áramkörnek két különálló bemeneti csatornája van: a bal, 202 csatorna és a jobb, 212 csatorna. Mindegyik, 202,212 csatorna tartalmaz egy integráló egységet és két nulldetektort. A két, 202, 212 csatornában a bal és jobb sebességjel a megfelelő, 206, illetőleg 216 integrálóegységre jut. Ezek tulajdonképpen aluláteresztő szűrőt képeznek. Ezeknek az integrálóegységeknek a kimenőjele a 208, illetőleg 218 nulldetektorra (tulajdonképpen komparátorra) jut. A komparátor mindannyiszor szintváltási jelet állít elő, amikor a megfelelő integrált sebességjel kilépett egy feszültségablakból, amit kis, előre meghatározott pozitív és negatív feszültségszint, például±2,5 V definiál. A két, 208 és 218 nulldetektor kimenőjele vezérlőjelként a 220 számlálóra jut a kimenőjelek között megfelelő változásai között eltelt intervallum mérésére a számlált ütemimpulzusok száma alapján. Ez az intervallum a At érték, és a folyamatban szereplő anyag tömegáramával változik. Ezt a At értéket számlálási értékek alakjában bemenőadatként párhuzamosan a 235 jelfeldolgozó áramkörre adjuk.

Az ellenállás-hőmérséklet detektorként megvalósított 190 hőmérsékletérzékelőt a 195 vezeték a 224 ellenállás-hőmérséklet detektor bemeneti áramkör bemenetére köti, ami állandó hajtóáramot ad az ellenállás-hőmérséklet detektorként megvalósított 190 hőmérsékletérzékelőre, linearizálja az ellenállás-hőmérséklet detektoron fellépő feszültséget és a 226 feszültség/frekvencia átalakító (V/F) útján ezt a feszültséget impulzusfolyammá alakítja át, amelynek az ellenállás-hőmérséklet detektor feszültségének minden változásával arányosan változó, kalibrált rezgésszáma van. A 224 ellenálláshőmérséklet detektor bemeneti áramkör által előállított eredő impulzusfolyamatot bemenőjelként a 228 számlálóra adjuk, ami az impulzusfolyamot periodikusan számlálja, és számlálási értékek alakjában a mért hőmérséklettel arányos jelet szolgáltat. A 228 számláló kimenőjeleit bemeneti adatokként a 235 jelfeldolgozó áramkörre adjuk. A 235 jelfeldolgozó áramkör - ami előnyös módon mikroprocesszor alapú rendszer - a digitalizált At-ből és a ráadott hőmérsékletértékekből meghatározza a tömegáramot. A digitalizált hőmérsékletértéket egy mérőműszer-tényező értékének módosítására használjuk, ami az áramlási csövek hőmérsékletén alapszik. Ez kompenzálja az áramlási cső rugalmasságának a hőmérséklet változásakor bekövetkező változásait. A módosított mérőműszer-tényezőt (vagyis az RF hőmérséklet-kompenzált mérőműszer-tényezőt) ezután arra használjuk, hogy a mért At értékből és a számított sűrűségértékből kiszámítsuk a tömegáramot és a térfogatáramot. A tömegáram és a térfogatáram meghatározása után a 235 jelfeldolgozó áramkör a 26 vezetékeken át aktualizája a kimenőjeleket a 29 hasznosítóeszköz számára.

A 235 jelfeldolgozó áramkör a 2. ábrán a 236 mikroprocesszorból és tárelemekből áll. A tárelemek a 237 ROM és a 238 RAM. A 237 ROM tárolja az állandó információt, amit a 236 mikroprocesszor funkcióinak ellátásához használ, míg a 238 RAM a 236 mikroprocesszor által használt időleges információt tárolja. A 236 mikroprocesszor a 237 ROM-jával és 238 RAMjával, valamint a 239 buszrendszerrel vezérli a 235 jelfeldolgozó áramkör általános funkcióit, úgyhogy az venni tudja a jeleket a 220 és 228 számlálótól, és ezeket a jeleket a kívánt módon tudja feldolgozni, majd a 26 vezetéken a 29 hasznosítóeszközre adni a találmány szerinti Coriolis-eiven működő sűrűségmérő által előállított különböző adattételeket.

