MX2013001820A - Validacion de ensamble de sensor. - Google Patents

Validacion de ensamble de sensor.

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MX2013001820A
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Paul J Hays
Craig B Mcanally
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Micro Motion Inc
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Abstract

Se proporciona un método para validar un ensamble de sensor de medidor. El método comprende un paso de recibir uno o más valores de calibración de sensor. El método además comprende un paso de comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos. El método entonces puede validar el ensamble sensor sí uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de uno o más valores de calibración de sensor conocidos.

Description

VALIDACION DE ENSAMBLE DE SENSOR Campo de la Invención La presente invención se refiere a, medidores, y más particularmente, a un método y aparato para validar un ensamble de sensor de un medidor.
Antecedentes de la Invención Los medidores vibratorios, tal como por ejemplo, densitómetros vibratorios y medidores de flujo de Coriolis son generalmente conocidos y se utilizan para medir flujo de masa y otra información para materiales dentro de un conducto. El material comprende un ensamble de sensor y una porción de elementos electrónicos. El material dentro del ensamble de sensor puede estar fluyendo o ser estacionario. Cada tipo de sensor puede tener características únicas, que un medidor debe tomar en cuenta con el fin de lograr desempeño óptimo. Por ejemplo, algunos sensores pueden requerir un aparato de tubo de flujo para preparar a niveles de desplazamiento particulares . Otros tipos de ensamble de sensor pueden requerir algoritmos de compensación especiales.
Los elementos electrónicos de medidor típicamente incluyen valores de calibración de sensor almacenados para el sensor particular que se utiliza. Los elementos electrónicos de medidor utilizan estos valores de calibración de sensor con el fin de medir de forma precisa velocidad de flujo de Ref. 238894 más y densidad. Los valores de calibración de sensor pueden comprender valores de calibración derivados de medidas bajo condiciones de prueba, tal como en la fábrica. Por lo tanto, cada tipo de sensor puede tener valores de calibración únicos.
Se describen medidores de flujo de Coriolis ilustrativos en la Patente de E.U.A. 4,109,524, Patente de E.U.A. 4,491,025, y Re. 31,450 todos para J.E. Smith y otros. Estos medidores de flujo tienen uno o más conductos de configuración recta curveada. Cada configuración de conducto en un medidor de flujo de masa de Coriolis tiene un grupo de modos de vibración natural, que puede ser de tipo de selección, torsión o acoplado simple. Cada conducto puede impulsarse para oscilar en un modo preferido.
El material fluye dentro del ensamble de sensor de medidor de flujo desde una tubería conectada sobre el lado de entrada del sensor, se dirige a través del o los conductos, y sale del sensor a través del lado de salida del sensor. Los modos de vibración natural del sistema lleno de material, vibratorio se definen en parte mediante la masa combinada de los conductos y el material que fluye dentro de los conductos .
Cuando no existe ningún flujo a través del sensor, una fuerza impulsora aplicada al o los conductos causa que todos los puntos a lo largo del o los conductos oscile con fase idéntica o "desplazamiento cero" pequeño, que es un retraso de tiempo medido de flujo cero. A medida que el material empieza a fluir a través del sensor, las fuerzas de Coriolis causan que cada punto a lo largo de o los conductos tenga una fase diferente. Por ejemplo, la fase en el extremo de entrada del sensor retrasa la fase en la posición de controlador centralizada, mientras la fase en la salida lleva a la fase en la posición de controlador centralizada. Los sensores selectores sobre él o los conductos producen señales industriales representativas del movimiento del o los conductos. La salida de señales desde los sensores selectores se procesa para determinar la diferencia de fase entre los sensores selectores. La diferencia fase entre los dos o más sensores selectores es proporcional a la velocidad de flujo de masa y al material que fluye a través del o los conductos.
La velocidad de flujo de masa del material puede determinarse al multiplicar la diferencia de fase por un Factor de Calibración de Flujo (FCF, por sus siglas en inglés) . Antes de la instalación del ensamble de sensor del medidor de flujo dentro de la tubería, el FCF se determina por un procedimiento de calibración. En el procedimiento de calibración, se pasa un fluido a través del tubo de flujo a una velocidad de flujo conocida y se calcula la relación entre la diferencia de fase y la velocidad de flujo (es decir, el FCF) . El ensamble de sensor del medidor de flujo determina subsecuentemente una velocidad de flujo al multiplicar el FCF por la diferencia de fase de los sensores selectores. Además, pueden tomarse en cuenta otros factores de calibración al determinar la velocidad de flujo.
