MX2010012570A - Metodo y sistema de coordinacion de subsistemas de medicion de un medidor de flujo. - Google Patents
Metodo y sistema de coordinacion de subsistemas de medicion de un medidor de flujo.Info
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Abstract
Coordinación de subsistemas de medición de un medidor de flujo. Por lo menos algunas de las modalidades ilustrativas son medidores de flujo que comprenden una pieza de carrete que define un pasaje central, una primera pluralidad de pares de transductores acoplados mecánicamente a la pieza de carrete, primeros circuitos electrónicos de control acoplados eléctricamente a la primera pluralidad de pares de transductores (los primeros circuitos electrónicos de control configurados para activar selectivamente cada par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores), una segunda pluralidad de pares de transductores acoplados a la pieza de carrete, segundos circuitos electrónicos de control diferentes de los primeros circuitos electrónicos de control (los segundos circuitos electrónicos de control acoplados eléctricamente a la segunda pluralidad de pares de transductores, los segundos circuitos electrónicos de control configurados para activar selectivamente cada par de transductores de la segunda pluralidad de pares de transductores). Los primeros y segundos circuitos electrónicos de control acoplados de forma comunicativa y configurados para coordinar la activación de sus respectivos pares de transductores.
Description
MÉTODO Y SISTEMA DE COORDINACIÓN DE SUBSISTEMAS DE MEDICIÓN DE UN MEDIDOR DE FLUJO
ANTECEDENTES
Después de que los hidrocarburos se han removido de la tierra, la corriente de fluido (por ejemplo, crudo o gas natural) se transporta de un lugar a otro a través de tuberías. Es deseable conocer con precisión la cantidad de fluido que fluye en la corriente, y se exige una precisión particular cuando el fluido cambia de manos, o hay "transferencia de custodia" . Los medidores de flujo ultrasónicos pueden usarse para medir la cantidad de fluido que fluye en una tubería, y los medidores de flujo ultrasónicos tienen suficiente precisión para usarse en la transferencia de custodia.
El valor del "cambio de manos" del gas en el punto de transferencia de custodia en una tubería de gran volumen de gas natural puede contabilizar hasta un millón de dólares o más en un solo día. Por lo tanto, en algunas situaciones de transferencia de custodia un solo cuerpo de medidor aloja dos medidores de flujo ultrasónicos. Los dos medidores permiten redundancia en caso de que un medidor falle, y en situaciones en donde ambos medidores de flujo son operacionales , la precisión de volúmenes de flujo registrados puede verificarse comparando las dos
mediciones independientes. Sin embargo, al tener dos medidores de flujo ultrasónico independientes en el mismo cuerpo de medidor pueden crearse dificultades en la operación y/o medición de los medidores.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 0 FIGURAS
Para una descripción de modalidades de ejemplo, ahora se hará referencia a los dibujos adjuntos en los cuales :
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un medidor de flujo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 2 muestra una vista superior en corte parcial de un medidor de flujo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 3 muestra una vista terminal en elevación de un medidor de flujo, y con . respecto a un primer subsistema de medición, de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 4 muestra un vista superior de un medidor de flujo, y con respecto a un primer subsistema de medición, de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 5 muestra un vista terminal en elevación de un medidor de flujo, y con respecto a un
segundo subsistema de medición, de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 6 muestra un vista superior de un medidor de flujo, y con respecto a un segundo subsistema de medición, de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 7 muestra un vista superior de un medidor de flujo de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 8 muestra circuitos electrónicos de control de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 9 muestra circuitos electrónicos de control de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 10 muestra circuitos electrónicos de control de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 11 muestra circuitos electrónicos de control de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 12 muestra circuitos electrónicos de control de conformidad con por lo menos algunas modalidades ;
la figura 13 muestra circuitos electrónicos de
control acoplados a una computadora de flujo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 14 muestra circuitos electrónicos de control acoplados a una computadora de trabajo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 15 muestra un diagrama de tiempo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 16 muestra un diagrama de tiempo de conformidad con por lo menos algunas modalidades;
la figura 17 muestra un diagrama de tiempo de conformidad con por lo menos algunas modalidades; y
la figura 18 muestra un método de conformidad con por lo menos algunas modalidades .
NOTACION Y NOMENCLATURA
A lo largo de la siguiente descripción y en las reivindicaciones se emplean ciertos términos para referirse a componentes particulares del sistema. Como lo apreciará un experto en la técnica, las compañías I fabricantes de medidores pueden referirse a un componente por medio de nombres diferentes. Este documento no pretende distinguir entre componentes que difieren en nombre sino en función.
En la siguiente discusión y en las I reivindicaciones, los términos "incluye" y "comprende" se
usan en una forma abierta, y por lo tanto deben interpretarse que significan "incluyendo, pero no limitado a...". Asimismo, el término "acoplar" o "acopla" pretende significar una conexión ya sea indirecta o directa. Por lo tanto, si un primer dispositivo se acopla a un segundo dispositivo, esa conexión puede ser a través de una conexión directa, o a través de una conexión indirecta a través de otros dispositivos y conexiones.
"Pieza de carrete" y/o "cuerpo de medidor" se referirá a un componente maquinado a partir de una sola pieza fundida. Una pieza de carrete y/o cuerpo de medidor creado a partir de piezas fundidas separadas acopladas entre sí (por ejemplo, una conexión de brida, soldada) no se considerará una "pieza de carrete" o "cuerpo de medidor" para propósitos de la presente descripción y las reivindicaciones .
"Activación" haciendo referencia a un par de transductores se referirá a uno o ambos de: lanzar una señal acústica por medio de un primer par de transductores; y recibir la señal acústica por medio de un segundo transductor del par de transductores .
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La siguiente discusión está dirigida a varias modalidades de la invención. Aunque pueden preferirse una
o más de estas modalidades, las modalidades descritas no deben interpretarse, o de otra manera usarse, como limitación del alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones. Además, alguien con experiencia en la técnica entenderá que la siguiente descripción tiene amplia aplicación, y la discusión de cualquier modalidad significa que es solo un ejemplo de esa modalidad, y no pretende sugerir que el alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones, está limitado a esa modalidad. Además, las varias modalidades se desarrollaron en el contexto de la medición de hidrocarburos (por ejemplo, petróleo crudo, gas natural), y la descripción va de acuerdo con dicho contexto de desarrollo; sin embargo, los sistemas y métodos descritos son igualmente aplicables a la medición de cualquier flujo de fluido (por ejemplo, sustancias criogénicas, agua) .
La figura 1 ilustra un medidor de flujo (100) que comprende un número suficiente de pares de transductores que pueden realizar mediciones de flujo redundantes. En particular, el cuerpo de medidor o pieza de carrete (102) está configurada para colocarse entre secciones de una tubería, tal como conectando la pieza de carrete (102) a la tubería por medio de bridas (104) . La pieza de carrete (102) tiene un tamaño predeterminado y define un pasaje central (106) a través del cual fluye
fluido medido. El medidor de flujo (100) comprende además una pluralidad de pares de transductores. En la vista en perspectiva de la figura 1, solo es visible un transductor de cada uno de los ocho pares de transductores ilustrativos. En particular, el transductor (108) en el alojamiento (110) está apareado con un transductor (no visible) en el alojamiento (112) . Similarmente , el resto de los transductores en el alojamiento (110) están apareados con transductores (no visibles) en el I alojamiento (112) . Similarmente, el transductor (114) en el alojamiento (116) está apareado con un transductor (no visible) en el alojamiento (118). Similarmente, el resto de los transductores en el alojamiento (116) están apareados con transductores (no visibles) en el alojamiento (118) .