Ennek az információnak egy része a tömegáram-információ és a térfogatáram-információ. A 236 mikroprocesszort, valamint a 237 ROM-ot és a 238 RAM-ot tartalmazó jelfeldolgozó áramkör a találmány értelmében a 130 és 130’ áramlási csőben folyó anyag tömegáramának széles tartományában nagyon pontos sűrűséginformációt szolgáltat. Ahogyan ezt később, a 4. és 5. ábrán látható folyamatábrákkal kapcsolatban részletesen leírjuk, ezt a nagyon pontos sűrűséginformációt a következő lépésekkel származtatjuk: méijük a rezgőcsövek önrezgésszámát a 170L és 170R sebességérzékelő által előállított jelekből; ezt a mért önrezgésszámot helyesbítjük, mivel a 130 és 130’ áramlási cső mért önrezgésszáma a rajtuk átmenő tömegáram növekedésével csökken; és ezt a helyesbített rezgésszámot a sűrűség kiszámításában használjuk nagyon pontos kimenő sűrűségadatok származtatására. Ezek a kimenő sűrűségadatok jóval pontosabbak, mint abban az esetben, amelyben a helyesbített önrezgésszám helyett a mért önrezgésszámot használnánk a sűrűség kiszámításához.

A 6. ábra a 2. ábrán látható, találmány szerinti sűrűségmérő egyszerűsített alakja. A 2. és 6. ábrán a megegyező elemek hivatkozási jelei azonosak, hogy a 6. ábra szerinti rendszer könnyebben érthető legyen. A 6. ábrán látható sűrűségmérő tartalmaz a bal oldalon egy 10 Coriolis-mérőműszeregységet, amely a 130 áramlási csövet, a bal, 170L sebességérzékelőt, a jobb, 170R sebességérzékelőt, a 180 hajtószerkezetet és az ellenállás-hőmérséklet detektorként megvalósított 190 hőmérsékletérzékelőt tartalmazza. Ezeket az elemeket a 165 L, 185, 165R és 195 vezeték köti össze a 20 mérőelektronikával. Ezek az elemek ugyanazokat a funkciókat látják el, mint amelyeket a 2. ábra kapcsán leírtunk. A 20 mérőelektronika a 27 áramlási cső hajtóáramkörből és a 23 áramlásmérő áramkörből áll, amelyeknek a funkcióját a 2. ábra kapcsán leírtuk, és amelyek a 10 Coriolis-mérőműszeregységre jeleket adnak és attól jeleket vesznek. A 20 mérőelektronika veszi ezeket a jeleket és a 130 áramlási csőben folyó anyagra vonatkozó nagy pontosságú sűrűséginformációt állít elő.

A 23 áramlásmérő áramkört a 6. ábrán egyszerűsített alakban ábrázoltuk. A 23 áramlásmérő áramkör egy

HU 215 870 Β

601 fáziskülönbség-mérő áramkörből és egy 602 rezgésszámmérő áramkörből áll. A 601 fáziskülönbségmérő áramkör a 165L és 165R vezetéken megkapja a bal, 170L és jobb, 170R sebességérzékelő kimenőjelét, és erre reagálva a 130 áramlási csőben folyó anyagra vonatkozó különböző információkat, ezek között MR tömegáram- és VR térfogatáram-információt állít elő. Ez az MR tömegáram- és VR térfogatáram-információ a 603 vezetéken a 606 rezgésszám-helyesbítő áramkörre jut. A 602 rezgésszámmérő áramkör veszi a hőmérséklet-információt a 195 vezetéken és a jobb, 170R sebességérzékelő kimenőjelét a 165R vezetéken. Ennek az információnak a vételére reagálva a 602 rezgésszámmérő áramkör egy Fm kimenőjelet állít elő, ami az áramló anyagot tartalmazó, rezgő 130 áramlási cső mért rezonancia-rezgésszámát adja meg. Ezt az Fm kimenőjelet a 604 vezetéken a 606 rezgésszám-helyesbítő áramkörre adjuk. A 606 rezgésszám-helyesbítő áramkör reagál az MR tömegáram, a VR térfogatáram és az Fm mért rezgésszám vételére, és Fc helyesbített rezgésszám kimenőjelet állít elő, ami az Fm mért rezgésszámot helyesbíti, és így kompenzálja azt, hogy az Fm mért rezgésszám a 130 áramlási csőben éppen folyó anyag tömegárama miatt különbözik a 130 áramlási cső áramlás nélküli önrezgésszámától.