Muchas aplicaciones de medidor vibratorio comprenden una red de sensor vibratorio que puede incluir múltiples sensores que operan dentro de una red de comunicación de alguna forma. La red comúnmente incluye un sistema de monitoreo de sensor que recolecta datos de flujo medido y controla y coordina operaciones de varios sensores. La red puede incluir sensores vibratorios de diferentes tamaños, modelos, años de modelo, y elementos electrónicos y versiones de software. Un problema enfrentado por usuarios de medidores es la capacidad de identificar correctamente el componente de sensor particular que se utiliza con el elemento electrónico de medidor. Existen varios intentos de la técnica previa tal como ingresar manualmente el modelo/tipo del sensor en los elementos electrónicos de medidor, haciendo que los elementos electrónicos de medidor obtengan los datos de tipo de sensor del sensor en la forma de un código o identificador legible almacenado en una memoria incluida en el sensor, obteniendo datos de calibración para el sensor por identificar el tipo de sensor, etcétera. Estos intentos de la técnica previa se describen en la Patente de los Estados Unidos 7,523,639, asignada a simple vista a Micro Motion, Inc., que se incorpora aquí por referencia. Sin embargo, aunque estos acercamientos de la técnica previa pueden identificar varios tipos de sensores, los fabricantes aún enfrentan competencia por ensambles de sensor de "desconexión", es decir, copias no autorizadas de ensambles de sensor, que se utilizan con los elementos electrónicos de medidor del fabricante. Los clientes pueden estar confundidos y que están utilizando medidor de un fabricante particular, cuando de hecho, únicamente están utilizando la porción del medidor del fabricante. Por ejemplo, un usuario puede estar utilizando un elemento electrónico de medidor fabricado y vendido por Micro Motion, Inc. aunque el ensamble de sensor del medidor vibratorio es fabricado por otra compañía. Como un resultado, el medidor vibratorio no se desempeñará de conformidad con los estándares de Micro Motion. Esto no únicamente reduce las ventas por el fabricante, sino que también puede debilitar el reconocimiento de nombre de marca del fabricante si el sensor de desconexión no satisface los estándares de calidad y de precisión del fabricante.
Antes de la presente invención, restringir el uso de un cliente de elementos electrónicos de medidor particulares con un sensor de desconexión era difícil si no es que imposible siempre y cuando el cliente fuera capaz de ingresar la información de calibración correcta para el sensor dentro de los elementos electrónicos de medidor. Incluso en acercamientos de la técnica previa en donde se obtuvieron valores de calibración para el sensor, el acercamiento no restringe el uso de los elemento's electrónicos de medidor. Por ejemplo, la patente '639 mencionada anteriormente, describe una identificación de tipo de medidor de flujo en donde los valores de calibración para el ensamble de sensor del medidor de flujo se recibieron y correlacionaron con valores de calibración de sensor conocidos. Con base en la correlación, se identifica el tipo de sensor. El problema con este acercamiento es que el tipo de sensor simplemente se selecciona por los valores de calibración que coinciden de forma más cercana con los valores almacenados. Por lo tanto, incluso si los valores de calibración recibidos por los elementos electrónicos de medidor no coinciden con un valor almacenado que corresponde a un tipo de sensor particular, el sistema simplemente asume que el sensor comprende el tipo de sensor con los valores de calibración más cercanos y el error es debido a alguna anomalía en el procedimiento de fabricación o el procedimiento de calibración. Consecuentemente, puede utilizarse un sensor de desconexión incluso con el acercamiento descrito por la patente x 639.
La presente invención resuelve este y otros problemas y se logra un avance en la técnica. La presente invención valida un tipo de sensor al comparar uno o más valores de calibración recibidos con valores de calibración conocidos. Si uno o más valores de calibración recibidos caen fuera de una tolerancia predeterminada, el elemento electrónico de medidor rechaza el sensor ya que comprende un tipo de sensor inválido. Por ejemplo, el sensor puede comprender un tipo de sensor inválido si es fabricado por una compañía diferente.