La figura 2 ilustra una vista superior en corte parcial del sistema de la figura 1. En particular, la figura 2 muestra que un par ilustrativo de los transductores (108A) y (108B) se localiza a lo largo de la longitud de la pieza de carrete (102) . Los transductores (108A y 108B) son transceptores acústicos, y más particularmente transceptores ultrasónicos, lo que significa que ambos generan y reciben energía acústica con frecuencias superiores a aproximadamente 20 kilohercios . La energía acústica es generada y recibida por medio de un
elemento piezoeléctrico en cada transductor. Para generar una señal acústica, el elemento piezoeléctrico es estimulado eléctricamente por medio de una señal sinusoidal, y responde vibrando. La vibración del elemento piezoeléctrico genera la señal acústica que viaja a través del fluido medido en el pasaje central (106) hasta el transductor correspondiente del par de transductores. Similarmente , al ser impactado por energía acústica (es decir, la señal acústica y otras señales ' de ruido) , el elemento piezoeléctrico receptor vibra y genera una señal eléctrica que es detectada, digitalizada, y analizada por los circuitos electrónicos asociados con el medidor.
Existe una trayectoria (120) , mencionada algunas veces como "cuerda" o "trayectoria cordal", entre los transductores ilustrativos (108A) y (108B) a un ángulo (T) con respecto a una línea central (122) . La longitud de la cuerda (120) es la distancia entre la cara del transductor
(108A) y la cara del transductor (108B) . Un fluido (por ejemplo, petróleo crudo, gas natural, gas natural licuado) fluye en una dirección (150) . Inicialmente, el transductor corriente abajo (108B) genera una señal acústica que se propaga a través del fluido en la pieza de carrete (102) , y entonces incide sobre, y es detectada por, el transductor corriente arriba (108B) . Poco tiempo después
(por ejemplo, en unos pocos milisegundos) , el transductor
corriente arriba (108A) genera una señal acústica de retorno que se propaga de regreso a través del fluido en la pieza de carrete (102) , y entonces incide sobre, y es detectada por, el transductor corriente abajo (108B) . Por lo tanto, los transductores ilustrativos (108A) y (108B) juegan el papel de "lanzar y atrapar" con las señales acústicas a lo largo de la trayectoria cordal (120) . Durante la operación, esta secuencia puede ocurrir miles de veces por minuto.
El tiempo de tránsito de la señal acústica entre los transductores (108A) y (108B) depende en parte de si la señal acústica se está desplazando corriente arriba o corriente abajo con respecto al flujo del fluido. El tiempo de tránsito para una señal acústica que se dirige corriente abajo (es decir, la misma dirección que el flujo del fluido, definida por la flecha (150) ) es menor que su tiempo de tránsito cuando se dirige corriente arriba (es decir, contra el flujo del fluido, opuesto a la dirección de la flecha (150) ) . Los tiempos de tránsito corriente arriba y corriente abajo pueden usarse para calcular la velocidad promedio del fluido a lo largo de y/o cerca de la cuerda, y los tiempos de tránsito pueden usarse para calcular la velocidad del sonido en el fluido medido.
De conformidad con varias modalidades, el medidor de flujo (100) realiza dos mediciones de flujo
separadas e independientes con transductores en la misma pieza de carrete. En particular, cuatro de los ocho pares de transductores ilustrativos están asociados con un primer subsistema de medición de flujo, y los cuatro restantes de los ocho pares de transductores ilustrativos están asociados con un segundo subsistema de medición de flujo. En otras modalidades, pueden usarse más o menos pares de transductores por cada subsistema de medición y el número de pares de transductores entre los subsistemas de medición no tiene que ser el mismo. Independientemente del número de pares de transductores utilizados por cada subsistema de medición, cuando cada subsistema de medición de flujo está en operación las mediciones de flujo separadas pueden compararse y por lo tanto usarse para verificar el flujo de fluido a través del medidor. En casos en los que un subsistema de medición de flujo es inoperante (por ejemplo, un par de transductores falla) , el segundo subsistema de medición de flujo puede continuar usándose para medir el flujo de fluido.
La figura 3 ilustra una vista terminal en elevación de un extremo del medidor de flujo (100) en relación con un primer subsistema de medición. El primer subsistema de medición de flujo de la figura 3 comprende cuatro trayectorias cordales (A, B, C y D) a elevaciones variables dentro de la pieza de carrete (102) . En
particular, la cuerda (A) es una cuerda más superior, la cuerda (B) es una cuerda intermedia superior, la cuerda (C) es una cuerda intermedia inferior, y la cuerda (D) es la cuerda más inferior. Las designaciones de elevación superior e inferior, y las variantes, se refieren a la gravedad. Cada trayectoria cordal (A-D) corresponde a un par de transductores que se comportan alternadamente como un transmisor y receptor. También se muestra en la figura 3 circuitos electrónicos de medidor (152) que adquieren y procesan los datos de las cuatro trayectorias cordales ilustrativas (A-D) (y posiblemente otras) . Ocultas de la vista en la figura 3, debido a la brida, se encuentran cuatro pares de transductores que corresponden a las trayectorias cordales (A-D) . La figura 3 muestra solo la orientación en elevación de las cuatro cuerdas ilustrativas del primer subsistema de medición, y no indica si esas cuerdas son paralelas o coplanares.
La figura 4 muestra una vista superior del medidor de flujo (100) (con los alojamientos (110, 112, 116 y 118) (no mostrados) para ilustrar las relaciones de las cuerdas de un primer subsistema de medición de conformidad con por lo menos algunas modalidades. En particular, un primer par de transductores (108A) y (108B) (que corresponden a la cuerda más superior, la cuerda (A) ) define una trayectoria cordal a un ángulo no perpendicular
(T) con respecto a la línea central (122) de la pieza de carrete (102) . Otro par de transductores (154A) y (154B) (que corresponde a la cuerda intermedia superior, la cuerda (B) ) define una trayectoria cordal que forma holgadamente la forma de una "X" con respecto a la trayectoria cordal de los transductores (108A) y (108B) , y en algunas modalidades la trayectoria cordal para los transductores (154A y 154B) es perpendicular a la trayectoria cordal para los transductores (108A) y (108B) . Similarmente , un tercer par de transductores (156A) y (156B) (que corresponde a la cuerda intermedia inferior, la cuerda (C) ) define una trayectoria cordal paralela a la trayectoria cordal para los transductores (108A) y (108B) , pero más abajo en el pasaje central que la trayectoria cordal para cualesquiera de los transductores 108A y 108B o los transductores (154A) y (154B) . En la figura 4 no se muestra explícitamente, debido a la curvatura de la pieza de carrete ilustrativa (102) , se encuentra un cuarto par de transductores (158) (el transductor (158B) mostrado en la figura 1) (que corresponde a la cuerda más inferior, la cuerda (D) ) define una trayectoria cordal paralela a la trayectoria cordal para cuatro puertos de transductores (154A) y (154B) .