Az Fc helyesbített rezgésszámot a 6. ábrán nem ábrázolt más információval együtt a 608 sűrűségmérő elemre adjuk, amely a 130 áramlási csőben éppen folyó anyagra vonatkozóan pontos sűrűséginformációt állít elő. A 608 sűrűségmérő elem által előállított sűrűséginformáció nagy tömegáram feltételei között pontosabb, minthogy a sűrűségi számításokhoz nem az Fm mért rezgésszámot, hanem az Fc helyesbített rezgésszámot használja.

A 608 sűrűségmérő elem kimenőjelét a 26 vezetéken a 29 hasznosítóeszközre adjuk, amely lehet az előállított sűrűséginformációt vizuálisan megjelenítő műszer vagy egy folyamatszabályozó rendszer, amelyet a 26 vezetéken érkező sűrűségjel vezérel.

Ahogyan ez a 3. ábrán látható, a rezgőcső önrezgésszáma a csőben folyó anyag tömegáramának növekedésével csökken. A 3. ábrán szereplő adatok ezt a jelenséget egy áramlási cső adott geometriája és állandó sűrűségű áramló anyag esetére illusztrálják. A görbe tényleges meredeksége az áramlási cső különböző geometriái és a közegek különböző sűrűségei esetén más és más lesz. Ez a meredekség könnyen megállapítható a fentebb tárgyalt K3 állandó kidolgozásával. A 3. ábrán a függőleges tengely az áramlásmérő első fázison kívüli önrezgésszámának felel meg. A vízszintes tengely tömegáramban (font/perc-ben) van skálázva. A százalékok az előnyös kiviteli alak iparilag ajánlott és használható tömegáram-tartományát adják meg. A 100%-os pont az ajánlott működési tartomány, de az áramlásmérőt a 200%-os pontig is lehet működtetni, ha a felhasználó nem törődik a mérőműszeren bekövetkező nyomáseséssel. A görbe kezdeti szakaszán, kis tömegáramoknál az önrezgésszám viszonylag állandó marad. Ahogyan azonban a tömegáram a 100%-os pont felé és ezen túl növekszik, az önrezgésszám csökken. A találmány ezt a jelenséget helyesbíti, úgyhogy az áramló anyag sűrűségének pontos mért értékét lehet meghatározni. A 4. és 5. ábrán látható, hogy a találmány értelmében hogyan helyesbítjük az önrezgésszámot erre a jelenségre.

A 4. és 5. ábra folyamatábrán mutatja, hogyan működik a 236 mikroprocesszor, valamint a 237 ROM és a 238 RAM a rezgő 130 és 130’ áramlási cső helyesbített önrezgésszámának és a 130, 130’ áramlási csövekben folyó anyag sűrűségének kiszámításakor. Ez a számítás egy sor egymást követő, ti,..., t8 időintervallumban megy végbe, amik a 4. és 5. ábra jobb oldalán láthatók. A folyamat a 404 elemben kezdődik, amelyben a 236 mikroprocesszor a 401, 402, 403 és 405 vezetéken megkapja a bemenő- és a beállítási információt. Ez a ti időintervallumban megy végbe. Az RPO érzékelési információ a jobb, 170R sebességérzékelőről a 401 vezetéken jut a 236 mikroprocesszorra. Az LPO érzékelési információ a bal, 170L sebességérzékelőről a 402 vezetéken jut a 236 mikroprocesszorra. Az RTD hőmérsékletjel a 403 vezetéken, a KI, K2, K3 állandókat ábrázoló információ a 237 ROM-ból és a 238 RAM-ból a 405 vezetéken érkezik. A 404 elem által kapott információt a t2 időintervallumban a 406 vezetéken a 407 elemre adjuk, amely meghatározza a At vagy Δ0 fázist egy adott rezgésszám-információhoz, ami - ahogyan ezt korábban leírtuk - a Coriolis-erők elsődleges befolyását adja meg, amikor anyag folyik a rezgőcsövekben. A 406 vezetéken a jelet a 408 elemre is ráadjuk, amely a 170L és 170R sebességérzékelő kimenőjeleinek rezgésszámát méri. A 408 elem kimenőjele az áramló anyagot tartalmazó 130 és 130’ áramlási cső mért önrezgésszámát megadó jel. Ezt a jelet a 410 vezetéken a 419 elemre adjuk. Ennek az elemnek a funkcióját később írjuk le.