Sumario de la Invención Se proporciona un método para validar un ensamble sensor de un medidor de conformidad con una modalidad de la invención. El método comprende un paso de recibir una o más valores de calibración de sensor. De conformidad con una modalidad de la invención, el método además comprende un paso de comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos. De conformidad con una modalidad de la invención, el método también comprende un paso de validar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
Se proporciona un elemento electrónico de medidor para un medidor de conformidad con una modalidad de la invención. El medidor incluye un ensamble de sensor. De conformidad con una modalidad de la invención, el elemento electrónico de medidor incluye un sistema de procesamiento configurado para recibir una o más valores de calibración de sensor. El sistema de procesamiento además está configurado para comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos. De conformidad con una modalidad de la invención, el sistema de procesamiento además está configurado para validar el ensamble de sensor si el uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de un valor de calibración de sensor conocido del uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
Aspectos de la Invención De conformidad con un aspecto de la invención, un método para validar un ensamble de sensor de un medidor comprende los pasos de: recibir uno o más valores de calibración de sensor; comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos; y validar el ensamble de sensor si el uno o más valores de calibración recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada del uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
Preferiblemente, el método además comprende un paso de invalidar el ensamble de sensor si el uno o más valores de calibración de sensor recibidos exceden los valores de calibración de sensor conocidos por más de la tolerancia predeterminada .
Preferiblemente, el método además comprende un paso de prevenir que un elemento electrónico de medidor del medidor en comunicación con el ensamble de sensor opere con el ensamble de sensor si el ensamble de sensor es inválido.
Preferiblemente, el método además comprende un paso de identificar un tipo de sensor del ensamble de sensor con base en la comparación de los valores de calibración de sensor recibidos y los valores de calibración de sensor conocidos .
Preferiblemente, el método además comprende un paso de almacenar el tipo de sensor identificado junto con un identificador de sensor.
Preferiblemente, uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un Factor de Calibración de Flujo (FCF, por sus siglas en inglés) .
Preferiblemente, uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un valor de frecuencia armónica tranquila (Kl) .
Preferiblemente, el ensamble de sensor comprende un componente de sensor de un medidor de flujo de Coriolis.
De conformidad con otro aspecto de la invención, un elemento electrónico de medidor para un medidor que incluye un ensamble de sensor incluye un sistema de procesamiento que está configurado para: recibir uno o más valores de calibración de sensor.
Comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos; y validar el ensamble de sensor si el uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
Preferiblemente, el sistema de procesamiento además está configurado para invalidar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos exceden los valores de calibración de sensor conocidos por más de la tolerancia predeterminada.
Preferiblemente, el sistema de procesamiento además está configurado para prevenir que el elemento electrónico de medidor opere con el ensamble de sensor si el ensamble de sensor es inválido.
Preferiblemente, el sistema de procesamiento además está configurado para identificar un tipo de sensor del ensamble de sensor con base en la comparación de los valores de calibración de sensor recibidos y los valores de calibración de sensor conocidos.
Preferiblemente, el sistema de procesamiento además está configurado para almacenar el tipo de sensor identificado junto con un identificador de sensor.
Preferiblemente, uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un Factor de Calibración de Flujo (FCF, por sus siglas en inglés) .
Preferiblemente, uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un valor de frecuencia armónica tranquila (Kl) .
Preferiblemente, el ensamble de sensor comprende un componente de sensor de un medidor de flujo de Coriolis.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra un medidor de conformidad con una modalidad de la invención.
La Figura 2 muestra un elemento electrónico de medidor de conformidad con una modalidad de la invención.
La Figura 3 es un diagrama que muestra la relación entre algunos tipos de sensor y los valores FCF y Kl.
La Figura 4 es un diagrama de flujo de una rutina de validación de sensor de conformidad con una modalidad de la invención.
Descripción Detallada de la Invención Las Figuras 1-4 y la siguiente descripción ilustran ejemplos específicos para enseñar a aquellos expertos en la técnica como hacer y utilizar el mejor modo de la invención. Para el propósito de enseñar principios inventivos, se han simplificado u omitido algunos aspectos convencionales. Aquellos expertos en la técnica apreciarán variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la invención. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que las características descritas a continuación pueden combinarse en varias formas para formar múltiples variaciones de la invención. Como un resultado, la invención no está limitada a los ejemplos específicos descritos a continuación, sino únicamente por las reivindicaciones y sus equivalentes.