Juntando las figuras 3 y 4, para el primer subsistema de medición ilustrativo los pares de
transductores están dispuestos de tal manera que los dos pares superiores de transductores que corresponden a las cuerdas (A) y (B) forman la forma de una "X" , y los dos pares inferiores de transductores que corresponden a las cuerdas (C) y (D) también forman la forma de una "X" . Las cuerdas (A) y (B) son no planas, las cuerdas (C) y (D) son no planas, las cuerdas (A) y (C) son paralelas, y las cuerdas (B) y (D) son paralelas. Son posibles otras disposiciones de las cuerdas, tal como que todas las cuerdas para el subsistema de medición se encuentren en el mismo plano vertical. El primer subsistema de medición determina la velocidad del gas cerca de cada cuerda (A-D) para obtener velocidades de flujo cordales, y las velocidades de flujo cordales se combinan para determinar una velocidad de flujo promedio a través de todo el pasaje central. A partir de la velocidad de flujo promedio y del área de sección transversal del pasaje central, puede determinarse la cantidad de gas que fluye en la pieza de carrete, y por lo tanto en la tubería, por medio del primer subsistema de medición.
Con referencia ahora al segundo subsistema de medición, la figura 5 ilustra una vista terminal en elevación del medidor de flujo (100) en relación con un segundo subsistema de medición. El subsistema de medición de flujo de la figura 5 comprende cuatro trayectorias
cordales (E, F, G y H) a elevaciones variables dentro de la pieza de carrete (102) . En particular, la cuerda (E) es una cuerda más superior, la cuerda (F) es una cuerda intermedia superior, la cuerda (G) es una cuerda intermedia inferior, y la cuerda (H) es la cuerda más inferior. Cada trayectoria cordal (E-H) corresponde a un par de transductores que se comportan alternadamente como un transmisor y receptor. También se muestran en la figura 5 circuitos electrónicos del medidor (152) que adquieren y procesan los datos de las cuatro trayectorias cordales ilustrativas (E-H) (y posiblemente otras) . Ocultas de la vista en la figura 5, debido a la brida, se encuentran cuatro pares de transductores que corresponden a las trayectorias cordales (E-H) . De conformidad con por lo menos algunas modalidades, las cuerdas (E-H) están a las mismas elevaciones que las cuerdas (A-D) , respectivamente, mientras que en otras modalidades algunas o todas las cuerdas (E-H) pueden estar a diferentes elevaciones que las cuerdas (A-D) . Además, La figura 5 muestra solo la orientación en elevación de las cuatro cuerdas ilustrativas del segundo subsistema de medición, y no indica si esas cuerdas son paralelas o coplanares.
La figura 6 muestra una vista superior del medidor de flujo (100) (con los alojamientos (110, 112, 116 y 118) no mostrados) para ilustrar otro aspecto de la
relación de las trayectorias cordales utilizadas por el segundo subsistema de medición de flujo ilustrativo. En particular, un primer par de transductores (114A) y (114B) (que corresponden a la cuerda más superior, la cuerda (E) ) define una trayectoria cordal a un ángulo no perpendicular (T) con respecto a la línea central (122) de la pieza de carrete (102) . Otro par de transductores (160A) y (160B) (que corresponde a la cuerda intermedia superior, la cuerda (F) ) define una trayectoria cordal que forma holgadamente la forma de una "X" con respecto a la trayectoria cordal de los transductores (114A) y (114B) . Similarmente , un tercer par de transductores (162A) y (162B) (que corresponde a la cuerda intermedia inferior, la cuerda (G) ) define una trayectoria cordal paralela a la trayectoria cordal para los transductores (114A) y (114B) , pero más abajo en el pasaje central que la trayectoria cordal para cualquiera de los transductores (114A) y (114B) o los transductores (160A) y (160B) . En la figura 6 aunque no se muestra explícitamente, debido a la curvatura de la pieza de carrete ilustrativa (102) , se encuentra un cuarto par de transductores (164) (el transductor (164A) mostrado en la figura 1) (que corresponde a la cuerda más inferior, la cuerda (H) ) que define una trayectoria cordal paralela a la trayectoria cordal para cuatro puertos de transductores (160A) y (160B) .
Juntando las figuras 5 y 6, para el segundo subsistema de medición ilustrativo los pares de transductores están dispuestos de tal manera que los dos pares superiores de transductores que corresponden a las cuerdas (E) y (F) forman la forma de una "X", y los dos pares inferiores de transductores que corresponden a las cuerdas (G) y (H) forman la forma de una "X" . Las cuerdas
(E) y (F) son no planas, las cuerdas (G). y (H) son no planas, las cuerdas (E) y (G) son paralelas, y las cuerdas
(F) y (H) son paralelas. Son posibles otras disposiciones de las cuerdas, tales como que todas las cuerdas se encuentran en el mismo plano vertical. El segundo subsistema de medición determina la velocidad del gas cerca de cada cuerda (E-H) para obtener velocidades de flujo cordales, y las velocidades de flujo cordales se combinan para determinar una velocidad de flujo promedio a través de todo el pasaje central. A partir de la velocidad de flujo promedio y del área de sección transversal conocida del pasaje central, puede determinarse la cantidad de gas que fluye en la pieza de carrete, y por lo tanto en la tubería, por medio del segundo subsistema de medición.
Las figuras 4 y 6 solo muestran transductores asociados con el subsistema de medición que se describe. La figura 7 muestra una vista superior del medidor de
flujo (100) (con los alojamientos (110, 112, 116 y 118) no mostrados) para ilustrar la relación de por lo menos algunos de los pares de transductores entre subsistemas de medición, y de conformidad con por lo menos algunas modalidades. En particular, el primer subsistema de medición comprende un par de transductores (108A) y
(108B) , un par de transductores (154A) y (154B) , y otros dos pares no visibles en la figura 7. El segundo subsistema de medición comprende un par de transductores
(114A) y (114B) , un par de transductores (160A) y (1604B) , y otros dos pares no visibles en la figura 7. Por lo tanto, en las modalidades mostradas en la figura 7, los pares de transductores que corresponden a las cuerdas más superiores (cuerda (A) para el primer subsistema de medición y (E) para el segundo subsistema de medición) , están a la misma posición axial de la pieza de carrete
(102) . Similarmente, los pares de transductores que corresponden a las cuerdas intermedias superiores (cuerda
(B) para el primer subsistema de medición y (F) para el segundo subsistema de medición) , están en la misma posición axial de la pieza de carrete (102) . Sin embargo son posibles otras disposiciones, tal como que el segundo subsistema de medición esté desviado axialmente a lo largo de la pieza de carrete (102) .
La especificación se dirige 'ahora a los
circuitos electrónicos del medidor. De conformidad con algunas modalidades, cada subsistema de medición tiene un conjunto separado e independiente de circuitos electrónicos de control . Regresando brevemente a las figuras 3 y 5, los circuitos electrónicos generales del medidor (152) en esas figuras se ilustran como dos circuitos electrónicos de control separados (152A) y (152B) . La figura 8 ilustra circuitos electrónicos de control (152A) asociados con un solo subsistema de medición de conformidad con por lo menos algunas modalidades. Sin embargo, se entenderá que en modalidades en donde cada subsistema de medición tiene un conjunto separado e independiente de circuitos electrónicos de control, la descripción con referencia a la figura 8 es igualmente aplicable a los circuitos electrónicos de control para cada subsistema de medición. Los circuitos electrónicos de control (152A) pueden estar alojados en una caja de circuitos electrónicos, cuya caja de circuitos electrónicos puede acoplarse a la pieza de carrete (102) . Alternativamente, la caja de circuitos electrónicos que aloja los circuitos electrónicos de control (152A) puede montarse equivalentemente cerca (es decir, a uno pocos metros) de la pieza de carrete. Los circuitos electrónicos de control (152A) en estas modalidades comprenden un tablero de procesador (200) acoplado a un tablero de
adquisición de datos (202) . El tablero de adquisición de datos (202) , a su vez, se acopla a los transductores para el subsistema de medición. Tener un tablero de procesador (200) y un tablero de adquisición de datos (202) separados puede basarse en que el tablero de adquisición de datos (202) esté ubicado en un sitio que requiere que el tablero (202) sea intrínsecamente seguro (es decir, para reducir la probabilidad de que chispas u otra energía enciendan gases inflamables) , y que el tablero de procesador (202) esté fuera del área intrínsecamente segura. En otras modalidades la funcionalidad del tablero de procesador (200) y del tablero de adquisición de datos puede incorporarse en un solo tablero de circuitos electrónicos.