A 407 elem által egy adott rezgésszám-információhoz előállított At vagy Δ0 fázist a t3 időintervallumban a 415 vezetéken a 409 elemre adjuk, amely ezt az információt a zaj és a nem kívánatos frekvencia-összetevők eltávolítása végett szűri. A 409 elem jelét a t3 időintervallumban a 411 vezetéken a 412 elemre adjuk, amely kivonja a 130 és 130’ áramlási csőhöz kapcsolódó szerkezet mechanikai nullpontvándorlását (driftjét) a 411 vezetékre adott At jelből. A 412 elem kimenőjele egy helyesbített At jel, amit a t4 időintervallumban a 413 vezetéken a 414 elemre adunk. A 414 elem a At jelet az áramló anyag tömegáramának reprezentálásává alakítja át. A tömegáramot gramm/másodpercben lehet kifejezni. A 414 elemnek a tömegáramot reprezentáló kimenőjelét a t5 időintervallumban a 416 vezetéken a 417 elemre adjuk, amely kiszámítja az áramló anyag térfogatáramát úgy, hogy a tömegáramot elosztja az anyag sűrűségével, amit az előző mérési ciklusból visszacsatolásként kap a 418 vezetéken az 524 elemtől. Az 524 elem működését később iijuk le. A 417 elem kimenőjele a tömegáram-információ és a térfogatáram-információ, amiket a 420 vezetéken a 419 elemre adunk.

A 419 elem a tömegáram-információt és a térfogatáram-információt a 418 vezetéken a t6 időintervallumban kapja, és ezenkívül megkapja a mért önrezgésszá7

HU 215 870 Β mot a 410 vezetéken a 408 elemtől. A 419 elem ennek az információnak a vételére reagálva kiszámít egy Fc rezgésszám-különbséget és az Fc rezgésszám-különbségnek megfelelő Tdiff periódusidő-különbséget. Ez az Fc rezgésszám-különbség adja meg azt az értéket, amellyel a mért önrezgésszámot a 410 vezetéken a rezgő 130 áramlási cső helyesbített önrezgésszámának megállapítása végett helyesbíteni kell. Ez a helyesbített önrezgésszám egyenlő a cső nulla tömegáramhoz tartozó önrezgésszámával. Ahogyan ezt korábban leírtuk, erre a helyesbítésre az önrezgésszám és a tömegáram közötti, a 3. ábrán ábrázolt összefüggés miatt van szükség. A 3. ábrán látható, hogy a mért önrezgésszám a tömegáram növekedésével csökken. Ezt a rezgésszámkülönbséget vagy helyesbítést a 419 elem úgy számítja ki, hogy a mért rezgésszám TM periódusidejét megszorozza a VR térfogatárammal, az MR tömegárammal és a K3 állandóval. Ez az összefüggés a 419 elemben nem a cső rezgésszámaként, hanem a cső periódusidejeként szerepel. Ismeretes azonban, hogy a cső periódusideje és önrezgésszáma egymásnak reciproka úgy, hogy a periódusidő a rezgésszámmal osztott állandó. A K3 állandó egyenlő a cső áramlási állapotban fennálló periódusideje és a cső áramlás nélküli állapotban fennálló periódusideje különbségének és a cső áramlási állapotban fennálló periódusideje, a tömegáram és a térfogatáram szorzatának hányadosával, vagyis:

¹ áram ¹ nulla áram (Tánon) (MR) (VR)

A 419 elem a számított rezgésszámkülönbség periódusidejének megfelelő kimenőjelet ad a t7 időintervallumban a 421 vezetéken az 522 elemre, ami kiszámítja a cső Fc helyesbített rezgésszámát és Te helyesbített periódusidejét. Ez a Te helyesbített periódusidő az Fc helyesbített önrezgésszámnak felel meg, és úgy határozzuk meg, hogy a mért rezgésszám TM periódusidejét kombináljuk a 419 elem által meghatározott rezgésszámkülönbségnek megfelelő Tdiff periódusidő-különbséggel. Az összefüggés, amely által a Tdiff periódusidő-különbséget a TM mért periódusidővel kombináljuk: TC=TM [1 -(VR) (MR)] K3.