La Figura 1 muestra un medidor vibratorio 5 en la forma de un medidor de flujo de Coriolis que comprende un ensamble de sensor 10 y un elemento electrónico de medidor 20 de conformidad con una modalidad de la invención. El ensamble de sensor 10 recibe un fluido que fluye en la modalidad mostrada; sin embargo, los ensambles de sensor de medidores no necesariamente están limitados a una estructura en donde está fluyendo un fluido bajo prueba. Por lo tanto, el ensamble de sensor puede comprender la porción vibratoria de un densitómetro vibratorio en donde el fluido no está fluyendo, la porción de detección de medidores de flujo ultrasónicos, la porción de detección de medidores volumétricos magnéticos, etc. Además, aunque la presente invención se describe en términos de medidores de flujo como un ejemplo, la presente invención es aplicable a otras aplicaciones en donde un medidor comprende un ensamble de sensor y una porción de elementos electrónicos en donde se utilizan valores de calibración en conjunto con el ensamble de sensor del medidor para aumentar la precisión de las medidas .
En la modalidad mostrada, el elemento electrónico de medidor 20 está conectado al ensamble de sensor 10 para medir una o más características de material que fluye, tal como, por ejemplo, densidad, velocidad de flujo de masa, velocidad de flujo de volumen, flujo de masa totalizado, temperatura, y otra información. Aunque el elemento electrónico de medidor 20 se muestra en comunicación con un solo sensor 10, se debe apreciar que el elemento electrónico de medidor 20 puede comunicarse con múltiples ensambles de medidor, incluyendo uno o más elementos electrónicos de medidor adicionales (no mostrados) . Además, se debe apreciar que aunque el medidor vibratorio 5 se describe como comprendiendo un medidor de flujo de Coriolis, el medidor vibratorio 5 sólo podría comprender tan fácilmente otro tipo de medidor vibratorio, tal como un densitómetro vibratorio, un medidor de flujo volumétrico vibratorio, o algún otro medidor vibratorio que carece de todas las capacidades de medición de medidores de flujo de Coriolis. Por lo tanto, la presente invención no debe estar limitada a medidores de flujo de Coriolis. Más bien, el elemento electrónico de medidor 20 puede estar en comunicación con otros tipos de ensambles de sensor, con un fluido que fluye o un fluido estacionario .
El sensor 10 incluye un par de bridas 101 y 101' , colectores 102 y 102' , y conductos 103A y 103B. Los colectores 102, 102' están fijados en extremos opuestos de los conductos 103A y 103B. Las bridas 101 y 101' del medidor de flujo de Coriolis están fijadas en extremos opuestos del separador 106. El separador 106 mantiene la separación entre colectores 102, 102' para prevenir vibraciones no deseadas en los conductos 103A y 103B. Los conductos 103A y 103B se extienden hacia afuera desde los colectores en una forma esencialmente paralela. Cuando se inserta el sensor 10 dentro de un sistema de tubería (no mostrado) que transporta el material que fluye, el material ingresa al sensor 10 a través de la brida 101, pasa a través del colector de entrada 102 en donde la cantidad total de material se dirige para ingresar a los conductos 103A, 103B, a través de los conductos 103A, 103B y de regreso dentro del colector de salida 102' en donde sale del sensor 10 a través de la brida 101' .
El sensor 10 también puede incluir un controlador 104. El controlador 104 se muestra fijado a los conductos 103A, 103B en una posición en donde el controlador 104 puede hacer vibrar los conductos 103A, 103B en el modo de impulso, por ejemplo. El controlador 104 puede comprender una de muchas disposiciones bien conocidas tal como una bobina montada al conducto 103A y un imán opuesto montado al conducto 103B. Una señal de impulso en la forma de una corriente alterna puede proporcionarse mediante el elemento electrónico de medidor 20, tal como por ejemplo a través de la trayectoria 110, y pasar a través de la bobina para causar que ambos conductos 103A, 103B oscilen alrededor de ejes de sección W-W y W -W .
El sensor 10 incluye un par de sensores selectores 105, 105' que están fijados a los conductos 103A, 103B. De conformidad con una modalidad de la invención, los selectores 105, 105' pueden ser detectores electromagnéticos, por ejemplo, imanes selectores y bobinas selectoras que producen señales selectoras que representan la velocidad y posición de los conductos 103A, 103B. Por ejemplo, los selectores 105, 105' pueden suministrar señales selectoras al elemento electrónico de medidor 20 a través de trayectorias 111, 111' . Aquellos expertos en la técnica apreciarán que el movimiento de los conductos 103A, 103B es proporcional a ciertas características del material que fluye, por ejemplo, la velocidad de flujo de masa y la densidad del material que fluye a través de los conductos 103A, 103B.