Sobre el tablero de procesador (200) reside un procesador (204) acoplado a una memoria de acceso aleatorio (RAM) (206) , a una memoria de solo lectura (ROM) (208) y a múltiples puertos de comunicación (COM) (210A) y (210B) . El procesador (204) es el dispositivo dentro del cual se ejecutan programas para realizar la. medición de control del flujo de fluido a través del pasaje central para el subsistema de medición particular. La ROM (208) es una memoria no volátil que almacena programas del sistema operativo, así como programas para implementar la medición del flujo de fluido. La RAM (206) es la memoria de trabajo para el procesador (204) , y antes de la ejecución se
pueden copiar algunos programas y/o estructuras de datos |de la ROM (208) a la RAM (206) . En modalidades alternativas, los programas y estructuras de datos pueden accederse directamente desde la ROM (208) . El puerto de comunicación (210A) es el mecanismo mediante el cual el medidor se comunica con otros dispositivos, tales como circuitos electrónicos de control asociados con los otros subsistemas de medición del medidor de flujo, computadoras de flujo (las cuales pueden acumular volúmenes de flujo medidos de una pluralidad de medidores de fluido) y/o un sistema de adquisición de datos. Aunque el procesador (204), la RAM (206), la ROM (208) y los puertos de comunicación (210) se ilustran como dispositivos individuales, en modalidades alternativas se usan microcontroladores , cuyos microcontroladores comprenden integralmente un núcleo de procesamiento, RAM, ROM y puertos de comunicación.
El procesador (204) se acopla al tablero de adquisición de datos (204) y lo controla con el fin de enviar y recibir señales acústicas a través del fluido medido. En particular, el procesador (204) se acopla al tablero de adquisición de datos a través del puerto COM (210B) . El puerto COM (210B) puede ser .un puerto COM separado como se ilustra, o el tablero de procesador (200) puede usar un solo puerto COM (210) para comunicarse con
otros dispositivos y el tablero de adquisición de datos (202) . En algunas modalidades, el protocolo de comunicación entre el tablero de procesador (200) y el tablero de adquisición de datos (202) es RS-485, pero pueden usarse equivalentemente otros protocolos de comunicación. Por medio del puerto COM (210B) ilustrativo, el tablero de procesador envía comandos al tablero de adquisición de datos (202) , tales como comandos que comienzan una activación secuencial de cada par de transductores del subsistema de medición.
El tablero de adquisición de datos (202) comprende una máquina de estado (212) acoplada a un excitador de transductor (214) , un receptor (216) y dos multiplexores (218) y (220) . La máquina de estado (212) también se acopla a los multiplexores (218) y (220) por medio las líneas de control (222) y (224) , respectivamente. De conformidad con por lo menos algunas modalidades, la máquina de estado (212) es "una máquina de estado con una pluralidad de estados que activan cada par de transductores del subsistema de medición en una secuencia predefinida. La máquina de estado (212) también recibe y digitaliza señales acústicas que inciden sobre cada transductor, y envía las representaciones digitales de las señales acústicas al tablero de procesador (200) . En algunas modalidades, la máquina de estado (212) se
implementa como software que se ejecuta en un procesador (226) (por ejemplo, software almacenado en la ROM (228) y ejecutado desde la RAM (230) , y en otras modalidades la máquina de estado (212) es un circuito integrado de aplicación específica (ASIC: application specific integrated circuit) o una disposición de pasarelas de campo programable (FPGA: field programmable gate array) .
En algunas modalidades, el excitador de transductor (214) comprende un circuito oscilador y un circuito amplificador. En modalidades en las que el excitador de transductor (214) tiene un oscilador interno, el excitador de transductor (214) crea una señal inicial, amplifica la señal hasta una fuerza de señal suficiente para excitar un transductor, y proporciona una coincidencia en impedancias con respecto a los transductores. En otras modalidades, el excitador de transductor (214) recibe una señal de corriente alterna (AC: Alternating Current) de la frecuencia deseada de la máquina de estado (212) u otra fuente, amplifica la señal y proporciona una coincidencia de impedancias con respecto a los transductores. Similarmente , el receptor (216) puede adoptar muchas formas. En algunas modalidades, el receptor (216) es un convertidor de analógico a digital que toma la forma de onda análoga creada por un transductor representativo de la señal acústica recibida, y convierte
la señal a la forma digital. En algunos casos, el receptor (216) puede filtrar y/o amplificar las señales antes de o después de la digitalización. La versión digitalizada de la señal recibida puede pasar después a la máquina de estado (212) , y la versión digitalizada de la señal recibida pasa al tablero de procesador (200) .
La máquina de estado (212) controla selectivamente los multiplexores (218) y (220) para acoplar cada transductor de cada par de transductores al excitador de transductores (214) (para excitar el transductor para que cree la señal acústica) y al receptor (216) (para recibir la señal eléctrica .creada por el transductor en respuesta a la energía acústica) . En algunas modalidades, la máquina de estado (212) , dentro de la extensión de un periodo de medición (por ejemplo, un segundo) , dirige cada par de transductores para que envíe aproximadamente 30 señales acústicas corriente arriba y 30 señales acústicas corriente abajo. Se pueden usar equivalentemente más o menos conjuntos de señales acústicas corriente arriba y corriente abajo para cada par de transductores, y periodos de medición más largos o más cortos .
Aún con referencia a la figura 8, y enfocándonos particularmente en el par de transductores (108A) y (108B) como representativos de todos los pares de transductores,
para propósitos de esta discusión, el transductor (108A) es el transductor emisor, y el transductor (108B) es el transductor receptor; sin embargo, en la operación real estas funciones cambian alternadamente. Bajo el control de la máquina de estado (212) , el excitador de transductor (214) se acopla, a través de los multiplexores (218) y (220) , al transductor (108A) . Una señal eléctrica generada y/o amplificada por el excitador de transductor (214) se propaga hacia el elemento piezoeléctrico en el transductor (108A) y lo excita, y a su vez el transductor (108A) genera una señal acústica. La señal acústica atraviesa la distancia entre el transductor (108A) y el transductor (108B) en el fluido medido. Por conveniencia del dibujo, los transductores (108A) y (108B) no están alineados, pero en la operación el par sería sustancialmente coaxial, como se ilustra en la figura 4. Durante el tiempo de vuelo de la señal acústica entre el transductor (108A) y el transductor (108B) , la máquina de estado (212) cambia la configuración de los multiplexores (218) y (220) para acoplar el transductor (108B) al receptor (216) . El transductor (108B) recibe la energía acústica (es decir, la señal acústica y señales de ruido) , y una señal eléctrica que corresponde a la energía acústica recibida se propaga al receptor (216) . Las funciones del transmisor y del receptor posteriormente se invierten, y los procesos
comienzan de nuevo en el siguiente par de transductores, tal como los transductores (154A) y (154B) .