Az 522 elem a 130 és 130’ áramlási cső helyesbített önrezgésszámának megfelelő kimenőjelet az

523 vezetéken az 524 elemre adja, amely a t8 időintervallum alatt az 522 elem által előállított, helyesbített rezgésszám-információt (periódusidő-információt) használva kiszámítja az áramló anyag sűrűségét. Az

524 elem ehhez a számításhoz az alábbi kifejezést használja:

(d)((tcm)T_c ²-K,) ahol:

d=D_w - D_a,

D_w=a víz sűrűsége,

D_a=a levegő sűrűsége, tcm=a cső hőmérsékleti tényezője a mért rezgésszámra,

T_c=a cső helyesbített periódusideje,

Ki=(tca)T_a ²

Ta=a cső periódusideje levegő áramlása nélkül, tca=a cső hőmérsékleti tényezője levegős kalibráláshoz,

K₂=(tcw)T_w ² - tca(T a)² tcw=a cső hőmérsékleti tényezője vizes kalibráláshoz,

T_w=a cső periódusideje víz áramlása nélkül.

Az 524 elem által előállított sűrűség-információ visszacsatolt információként az 525 vezetéken és a 418 vezetéken a 417 elemre jut, ami bemenőjelként mind a sűrűséginformációt, mind a tömegáram-információt használva kiszámítja az anyag növelt pontosságú térfogatáramát. A sűrűséginformációt a 425 vezetéken a 29 hasznosítóeszköz is megkapja.

Nyomatékosan hangsúlyozzuk, hogy az oltalmazni kívánt találmány nincs a leírt kiviteli alakra korlátozva, hanem a találmány alapgondolatának terjedelmén belül és annak szellemében annak lehetnek módosításai és változtatásai.

így például a Coriolis-elv szerint működő, rezgő csőszerkezet fizikai kiviteli alakjának nem kell az 1. ábra szerintinek lennie, ahol két, lényegében U alakú csövet ábrázoltunk. Ennek nem kell így lennie, és kívánat esetén lehet egyetlen rezgő U csövet alkalmazni. Kívánat esetén más rezgőcsöves sűrűségmérőt, így Corioliselv szerint működő, egyenes csöves szerkezetet is lehet használni. Továbbá a jelen leírásban két érzékelőt tartalmazó érzékelőelrendezést ismertettünk, és az érzékelők kimenőjeleit itt At-nek nevezett információ előállítására használtuk, amit a jelfeldolgozó áramkör tömegáram-, térfogatáram-információ és más információ származtatására használ azoknak a kimenőadatoknak a szolgáltatása végett, amiket a Coriolis-elven működő mérőműszernek kell előállítania. Ezt a At technikát nem kell használni, hanem alkalmazni lehet az adott szakterületen jól ismert amplitúdóérzékelőt, amikor is a Coriolis-hatás nagysága arányos az érzékelő kimenőjelének nagyságával. Más információval együtt a kimenőjelnek ezt az értékét használjuk a tömegáram, a térfogatáram és a mérőműszer által szolgáltatandó egyéb információ előállítására.

Összefoglalva: a találmány elvei nem korlátozódnak a bemutatott, kettős U csöves szerkezettel való alkalmazásra. Alkalmazni lehet egyetlen U csővel, lényegében egyenes rezgőcsővel vagy más alkalmas, az adott szakterületen ismert csőszerkezettel. Ezenkívül a találmány nincs At típusú jelfeldolgozásra korlátozva, hanem olyan rendszerekben is lehet használni, amelyekben a Coriolis-erő amplitúdójellel van kifejezve.

Továbbá az anyag, aminek a sűrűségét a találmány szerinti eljárással és berendezéssel meghatározzuk, lehet folyadék, gáz vagy ezek keveréke, valamint minden más anyag, ami áramlik, így különböző típusú zagyok is. Az áramló anyag tömegárama (MR) és térfogatárama (VR) meghatározható a sűrűségmérőt tartalmazó berendezéssel vagy egy külön berendezéssel, aminek a jelét a találmány szerinti sűrűségmérőre adjuk.