De conformidad con una modalidad de la invención, el elemento electrónico de medidor 20 recibe las señales selectoras de los selectores 105, 105' . La trayectoria 26 puede proporcionar un. medio de entrada y un medio de salida 1 que permite que uno o más elementos electrónicos de medidor 20 se interconecten con un operador. El elemento electrónico de medidor 20 puede medir una o más características del fluido bajo prueba tal como, por ejemplo, una diferencia de fase, una frecuencia, un retraso de tiempo, una densidad, una relación de flujo de masa, una velocidad de flujo de volumen, un flujo de masa totalizado, una temperatura, una verificación de medidor, y otra información.
La Figura 2 muestra el elemento electrónico de medidor 20 descrito en la Figura 1 de conformidad con una modalidad de la invención. El elemento electrónico de medidor 20 puede incluir una interfaz 201 y un sistema ' de procesamiento 203. El sistema de procesamiento 203 puede incluir un sistema de almacenamiento 204. El sistema de almacenamiento 204 puede comprender una memoria interna como se muestra, o alternativamente, puede comprender una memoria externa. El elemento electrónico de medidor 20 puede generar una señal de impulso 211 y suministrar la señal de impulso 211 al controlador 104 mostrado en la Figura 1. El elemento electrónico de medidor 20 también puede recibir señales de sensor 210- desde el sensor 10, tal como sensores selectores 105, 105' a través de guías 111 y 111' mostradas en la Figura 1. En algunas modalidades, las señales de sensor 210 pueden recibirse desde el controlador 104. El elemento electrónico de medidor 20 puede operar como un densitómetro o puede operar como un medidor de flujo, incluyendo operar como un medidor de flujo de masa de Coriolis. Se debe apreciar que el elemento electrónico de medidor 20 también puede operar como algún otro tipo de ensamble de medidor vibratorio y los ejemplos particulares proporcionados no deben limitar el alcance de la presente invención. El elemento electrónico de medidor 20 puede procesar las señales de sensor 210 con el fin de obtener una o más características de flujo del material que fluye a través de los conductos 103A, 103B.
La interfaz 201 puede recibir las señales de sensor 210 del controlador 104 o los sensores selectores 205, 205', a través de guías 210, 211, 211' . La interfaz 201 puede realizar un acondicionamiento de señal necesario o deseado, tal como cualquier forma de formateo, amplificación, almacenamiento temporal, etc. Alternativamente, algo o todo el acondicionamiento de señal puede realizarse en el sistema de procesamiento 203. Además, la interfaz 201 puede permitir comunicaciones entre el elemento electrónico de medidor 20 y dispositivos externos. La interfaz 201 puede ser capaz de cualquier forma de comunicación electrónica, óptica, o inalámbrica .
La interfaz 201 en una modalidad puede incluir un digitalizador (no mostrado) , en donde las señales de sensor 210 comprenden señales de sensor análogas. El digitalizador puede mostrar y digitalizar las señales de sensor análogas y producir señales de sensor digitales. El digitalizador también puede realizar cualquier eliminación necesaria, en donde la señal de sensor digital se elimina con el fin de reducir la cantidad de procesamiento de señal necesario y para reducir el tiempo de procesamiento.
El sistema de procesamiento 203 puede conducir operaciones del elemento electrónico de medidor 20 y procesar medidas de flujo de sensor 10. El sistema de procesamiento 203 puede ejecutar el procesamiento de datos requerido para implementar una o más rutinas de procesamiento, tal como una rutina de validación de sensor 212, así como procesar las medidas de flujo con el fin de producir una o más características de flujo.
El sistema de procesamiento 203 puede comprender una computadora de propósito general, un sistema de micro procesamiento, un circuito lógico o algún otro dispositivo de procesamiento de propósito general o adaptado. El sistema de procesamiento 203 puede distribuirse entre múltiples dispositivos de procesamiento. El sistema de procesamiento 203 puede incluir cualquier forma de medio de almacenamiento electrónico integrado o independiente, tal como el sistema de almacenamiento 204.
Se debe entender que el componente electrónico de medidor 20 puede incluir varios otros componentes y funciones que se conocen generalmente en la técnica. Estas características adicionales se omiten de la descripción y las figuras para el propósito de brevedad. Por lo tanto, la presente invención no debe estar limitada a las modalidades específicas mostradas y discutidas.