En algunas modalidades, la máquina de estado (212) también implementa un registro o contador (234) . El contador interviene en modalidades (discutidas más adelante) en donde la activación de pares de transductores se basa en ranuras de tiempo predeterminadas . El contador se actualiza periódicamente (por ejemplo, cada milisegundo) , y con base en el contador del tablero de adquisición de datos (202) activa pares de transductores en ranuras de tiempo respectivas. Aunque el contador (234) se muestra como parte de la máquina de estado (212) , en otras modalidades el contador puede implementarse como un registro en el tablero de adquisición de datos (212) que se actualiza periódicamente por medio de . la máquina de estado (212) u otro hardware. En modalidades en las que la máquina de estado (212) se implementa como software, el contador (234) puede ser parte del software, o el contador puede ser un registro del procesador (226) .
La máquina de estado (212) envía, al tablero de procesador (200) , representaciones digitales de las señales acústicas recibidas e indicaciones de cuándo se lanzó cada señal acústica. En algunos casos, la indicación de cuándo se lanzó cada señal y la representación digital se combinan en el mismo mensaje basado en paquetes. Con
base en la información proporcionada del tablero de adquisición de datos (202) , el procesador (204) determina un tiempo de arribo de cada señal acústica recibida (por ejemplo, un cruzamiento en cero particular del movimiento inicial) , y determina un tiempo de tránsito de la señal acústica. El proceso de recibir la información y determinar tiempos de tránsito para cada disparo se repite en cada periodo de medición (por ejemplo, un segundo) no solo para disparos corriente arriba y corriente abajo, sino también para cada cuerda del subsistema. Con base en los datos determinados, las velocidades de flujo cerca de cada cuerda se calculan por medio del procesador (204), una velocidad de flujo promedio se calcula por medio del procesador 204, y con base en la pieza de carrete (102) se calcula el área de sección transversal de un volumen de flujo a través del medidor para el periodo de medición por medio del procesador (204) .
En algunas circunstancias, las señales acústicas del primer subsistema de medición pueden interferir con señales acústicas del segundo subsistema de medición, provocando diferencias en el flujo medido. Por ejemplo, una señal acústica lanzada por un primer transductor no solo se propaga a través del fluido medido a lo largo de la cuerda, sino que también se dispersa circularmente como la energía que se desplaza a lo largo de la cuerda,
similar a un haz de luz de linterna que se dispersa desde el espejo de enfoque. En algunos casos, debido a la anchura del haz y el flujo del fluido medido, las señales acústicas lanzadas por un transductor del primer subsistema de medición puede chocar sobre un transductor del segundo subsistema de medición, provocando señales erróneas. Como otro ejemplo, aunque la mayor parte de la energía creada por un transductor se imparte al fluido medido, algo de energía acústica creada por un transductor se acopla a la pieza de carrete (102) . La velocidad de propagación de señales acústicas en la estructura metálica de la pieza de carrete (102) es significativamente más rápida, en la mayoría de los casos, que la velocidad a través del fluido medido, y por lo tanto la energía acústica parásita en la pieza de carrete (102) ocasionada por el disparo de un transductor del primer subsistema de medición puede recibirse por medio de un transductor del segundo subsistema de medición, provocando señales erróneas .
Con el fin de reducir o eliminar la interferencia entre los subsistemas de medición, los medidores de flujo de conformidad con las varias modalidades coordinan la activación de pares de transductores. La coordinación puede adoptar muchas formas y niveles variables de sofisticación . La discusión de la
coordinación por medio de los subsistemas de medición comienza con sistemas ilustrativos para intercambiar señales de sincronización, y después se dirige a las modalidades ilustrativas de sincronización.
La figura 9 ilustra circuitos electrónicos de control (152) de conformidad con por lo menos algunas modalidades. En particular, los circuitos electrónicos de control (152) comprenden un tablero de procesador (200A) y un tablero de adquisición de datos (202A) para un primer subsistema de medición, y un tablero de procesador (200B) y un tablero de adquisición de datos (202B) para un segundo subsistema de medición. En las modalidades de la figura 9, una línea de señal (250) se acopla entre los tableros de adquisición de datos (202) , y una señal de sincronización se intercambia entre los tableros de adquisición de datos (202) a través de la línea de señal (250) . La figura 10 también ilustra modalidades en donde cada subsistema de medición comprende un tablero de procesador (200) y un tablero de adquisición de datos (202) ; sin embargo, en la figura 10 la señal de sincronización se intercambia entre los subsistemas de medición por medio de una línea de señal (252) acoplada entre el tablero de procesador (200A) para el primer subsistema de medición y el tablero de procesador (200B) para el segundo subsistema de medición.
La figura 11 ilustra modalidades de circuitos electrónicos de control (152) en donde el primer subsistema de medición tiene un tablero de adquisición de datos (202A) , y el segundo subsistema de medición tiene un tablero de adquisición de datos (202B) , pero los circuitos electrónicos de control (152) tienen solo un tablero de procesador (200) que se acopla a, y controla ambos tableros de adquisición de datos. Sin embargo, en las modalidades de la figura 11 la línea de señal (250) se acopla entre los tableros de adquisición de datos (202) , y la señal de sincronización se intercambia entre los tableros de adquisición de datos (202) a través de la línea de señal (250) . La figura 12 también ilustra modalidades en donde cada subsistema de medición tiene un tablero de adquisición de datos separado (202), pero en donde los circuitos electrónicos de control (152) tienen un solo tablero de procesador (200) acoplado a cada tablero de adquisición de datos (202) . Sin embargo, en las modalidades de la figura 12 la señal de sincronización se intercambia entre los tableros de adquisición de datos (202) a través del tablero de procesador (200) , y por lo tanto no está presente una línea de señal separada entre los tableros de adquisición de datos (202) .
La figura 13 ilustra modalidades en donde cada subsistema de medición tiene su propio tablero de
procesador (200) y tablero de adquisición de datos (202) ; sin embargo, en las modalidades de la figura 13 la señal de sincronización intercambiada entre los tableros de adquisición de datos fluye a través de otro dispositivo. Como se ilustra en la figura 13, la señal se sincronización fluye a través de una computadora de flujo (256) acoplada al tablero de procesador (200) de cada subsistema de medición, pero la señal de sincronización puede fluir a través de cualquier dispositivo corriente arriba, tal como un sistema de control supervisor y de adquisición de datos (SCADA: supervisory control and data acquisition) . La figura 14 también ilustra ..modalidades en donde cada subsistema de medición comprende un tablero de procesador (200) y un tablero de adquisición de datos (202) ; sin embargo, en la figura 14 los tableros de procesador están acoplados por medio de una red de cómputo (258) (por ejemplo una red Ethernet) , y la señal de sincronización intercambiada entre los tableros de adquisición de datos fluye a través de los tableros de procesador (200) y la red de cómputo (258) .
La especificación se dirige ahora a ejemplos ilustrativos de sincronización entre los subsistemas de medición. Muy semejante a las diferentes modalidades físicas para intercambio de la señal de sincronización, la coordinación de activación de pares de transductores entre
subsistemas de medición puede adoptar muchas formas. Para propósitos de discusión, la coordinación entra a control por medio de un subsistema de medición primario, y cada disparo del subsistema en ranuras de tiempo predeterminadas (con la coordinación de base de tiempo) . Se discute primero el control por medio de un subsistema de medición primario.