Claims (30)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás Coriolis-mérőműszeregység működtetésére a mérőműszeren átáramló anyag sűrűségének meghatározása végett, amely mérőműszer tartalmaz legalább egy rezgő áramlási csövet, aminek az önrezgésszáma a csőben áramló anyag tömegáramának növekedésével csökken, és az eljárás lépései során méljük a rezgőcső önrezgésszámát, amikor abban anyag áramlik, azzal jellemezve, hogy az eljárás további lépései során az áramlási cső önrezgésszámának mérésére reagálva a cső helyesbített rezgésszámát megadó jelet állítunk elő, amely helyesbített rezgésszám annyival nagyobb az önrezgésszámnál, amennyivel az önrezgésszám a helyesbített rezgésszámról lecsökkent a csövön átfolyó anyag tömegárama következtében, és a helyesbített rezgésszámot megadó jel előállítására reagálva kimenőjelet állítunk elő, amely megadja a csövön átáramló anyag sűrűségét.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az önrezgésszám a cső nulla tömegáramhoz tartozó önrezgésszámáról a csőben áramló anyag tömegáramával arányosan csökken le.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy további lépése során métjük a csőben áramló anyag tömegáramát, és a helyesbített rezgésszám előállításának lépése során a tömegáram mérésére reagálva állítjuk elő a helyesbített rezgésszámnak megfelelő jelet.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy további lépése során métjük a csőben áramló anyag térfogatáramát, és a helyesbített rezgésszám előállításának lépése során a térfogatáram mérésére reagálva állítjuk elő a helyesbített rezgésszámnak megfelelő jelet.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sűrűségnek megfelelő kimenőjelet visszacsatolt jelként alkalmazzuk a térfogatáram méréséhez.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a helyesbített rezgésszám előállításának lépése során meghatározzuk a cső azon önrezgésszám-különbségének megfelelő periódusidő-különbséget, amely önrezgésszám-különbség egyenlő az önrezgésszámnak a csőben áramló anyag tömegárama következtében a helyesbített rezgésszámhoz képest bekövetkező csökkenése mértékével, és a cső periódusidő-különbségét és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét kombináljuk, és ezzel megkapjuk a cső helyesbített rezgésszámnak megfelelő helyesbített periódusidejét.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső periódusidő-különbsége meghatározásának lépése során a cső önrezgésszámának megfelelő periódusidő-különbségét megszorozzuk az (MRxVRxK) kifejezéssel, ahol:

   MR - az anyag tömegárama,

   VR - az anyag térfogatárama, és

   K - a mérőműszer állandója.
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső periódusidő-különbsége meghatározásának lépése során mérjük az anyag MR tömegáramát, mérjük az anyag VR térfogatáramát, meghatározzuk a mérőműszer K állandóját, és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozzuk a (MR χ VR χ K) kifejezéssel.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás további lépései során mérjük az anyag MR tömegáramát, mérjük az anyag VR térfogatáramát, a mérőműszer K állandójának megfelelő jelet adunk, meghatározzuk az [1 - (MRxVRxK)] kifejezést, és a cső önrezgésszámának megfelelő periódusidejét megszorozzuk az előző kifejezéssel a cső helyesbített rezgésszámnak megfelelő periódusideje előállítása végett.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy további lépései során az önrezgésszám mérésére reagálva előállítjuk a csőnek azt a periódusidejét, ami a csőben áramló anyag nulla tömegáramához tartozó önrezgésszámnak felel meg, úgy hogy a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozzuk az [1 - (MRxVRxK)] kifejezéssel, ahol:

    MR - az anyag tömegárama,

    VR - az anyag térfogatárama, és

    K - a mérőműszer állandója.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy további lépései során előállítunk egy második jelet, ami a cső önrezgésszám-különbségnek megfelelő periódusidejét reprezentálja, amikor a csőben anyag áramlik; ez a második jel helyesbítő tényezőt képez, ami megadja annak mértékét, hogy a cső önrezgésszáma mennyire csökken a csőben áramló anyag tömegáramának növekedésével, és előállítunk egy harmadik jelet, ami a csőben áramló anyag nulla tömegáramához tartozó önrezgésszámának megfelelő, helyesbített periódusidőt reprezentálja, és kombináljuk a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét a csőnek a második jel által megadott és a rezgésszám-különbségnek megfelelő periódusidejével.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyag sűrűségét a (d) ((temjV-K,) kifejezés megoldásával határozzuk meg, ahol:

    d=D_w - D_a,

    D_w=a víz sűrűsége,

    D_a=a levegő sűrűsége, tcm=a cső hőmérsékleti tényezője a mért rezgésszámra,

    T_c=a cső helyesbített periódusideje,

    K,=(tca)T_a2

    T_a=a cső periódusideje levegő áramlása nélkül, tca=a cső hőmérsékleti tényezője levegős kalibráláshoz,

    K₂=(tcw)T_w2² - tca(T_a)² tcw=a cső hőmérsékleti tényezője vizes kalibráláshoz,

    T_w=a cső periódusideje víz áramlása nélkül.

