JP2022528413A - 蒸気圧計器係数を使用する蒸気圧の決定 - Google Patents
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Abstract
Description
蒸気圧を決定するための蒸気圧計器係数を決定する方法が提供される。一実施形態によれば、本方法は、メーターアセンブリ内の流体の静圧を決定するステップと、流体の静圧と真の蒸気圧との間の差を決定するステップとを含む。
一態様によれば、蒸気圧計器係数を使用して蒸気圧を決定するためのメーター電子機器(20)は、メーターアセンブリ(10)に通信可能に結合した処理システム(200)を備えている。処理システム(203)は、流体を有するメーターアセンブリ(10)に駆動信号を供給し、メーターアセンブリ(10)に供給された駆動信号の駆動ゲインを測定し、駆動ゲインと基準気液比との間の予め決定された関係に基づいて流体の蒸気圧を決定するように構成される。
好ましくは、本方法は、メーターアセンブリに駆動信号を供給するステップと、メーターアセンブリに供給された駆動信号の駆動ゲインを測定するステップと、メーターアセンブリ内の流体の静圧を駆動ゲインに関連付けるステップとをさらに含む。
メーターアセンブリ10は、1対のマニホールド150および150’と、フランジ首部110および110’を有するフランジ103および103’ と、1対の平行な導管130および130’ と、ドライバ180と、抵抗式温度検出器(RTD)190と、1対のピックオフセンサ170lおよび170rとを含む。導管130および130’は、導管取り付けブロック120および120’においてお互いに向かって収束する2つの本質的にまっすぐな入口レグ131、131’および出口レグ134、134’を有する。導管130、130’は、それらの長さに沿った2つの対称位置において曲がり、それらの長さ全体にわたって本質的に平行である。補強バー140および140’が、各々の導管130、130’の振動の中心軸WおよびW’を定めるように機能する。導管130、130’のレグ131、131’および134、134’は、導管取り付けブロック120および120’に堅固に取り付けられ、次いでこれらのブロックは、マニホールド150および150’に堅固に取り付けられる。これは、メーターアセンブリ10を通る連続的な閉じた物質経路をもたらす。
に従って生成することができる。
Δt項は、時間遅延が振動式計器5を通る質量流量に関連するコリオリ効果に起因する場合などに、ピックオフセンサ信号間に存在する時間遅延を含む、操作により導出された(すなわち、測定された)時間遅延値を含む。測定されたΔt項は、最終的に、振動式計器5を通って流れるときの流動物質の質量流量を決定する。Δt0項は、ゼロ流量較正定数における時間遅延を含む。Δt0項は、典型的には、工場で決定され、振動式計器5にプログラムされる。ゼロ流量における時間遅延のΔt0項は、流れの条件が変化している場合でも変化しない。流量較正係数FCFは、振動式計器5の剛性に比例する。
定常条件下での非圧縮性の液体を仮定すると、入口において制御容積(例えば、管)に進入する質量の流量(m’1)は、出口における質量が出る速度(m’3)に等しい。入口での質量の流量(m’1)が出口において出て行く流量(m’3)に等しくなければならないというこの原理は、以下の式[2]によって示される。入口から出口へと移動するとき、質量流量は管に沿った各点において保存される。しかしながら、入口と出口との間の途中において流れの面積の減少が存在し得る。流れの面積のこの減少は、同じ質量流量を維持し、質量保存の法則に従うために、流体の速度の増加(vup)を必要とする。
ここで、
m’は、流体の質量流量であり、
vは、平均流速であり、
ρは、流体の密度であり、
Aは、総断面積であり、
下付き文字1は、入口を表し、
下付き文字3は、出口を表し、
下付き文字2は、入口と出口との中間を示す。
となり、
ここで、Pは、静圧を指し、ρgz項は、高さの変化に起因する静水ヘッドを補償する。より具体的には、gは重力定数であり、zは高さである。圧力低下の粘性部分は、ベルヌーイ式において別個の損失項で扱うことができる。
図2が、振動式計器5のメーター電子機器20のブロック図である。動作において、振動式計器5は、質量流量、体積流量、個々の流れ成分の質量流量および体積流量、ならびに例えば個々の流れ成分の体積流量および質量流量の両方を含む総流量の測定値または平均値のうちの1つ以上など、出力可能なさまざまな測定値をもたらす。
図3は、駆動ゲインと、蒸気圧計器係数を使用して蒸気圧を決定するために使用することができる気液比との関係を示すグラフ300を示している。図3に示されるように、グラフ300は、平均空隙率の軸310および駆動ゲイン軸320を含む。平均空隙率の軸310および駆動ゲイン軸320は、パーセンテージで増加しているが、任意の適切な単位および/または比率が使用されてもよい。
図4は、振動式計器内の流体の静圧を使用して蒸気圧を決定することができる方法を示すグラフ400を示している。図4に示されるように、グラフ400は、位置軸410および静圧軸420を含む。位置軸410は、なにも特定の長さの単位を用いて示されておらず、インチの単位であり得るが、任意の適切な単位が使用されてもよい。静圧軸420は、ポンド毎平方インチ(psi)の単位であるが、任意の適切な単位が使用されてもよい。位置軸410は、振動式計器の入口(「IN」)から出口(「OUT」)までの範囲である。
図5は、流体の蒸気圧を決定するためのシステム500を示している。図5に示されるように、システム500は、パイプライン501に結合されているバイパス入口およびバイパス出口を含むバイパスである。システム500は、コリオリメーターとして示されている振動式計器5の出口と流体連通しているポンプ510およびバイパス出口を含む。入口圧力センサ520は、振動式計器5の入口およびバイパス入口と流体連通している。出口圧力センサ530は、振動式計器5の出口とポンプ510との間に配置され、振動式計器5の出口の流体の静圧を決定するように構成されている。弁として示されている流量制御装置540は、バイパス入口と入口圧力センサ520との間に配置されている。