En algunas modalidades, uno de los subsistemas de medición está designado como primario, y el subsistema de medición restante está designado como secundario. La selección del subsistema de medición primario puede predeterminarse, o los subsistemas de medición pueden elegir entre ellos mismos un número primario, tal como por medio de la generación de números aleatorios o con base en un número de serie de cada subsistema. Independientemente del mecanismo preciso mediante el cual se selecciona el subsistema de medición primario, el subsistema de medición primario envía una señal de sincronización al subsistema de medición secundario de forma contemporánea con cada activación de un par de transductores del subsistema de medición primario. El subsistema de medición secundario recibe la señal de sincronización, y activa un par de transductores del subsistema de medición secundario en respuesta a la señal de sincronización. En algunas modalidades, la coordinación entre el subsistema de
medición resulta únicamente en un solo par de transductores que son activados en cualquier tiempo del medidor de flujo (100) . En otras modalidades, la coordinación puede incluir tener solo un transductor que lanza una señal acústica en cualquier tiempo, pero el lanzamiento de una señal acústica puede tener lugar mientras otra señal acústica está en vuelo. En aún otras modalidades, la coordinación puede involucrar disparos simultáneos, pero para transductores a diferentes elevaciones de tal manera que la interferencia no es problema . '
La figura 15 ilustra un diagrama de tiempos de conformidad con por lo menos algunas modalidades que usa un sistema primario/secundario. En particular, el subsistema de medición primario activa un par de transductores (en este caso, lanza una señal acústica por medio de un transductor) , como se ilustra por medio del bloque (1500) . Al mismo tiempo que la activación, el primer subsistema de medición envía una señal de sincronización, como se ilustra por medio del bloque (1502) . El envío de la señal de sincronización puede ser por medio de cualquiera de los mecanismos descritos arriba. El segundo subsistema de medición recibe la señal de sincronización y activa un par de transductores (en este caso, lanza una señal acústica) por una cantidad de
tiempo predeterminada después de recibir la señal de sincronización, como se ilustra mediante la extensión de tiempo (1504) y el bloque (1506). En el caso ilustrativo de la figura 15, el retardo predeterminado se establece de tal manera que el lanzamiento de la señal acústica del transductor del segundo subsistema de medición es durante el tiempo de vuelo de la señal acústica lanzada por el primer subsistema de medición, como se ilustra por la recepción de la señal acústica para el primer subsistema de medición en el bloque (1508). Cierto tiempo después, se recibe la señal acústica lanzada por el segundo subsistema de medición, como se ilustra mediante el bloque (1510) .
Con referencia a la figura 16, en otras modalidades el subsistema de medición primario envía la sincronización para controlar más directamente la activación de los pares de transductores en el subsistema de medición secundario. En particular, el subsistema de medición primario activa un par de transductores (en este caso, lanza una señal acústica) como se ilustra en el bloque (1600) . Al mismo tiempo que la activación (en particular, ' entre el lanzamiento y la recepción de las señales acústicas) , y el punto en el tiempo cuando el subsistema de medición primario desea que el subsistema de medición secundario active un par de transductores, el subsistema de medición primario envía la señal de
sincronización. En el caso de la figura 16, la señal de sincronización se envía durante el tiempo de vuelo de la señal acústica desde el transductor del primer subsistema de medición, como se ilustra por medio del bloque (1602). El envío de la señal de sincronización puede ser por medio de cualquiera de los mecanismos descritos arriba. Con base en el comando del subsistema de medición primario, el subsistema de medición secundario activa inmediatamente un par de transductores (en este caso, lanza una señal acústica), como se ilustra por medio del bloque (1604). Posteriormente, la señal acústica lanzada por el primer subsistema de medición es recibida (bloque 1606) , y después la señal acústica lanzada por el segundo subsistema de medición es recibida por el segundo subsistema de medición (bloque 1608) .
En las modalidades de la sincronización descritas hasta este punto, muy poca información necesita ser portada por la señal de sincronización. En particular, la señal de sincronización puede ser un valor Booleano, y por lo tanto las líneas de señal (figuras 9 y 11) pueden ser un solo alambre (con una tierra común) , o quizá un cable de dos conductores de par trenzado. Además, si la señal de sincronización es suministrada a través de un solo tablero de procesador o múltiples tableros de procesador (figuras 10 y 12) , de nuevo la señal de
sincronización puede ser un solo valor Booleano. En otras modalidades en donde la señal de sincronización es parte de un mensaje basado en paquetes (por ejemplo, las figuras 13 ó 14), entonces la carga útil de datos del mensaje puede portar el valor Booleano, o el simple hecho de que un mensaje (independientemente de la carga útil, si la hay) fue recibido puede representar una señal de sincronización.
En las modalidades discutidas hasta aquí, aunque el subsistema de medición primario puede controlar el cronometraje de la activación de pares de transductores en el subsistema de medición secundario, el subsistema de medición primario no controla cuál par de transductores del subsistema de medición secundario está activado. En modalidades alternativas, el subsistema de medición primario no solo controla el cronometraje, sino también cuál par de transductores será activado por el subsistema de medición secundario. En modalidades en donde el subsistema de medición primario controla cuál transductor o par de transductores activará, la señal de sincronización puede ser más que un solo valor Booleano, y de hecho puede comprender una pluralidad de valores para identificar cuál transductor particular o pares de transductores activará (por ejemplo, el transductor (Al) podría asociarse con un valor 000, el transductor (A2)
podría asociarse con un valor 001, y así sucesivamente) . La pluralidad de valores Booleanos puede codificarse en las líneas de señal (figuras 9 y 11) . Además, si la señal de sincronización se suministra a través de uno solo o de múltiples tableros de procesador (figuras 10 y 12) , de nuevo la señal de sincronización puede ser una pluralidad de valores Booleanos codificados en líneas de señal. En modalidades en donde la señal de sincronización es parte de un mensaje basado en paquetes (por ejemplo, en las figuras 13 ó 14) , entonces la carga útil de datos del mensaje puede portar la pluralidad de valores Booleanos que identifican el par de transductores que activará.