    HU 215 870 Β
13. 13. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső önrezgésszám-különbségnek megfelelő periódusidejét megadó második jel előállításának lépése során mérjük az anyag MR tömegáramát, mérjük az anyag VR térfogatáramát, meghatározzuk a mérőműszer K állandóját, és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozzuk az (MR χ VR χ K) tényezővel.
14. 14. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső periódusidő-különbségét megadó másodikjel előállításának lépése során a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozzuk az (MR χ VR χ K) kifejezéssel, ahol:

    MR - az anyag tömegárama,

    VR - az anyag térfogatárama, és

    K - a mérőműszer állandója.
15. 15. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy további lépései során mérjük az anyag MR tömegáramát, mérjük az anyag VR térfogatáramát, a mérőműszer K állandójának megfelelő jelet adunk, meghatározzuk az [1 - (MRxVRxK)] kifejezést, ahol MR - az anyag tömegárama, VR - az anyag térfogatárama, és K - a mérőműszer állandója, és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozzuk az előző kifejezéssel a csőnek az anyag nulla tömegáramához tartozó önrezgésszámának megfelelő, helyesbített periódusideje előállítása végett.
16. 16. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy további lépései során az önrezgésszám mérésére reagálva előállítunk egy önrezgésszám-helyesbítő tényezőt az önrezgésszám olyan mértékű eltolása végett, amennyivel a mért rezgésszámot a tömegáram csökkentette, és a helyesbítő tényező előállítására reagálva előállítunk egy jelet, ami megadja a cső helyesbített rezgésszámát.
17. 17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a helyesbített rezgésszámot megadó jel előállításának lépése során meghatározzuk a cső egy periódusidejét, ami megfelel egy önrezgésszám-különbségnek, amely önrezgésszám-különbség egyenlő az önrezgésszámnak a csőben áramló anyag tömegárama következtében a nulla tömegáramhoz tartozó önrezgésszámhoz képest bekövetkező csökkenése mértékével, és a cső önrezgésszám-különbségnek megfelelő periódusidejét és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét kombináljuk, és ezzel megkapjuk a helyesbített rezgésszámnak megfelelő helyesbített periódusidejét.
18. 18. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a helyesbített rezgésszámot megadó jel előállításának lépése során mérjük az anyag MR tömegáramát, mérjük az anyag VR térfogatáramát, meghatározzuk a mérőműszer K állandóját, és előállítjuk a helyesbített rezgésszámot az alábbi egyenlet szerint:

    1-(MR VRK) ahol:

    Cú_n = a helyesbített rezgésszám, ü)*_n=a mért önrezgésszám,

    MR=az anyag tömegárama,

    VR=az anyag térfogatárama,

    K=a rendszer hitelesítési állandója.
19. 19. Berendezés Coriolis-mérőműszeregységen átáramló anyag sűrűségének megállapítására, ami tartalmaz legalább egy rezgő áramlási csövet (130), aminek az önrezgésszáma a csőben áramló anyag tömegáramának növekedésével csökken, és a berendezés tartalmaz egy készüléket a rezgőcső önrezgésszámának mérésére, amikor abban anyag áramlik, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz továbbá egy egységet, amely az önrezgésszám mérésére reagálva az áramlási cső helyesbített rezgésszámát megadó jelet állít elő, és ez a helyesbített rezgésszám annyival nagyobb az önrezgésszámnál, amennyivel az önrezgésszám a helyesbített rezgésszámról lecsökkent a csövön (130) átfolyó anyag tömegárama következtében, egy egységet, amely a helyesbített rezgésszámot megadó jel előállítására reagálva kimenőjelet állít elő, ami megadja a csövön átfolyó anyag sűrűségét.
20. 20. A 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az önrezgésszám a cső nulla tömegáramhoz tartozó önrezgésszámáról a csőben áramló anyag tömegáramával arányosan csökken le.
21. 21. A 20. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz továbbá egy egységet a csőben áramló anyag tömegáramának mérésére, és a helyesbített rezgésszámot megadó jelet előállító egység a tömegáram mérésére reagálva állítja elő a helyesbített rezgésszámnak megfelelő jelet.
22. 22. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá egy egységet a csőben áramló anyag térfogatáramának mérésére, és a helyesbített rezgésszámot megadó jelet előállító egység a térfogatáram mérésére reagálva állítja elő a helyesbített rezgésszámnak megfelelő jelet.
23. 23. A 22. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sűrűségnek megfelelő kimenőjel visszacsatolt jelként a térfogatáramot mérő egységre jut az anyag térfogatáramának előállítása végett.
24. 24. A 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a helyesbített rezgésszámot megadó jelet előállító egység tartalmaz egy egységet a cső azon periódusidő-különbségét megadó jel előállítására, ami megfelel a cső önrezgésszám-különbségének, amely önrezgésszám-különbség egyenlő az önrezgésszám helyesbített rezgésszámhoz képest a csőben áramló anyag tömegárama következtében bekövetkező csökkenésének mértékével, és egy egységet, ami a cső periódusidő-különbségét és a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét kombinálja, és ezzel a cső helyesbített önrezgés10