上述したように、コリオリ流量計ベースのシステムは、0:1の気液比で真の蒸気圧を提供することができ、これは、工学的計算にとって有用なパラメーターとなり得る。さらに、コリオリベースシステムは、「生きているサンプル」を測定することがあり、これは依然として低い蒸気圧の成分(「軽留分」)を有し得る。これは、サンプリング中に軽留分が気化し、失われる「死んだサンプル」を使用して測定する方法と比べて、潜在的な利点であり得る。さらに、研究室での分析のための蒸気に満ちているサンプル容器の輸送の必要性をなくす安全上の利点が実現され得る。
ここで、
Tは、温度(℃)であり、
TVPは、真の蒸気圧(kPa)であり、
RVPは、リード蒸気圧(kPa)であり、
A1、A2、A3、B1、B2、B3、およびCは、リード蒸気圧と真の蒸気圧との間で変換するためのパラメーターであり、流体の組成に依存する。
図6は、蒸気圧計器係数を使用して蒸気圧を決定する方法600を示している。図6に示されるように、方法600は、流体を有するメーターアセンブリに駆動信号を供給するステップ610で始まる。方法600によって使用されるメーターアセンブリは、上記のメーターアセンブリ10であってもよいが、任意の適切なメーターアセンブリが使用されてもよい。ステップ620では、メーターアセンブリに供給された駆動信号の駆動ゲインが測定される。ステップ630では、流体の蒸気圧は、駆動ゲインと基準気液比との間の予め決定された関係に基づいて決定される。
Claims (17)
- 蒸気圧計器係数を使用して蒸気圧を決定するためのメーター電子機器(20)であって、
メーターアセンブリ(10)に通信可能に結合された処理システム(200)であって、
流体を有する前記メーターアセンブリ(10)に駆動信号を供給し、
前記メーターアセンブリ(10)に供給された前記駆動信号の駆動ゲインを測定し、
前記駆動ゲインと基準気液比との間の予め決定された関係に基づいて前記流体の蒸気圧を決定する
ように構成されている処理システム(200)
を備えている、メーター電子機器(20)。 - 前記メーター電子機器(20)が、前記駆動ゲインが測定されると同時に、前記メーターアセンブリ(10)内の流体の静圧を決定するように、さらに構成されている、請求項1に記載のメーター電子機器(20)。
- 前記蒸気圧が、前記測定された駆動ゲイン、および前記駆動ゲインと前記基準気液比との間の前記予め決定された関係を使用して決定される、請求項1または2に記載のメーター電子機器(20)。
- 前記駆動ゲインと前記基準気液比との間の前記予め決定された関係が、100パーセントの駆動ゲインと真の蒸気圧駆動ゲインとを関連付ける一次関数である、請求項1から3のいずれか一項に記載のメーター電子機器(20)。
- 前記基準気液比、および前記測定された駆動ゲインの少なくとも一方が、流体の相変化を検出するための所定の閾値と関連している、請求項1から4のいずれか一項に記載のメーター電子機器(20)。
- 前記決定された蒸気圧が、真の蒸気圧である、請求項1から5のいずれか一項に記載のメーター電子機器(20)。
- 前記真の蒸気圧を使用してリード蒸気圧を決定するように、さらに構成されている、請求項6に記載のメーター電子機器(20)。
- 蒸気圧計器係数を使用して蒸気圧を決定する方法であって、
流体を有するメーターアセンブリに駆動信号を供給するステップと、
前記メーターアセンブリに供給された前記駆動信号の駆動ゲインを測定するステップと、
前記駆動ゲインと基準気液比との間の予め決定された関係に基づいて前記流体の蒸気圧を決定するステップと
を含む、方法。 - 前記駆動ゲインが測定されると同時に、前記メーターアセンブリ内の流体の静圧を決定するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記蒸気圧が、前記測定された駆動ゲイン、および前記駆動ゲインと前記基準気液比との間の前記予め決定された関係を使用して決定される、請求項8または9に記載の方法。
- 前記駆動ゲインと前記基準気液比との間の前記予め決定された関係が、100パーセントの駆動ゲインと真の蒸気圧駆動ゲインとを関連付ける一次関数である、請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基準気液比、および前記測定された駆動ゲインの少なくとも一方が、流体の相変化を検出するための所定の閾値と関連している、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記決定された蒸気圧が、真の蒸気圧である、請求項8から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記真の蒸気圧を使用してリード蒸気圧を決定するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 蒸気圧を決定するための蒸気圧計器係数を決定する方法であって、
メーターアセンブリ内の流体の静圧を決定するステップと、
前記流体の前記静圧と真の蒸気圧との間の差を決定するステップと
を含む、方法。 - 前記メーターアセンブリに駆動信号を供給するステップと、
前記メーターアセンブリに供給された前記駆動信号の駆動ゲインを測定するステップと、
前記メーターアセンブリ内の前記流体の前記静圧を前記駆動ゲインに関連付けるステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記流体内の相変化を検出するための駆動ゲイン閾値を測定された駆動ゲインに関連付けるステップと、
前記差を前記駆動ゲイン閾値に関連付けるステップと
をさらに含む、請求項15または16に記載の方法。
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