La discusión hace referencia ahora a una sincronización basada en la activación de pares de transductores en ranuras de tiempo predeterminadas. En particular, en las modalidades de ranuras de tiempo cada tablero de adquisición de datos (202) implementa un contador (234) (figura 8) que es la base para las determinaciones de tiempo. Cada transductor o par de transductores se activa con base en ranuras de tiempo predeterminadas confirmadas por la base de tiempo mantenida en el contador (234) . Por ejemplo, la figura 17 ilustra un diagrama de tiempos para modalidades que disparan los transductores con base en ranuras de tiempo. La figura 17 ilustra ocho ranuras de tiempo, (designadas de
la ranura 1 a la ranura 8 como "slot") . En la primera ranura de tiempo, el primer subsistema de- medición (que tiene las cuerdas marcadas ilustrativamente como A, B, C y D) lanza y recibe una señal acústica a lo largo de la cuerda (A) definida por un par de transductores (indicados como (Al) , bloque 1700) , y similarmente el segundo subsistema de medición (que tiene ilustrativamente cuerdas marcadas como E, F, G y H) lanza y recibe una señal acústica a lo largo de la cuerda (E) definida por un par de transductores (indicado como (El) , bloque 1702) . Por lo tanto, la ranura de tiempo uno (o de hecho cualquiera de las ranuras de tiempo) es similar a la coordinación entre los subsistemas de medición mostrados con respecto a las figuras 15 ó 16, excepto que no se intercambia ninguna señal de sincronización para identificar específicamente la activación del segundo subsistema de medición. En la siguiente ranura de tiempo ilustrativa, la ranura de tiempo dos, el primer subsistema de medición lanza y recibe una señal acústica en la dirección opuesta a lo largo de la cuerda (A) (indicada como (A2) , bloque 1704) , y similarmente el segundo subsistema de medición lanza y recibe una señal acústica en la dirección opuesta a lo largo de la cuerda (E) (indicada como (E2) , bloque 1706) . El proceso continúa en cada ranura de tiempo y para cada par de transductores, finalizando en la ranura de tiempo
ocho de la figura ilustrativa 17 con el lanzamiento de una señal acústica a lo largo de la cuerda (D) (indicada como (D2) , bloque 1708) y a lo largo de la cuerda (H) (indicada como (H2) , bloque 1710) . El diagrama de tiempos de la figura 17 es simplemente ilustrativa, y puede usarse equivalentemente cualquier patrón de activación de los transductores en las ranuras de tiempo.
En las varias modalidades basadas en ranuras de tiempo, aunque cada tablero de adquisición de datos (202) tiene su propio contador (234) , incluso si los contadores (234) comienzan en el mismo valor al encenderse, ligeras diferencias en la frecuencia de reloj pueden dar como resultado la desalineación de las ranuras de tiempo entre los subsistemas de medición. Con el fin de tratar dicha preocupación, las modalidades que utilizan ranuras de tiempo intercambian periódicamente una señal de sincronización. En lugar de indicar directamente la activación de transductores, la señal de sincronización en estas modalidades alinea o sustancialmente alinea los contadores (234) . Por ejemplo, al recibir la señal de sincronización, un tablero de adquisición de datos (234) puede establecer el contador a un valor predeterminado (por ejemplo, cero) . En modalidades en las que la señal de sincronización activa los contadores · a un valor predeterminado, la señal de sincronización puede ser un
valor Booleano suministrado como ,. se discutió anteriormente, o la señal puede ser simplemente la recepción de una señal de sincronización como un mensaje basado en paquetes .
En otras modalidades, la propia señal de sincronización lleva una indicación del valor al cual debe establecerse cada contador. Por ejemplo, la señal de sincronización enviada a lo largo de la linea de señal ilustrativa (250) podría comprender una serie de valores Booleanos que directamente o indirectamente indican el valor que será colocado en el contador. En otras modalidades, el valor que será colocado en el contador podría llevarse como carga útil en una señal de sincronización en forma de un mensaje basado en paquetes.
En las modalidades implementadas usando ranuras de tiempo, los contadores solo necesitan sincronizarse periódicamente, con el periodo establecido por la precisión del sistema de reloj asociado con los contadores. Si los sistemas de reloj en cada tablero de adquisición de datos permanece suficientemente alineado durante periodos amplios, entonces la señal de sincronización solo necesita intercambiarse cada semana o incluso cada pocos días. Por otro lado, si se desarrollan rápidamente diferencias entre los contadores, entonces una señal de sincronización se puede intercambiar cada pocas
horas o pocos minutos. Sin embargo, en las varias modalidades los sistemas de reloj asociados con los contadores son suf cientemente precisos que una vez alineados no necesita enviarse una señal de sincronización con más frecuencia que un periodo de medición (por ejemplo, un segundo) . Las señales de sincronización entre los subsistemas de medición pueden provenir de uno de los subsistemas de medición, o la señal de sincronización puede provenir de otras fuentes, tal como una computadora de flujo o un sistema SCADA acoplado al medidor de flujo.
La figura 18 ilustra un método de conformidad con por lo menos algunas modalidades. En particular, el método se inicia (bloque 1800) , y avanza para operar un primer subsistema de medición de un medidor de flujo, el primer subsistema de medición comprende una primera pluralidad de pares de transductores acoplados a una pieza de carrete (bloque 1804) . El método también comprende operar un segundo subsistema de medición del medidor de flujo, el segundo subsistema de medición comprende una segunda pluralidad de pares de transductores acoplados a la pieza de carrete (bloque 1808) . Finalmente, el método comprende coordinar la activación de pares de transductores entre el primer y segundo subsistemas de medición (bloque 1812) , y el método finaliza (bloque 1816) .
De la descripción proporcionada en la presente, aquellos con experiencia en la técnica tienen como facilidad la capacidad de combinar software creado como se describió con hardware de cómputo de propósito general o de propósito especial para crear un medidor de flujo y/o subcomponentes de medición de flujo de conformidad con las varias modalidades, para crear un sistema o componentes para llevar a cabo los métodos de las varias modalidades, y/o para crear un medio de lectura por computadora para almacenar un programa de software para implementar los aspectos del método de las varias modalidades.
La discusión anterior pretende ser ilustrativa de los principios y las varias modalidades de la presente invención. Numerosas variaciones y modificaciones serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica una vez que se aprecie en su totalidad la descripción anterior .
Se pretende que las siguientes reivindicaciones se interpreten incluyendo todas esas variaciones y modificaciones.
Claims (20)
1. Un medidor de flujo que comprende: una pieza de carrete que define un pasaje central; una primera pluralidad de pares de transductores acoplados mecánicamente a la pieza de carrete; primeros circuitos electrónicos de control acoplados eléctricamente a la primera pluralidad de pares de transductores, los primeros circuitos electrónicos de control configurados para activar selectivamente cada par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores ; una segunda pluralidad de pares de transductores acoplados mecánicamente a la pieza de carrete; segundos circuitos electrónicos de control diferentes de los primeros circuitos electrónicos de control, los segundos circuitos electrónicos de control acoplados eléctricamente a la segunda pluralidad de pares de transductores, los segundos circuitos electrónicos de control configurados para activar selectivamente cada par de transductores de la segunda pluralidad de pares de transductores; los primeros y segundos circuitos electrónicos de control acoplados en forma comunicativa y configurados para coordinar la activación de sus respectivos pares de transductores .
2. El medidor de flujo según la reivindicación 1, en donde adicionalmente comprende: los primeros circuitos electrónicos de control comprenden : un primer tablero de adquisición de datos configurado para controlar la activación de la primera pluralidad de pares de transductores; los segundos circuitos electrónicos de control comprenden : un segundo tablero de adquisición de datos configurado para controlar la activación de la segunda pluralidad de pares de transductores; el primer y segundo tableros de adquisición de datos están acoplados en forma comunicativa por medio de una linea de señal, y el primer tablero de adquisición de datos está configurado para enviar, cerca en tiempo con cada activación de un par de transductores, una señal de sincronización al segundo tablero de adquisición de datos; y el segundo tablero de adquisición de datos está configurado para activar un par de transductores con base en la señal de sincronización.
3. El medidor de flujo según la reivindicación 2, en donde adicionalmente comprende: el primer tablero de adquisición de datos está configurado para enviar la señal de sincronización durante el vuelo de una señal acústica entre un par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores ; y el segundo tablero de adquisición de datos está configurado para lanzar una señal acústica desde un transductor de la segunda pluralidad de pares de transductores al recibir la señal de sincronización.