    HU 215 870 Β számnak megfelelő helyesbített periódusidejét előállítja.
25. 25. A 24. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a cső periódusidő-különbségét megadó jel előállítására szolgáló egység tartalmaz egy egységet, amely a cső önrezgésszámának megfelelő periódusidő-különbségét megszorozza az (MR χ VRχ K) kifejezéssel, ahol:

    MR - az anyag tömegárama,

    VR - az anyag térfogatárama, és

    K. - a mérőműszer állandója.
26. 26. A 24. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a cső periódusidő-különbségét megadó jel előállítására szolgáló egység tartalmaz egy egységet az anyag MR tömegáramának mérésére, egy egységet az anyag VR térfogatáramának mérésére, egy egységet a mérőműszer K állandójának meghatározására, és egy egységet, amely a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozza az (MR χ VR χ K) kifejezéssel.
27. 27. A 24. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá egy egységet az anyag MR tömegáramának mérésére, egy egységet az anyag VR térfogatáramának mérésére, egy egységet a mérőműszer K állandójának megfelelő jelet adására, egy egységet az [1 - (MRx VRxK)] kifejezés meghatározására, és egy egységet, amely cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozza az előző kifejezéssel a cső helyesbített rezgésszámnak megfelelő periódusideje előállítása végett.
28. 28. A 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá egy egységet, amely az önrezgésszám mérésére reagálva előállítja a csőnek azt a periódusidejét, ami a csőben áramló anyag nulla tömegáramához tartozó önrezgésszámnak felel meg úgy, hogy a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét megszorozza az [1 (MRx VRxK)] kifejezéssel, ahol MR az anyag tömegárama, VR az anyag térfogatárama és K a mérőműszer állandója.
29. 29. A 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá egy egységet egy második jel előállítására, amely a cső önrezgésszám-különbségét reprezentálja, amikor a csőben anyag áramlik; ez a második jel helyesbítő tényezőt képez, ami megadja annak mértékét, hogy a cső önrezgésszáma mennyire csökken a csőben áramló anyag tömegáramának növekedésével, és egy egységet egy harmadik jel előállítására, amely a csőben áramló anyag nulla tömegáramához tartozó önrezgésszámának megfelelő, helyesbített periódusidőt reprezentálja, és kombinálja a cső önrezgésszámnak megfelelő periódusidejét a csőnek a második jel által megadott és a rezgésszám-különbségnekmegfelelőperiódusidejével.
30. 30. A 29. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az anyag sűrűségét a (d) ((tcm) T_c ²-K,) kifejezés megoldásával határozza meg, ahol:

    d=D_w - D_a,

    D_w=a víz sűrűsége,

    D_a=a levegő sűrűsége, tcm=a cső hőmérsékleti tényezője a mért rezgésszámra,

    T_c=a cső helyesbített periódusideje,

    K, = (tca)T_a2,

    T_a=a cső periódusideje levegő áramlása nélkül, tca=a cső hőmérsékleti tényezője levegős kalibráláshoz,

    K₂=(tcw)T_w ² - tca(T_a)2, tcw=a cső hőmérsékleti tényezője vizes kalibráláshoz,

    T_w=a cső periódusideje víz áramlása nélkül.