4. El medidor de flujo según la reivindicación 3 en donde el primer tablero de adquisición de datos está configurado para enviar la señal de sincronización que identifica desde cuál transductor debe lanzar el segundo tablero de adquisición de datos una señal acústica.
5. El medidor de flujo según la reivindicación i 2, en donde adicionalmente comprende: el primer tablero de adquisición de datos está configurado para enviar la señal de sincronización de manera contemporánea con el lanzamiento de una señal acústica desde un par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores; y el segundo tablero de adquisición de datos está configurado para lanzar una señal acústica desde un transductor de la segunda pluralidad de pares de transductores en una cantidad de tiempo . redeterminada después de recibir la señal de sincronización.
6. El medidor de flujo según la reivindicación 5, en donde el primer tablero de adquisición de datos está configurado para enviar la señal de sincronización que identifica desde cuál transductor debe lanzar el segundo tablero de adquisición de datos una señal acústica.
7. El medidor de flujo según la reivindicación 2, en donde adicionalmente comprende: los primeros circuitos electrónicos de control adicionalmente comprenden un primer tablero de procesador que comprende un primer procesador, el primer tablero de procesador acoplado al primer tablero de adquisición de datos y configurado para recibir representaciones de señales acústicas recibidas del primer tablero de adquisición de datos; y los segundos circuitos electrónicos de control adicionalmente comprenden un segundo tablero de procesador que comprende un segundo procesador, el segundo tablero de procesador acoplado al segundo tablero de adquisición de datos y configurado para recibir representaciones de señales acústicas recibidas del segundo tablero de adquisición de datos.
8. El medidor de flujo según la reivindicación 2, en donde adicionalmente comprende un procesador acoplado al primer y al segundo tableros de adquisición de datos, el procesador configurado para recibir representaciones de señales acústicas recibidas desde el primer y segundo tableros de adquisición de datos.
9. El medidor de flujo según la reivindicación 1, en donde adicionalmente comprende: los primeros circuitos electrónicos de control comprenden: un primer tablero de adquisición de datos configurado para controlar la activación de la primera pluralidad de pares de transductores; el primer tablero de adquisición de datos configurado para activar cada par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores en respectivas ranuras de tiempo predeterminadas, las ranuras de tiempo determinadas con base en el valor de un primer contador; los segundos circuitos electrónicos de control comprenden: un segundo tablero de adquisición de datos configurado para controlar la activación de la segunda pluralidad de pares de transductores; el segundo tablero de adquisición de datos configurado para activar cada par de transductores de la segunda pluralidad de pares de transductores en respectivas ranuras de tiempo predeterminadas, las ranuras de tiempo determinadas con base en el valor de un segundo contador; el primer tablero de adquisición de datos configurado para enviar periódicamente una señal de sincronización al segundo tablero de adquisición de datos, y el segundo tablero de adquisición de datos configurado para alinear sustancialmente el segundo contador con el primer contador con base en la señal de sincronización.
10. El medidor de flujo según la reivindicación 9, en donde los segundos circuitos electrónicos de control se alinean sustancialmente, los segundos circuitos electrónicos configurados para, por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de: establecer el segundo contador a un valor predeterminado; y establecer el segundo contador a un valor indicado en la señal de sincronización.
11. El medidor de flujo según la reivindicación 1, en donde adicionalmente comprende: los primeros circuitos electrónicos de control comprenden: un primer tablero de procesador que comprende un primer procesador; un primer tablero de adquisición de datos acoplado al primer procesador, el primer tablero de adquisición de datos configurado para controlar la J activación de la primera pluralidad de pares de transductores ; el primer tablero de adquisición de datos configurado para activar cada par de transductores de la primera pluralidad de pares de transductores en respectivas ranuras de tiempo predeterminadas, las ranuras de tiempo determinadas con base en el valor de un primer contador; los segundos circuitos electrónicos de control comprenden: un segundo tablero de procesador que comprende un segundo procesador; un segundo tablero de adquisición de datos acoplado al segundo procesador configurado para controlar la activación de la segunda pluralidad de pares de transductores ; el tablero de adquisición de datos configurado para activar cada par de transductores de la segunda pluralidad de pares de transductores en respectivas ranuras de tiempo predeterminadas, las ranuras de tiempo determinadas con base en el valor de un segundo contador; el primer procesador está configurado para enviar periódicamente una señal de sincronización al segundo procesador, y el segundo tablero de adquisición de datos está configurado para alinear sustancialmente el segundo contador con el primer contador con base en la señal de sincronización.
12. El medidor de flujo según la reivindicación 11, en donde cuando el segundo tablero de adquisición de datos sustancialmente se alinea, el segundo tablero de adquisición de datos está configurado para, por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de: establecer el segundo contador a un valor predeterminado; y establecer el segundo contador a un valor indicado en el mensaje de sincronización
13. El medidor de flujo según la reivindicación 11, en donde cuando el primer procesador envía, el primer procesador está configurado adicionalmente para enviar la señal de sincronización como un mensaje de paquetes al segundo procesador.
14. Un método que comprende: operar un primer subsistema de medición de un medidor de flujo, el primer subsistema de medición comprende una primera pluralidad de pares de transductores acoplados a una pieza de carrete; operar un segundo subsistema de medición del medidor de flujo, el segundo subsistema de medición comprende una segunda pluralidad de pares de transductores acoplados a la pieza de carrete; y coordinar la activación de pares de transductores del primer y segundo subsistemas de medición .
15. El método según la reivindicación 14, en donde coordinar adicionalmente comprende enviar una señal entre primeros circuitos electrónicos de control con el primer subsistema de medición y segundos circuitos electrónicos de control, diferentes de los primeros circuitos electrónicos de control, asociados con el segundo subsistema de medición.
16. El método según la reivindicación 14, en donde coordinar adicionalmente comprende: enviar de manera contemporánea con cada activación de un par de transductores, un valor Booleano desde el primer subsistema de medición hasta el segundo subsistema de medición; y activar, por medio del segundo subsistema de medición, un par de transductores con base en la recepción del único valor Booleano.
17. El método según la reivindicación 16, en donde activar adicionalmente comprende activar el par de transductores por medio del segundo subsistema de medición al recibir el único valor Booleano.
18. El método según la reivindicación 16, en donde activar adicionalmente comprende activar en una cantidad de tiempo predeterminada después de recibir el único valor Booleano.
19. El método según la reivindicación 14 , en donde coordinar adicionalmente comprende: enviar, de manera .contemporánea con cada activación de un par de transductores, un valor indicativo de un par de transductores que será disparado desde el primer subsistema de medición al segundo subsistema de medición; y activar, por medio del segundo subsistema de medición, un par de transductores con base en la recepción del valor.
20. El método según la reivindicación 14, en donde adicionalmente comprende: en donde operar el primer subsistema de medición adicionalmente comprende activar cada par de transductores del primer subsistema de medición en ranuras de tiempo respectivas con base en una base de tiempo mantenida por el primer subsistema de medición; en donde operar el segundo subsistema de medición adicionalmente comprende activar cada par de transductores del segundo subsistema de medición en respectivas ranuras de tiempo con base en una base de tiempo mantenida por el segundo subsistema de medición; en donde coordinar adicionalmente comprende: enviar una señal de sincronización desde el primer subsistema de medición hasta el segundo subsistema de medición; y alinear la base de tiempo mantenida por el segundo subsistema de medición con la base de tiempo mantenida por el primer subsistema de medición con base en la señal de sincronización.
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