Como se discute anteriormente, de conformidad con una modalidad de la invención, el elemento electrónico de medidor 20 puede implementar una rutina de validación de sensor 212 con el fin de validar un ensamble de sensor. La rutina de validación de sensor 212 puede validar un tipo de sensor de uno o más sensores en comunicación con el elemento electrónico de medidor 20. Aunque la Figura 1 muestra únicamente un solo sensor 10 en comunicación con el elemento electrónico de medidor 20, aquellos expertos en la técnica apreciarán fácilmente que múltiples sensores pueden estar en comunicación con el elemento electrónico de medidor 20. Además, el elemento electrónico de medidor 20 puede ser capaz de operar una variedad de diferentes tipos de sensores. Por lo tanto, es importante confirmar que los sensores particulares en comunicación con el elemento electrónico de 20 comprenden sensores válidos.
Cada sensor, tal como el sensor 10 en comunicación con el elemento electrónico de medidor 20 tiene varios valores de calibración. Por ejemplo, si el sensor 10 comprende un medidor de flujo de Coriolis, los valores de calibración pueden comprender un FCF y un valor de frecuencia armónica tranquila (Kl) . El FCF representa la geometría del tubo de flujo del aparato de sensor específico. El FCF puede representar variaciones en las dimensiones de tubo de flujo durante fabricación y también puede representar variaciones en respuesta de vibración debido a variaciones en propiedades del material de tubo de flujo. El valor Kl representa una frecuencia armónica tranquila del sensor como medida con aire en el o los tubos de flujo y a una frecuencia de calibración de 0°C. El valor Kl típicamente está en unidades de frecuencia o unidades de tiempo (es decir, un periodo de onda). Otros valores de calibración de sensor (no mostrados) pueden comprender, pero no están limitados a, un valor K (el mismo que Kl pero para agua en el sensor) , un valor K3 para efecto de flujo de densidad, un valor de calibración de temperatura, etc. Otros valores de calibración de sensor se contemplan y están incluidos dentro del alcance de la presente invención.
Como se muestra en la Figura 2, el sistema de almacenamiento 204 del elemento electrónico de medidor 20 puede almacenar varios valores de FCF 215, varios valores Kl 216, que pueden recibirse durante la rutina de validación de sensor 212, por ejemplo, así como otros valores de calibración de sensor 213 conocidos. Los valores de calibración de sensor 213 conocidos pueden comprender una estructura de datos que almacena valores conocidos utilizados para validar un tipo de sensor (discutido a continuación) . Por ejemplo, los valores de calibración de sensor 213 conocidos pueden comprender una tabla de datos. Sin embargo, se debe entender que podrían utilizarse otras estructuras de datos para almacenar y correlacionar valores de calibración de sensor, tal como tablas de referencia, etc. El elemento electrónico de medidor 20 puede almacenar el tipo de sensor determinado en el almacenamiento de tipo sensor 214, que puede correlacionarse con uno o más valores de calibración como se explica en más detalle a continuación.
En una modalidad, los valores de calibración de sensor 213 conocidos están almacenados en una tabla de correlación 213. La tabla de correlación 213 puede incluir múltiples registros de tipo sensor. Un registro de tipo sensor de la tabla de correlación 213 incluye un grupo de valores de calibración de sensor conocidos y un tipo de sensor correspondiente para el grupo de valores de calibración de sensor conocidos. Por lo tanto, para una entrada de un grupo particular de valores de calibración de sensor, la tabla de 'correlación 213 envía un tipo de sensor único que coincide con el grupo particular de valores de calibración de sensor, hacia adentro de una tolerancia predeterminada. Si los valores de calibración de sensor de entrada caen fuera de una tolerancia predeterminada de cualquiera de los valores de calibración de sensor almacenados, el elemento electrónico de medidor 20 determina que los valores de entrada corresponden a un sensor válido y, en algunas modalidades, no permite operación del elemento electrónico de medidor 20 con el sensor inválido.
La Figura 3 es un diagrama que muestra la relación entre algunos tipos de sensor y los valores FCF y Kl . Se debe apreciar que no todos los tipos de sensor se muestran en el cuadro. Se puede observar del cuadro que los valores FCF y Kl de cada tipo de sensor representado están agrupados de forma ajustada. Por lo tanto, al comparar valores de calibración de un sensor en cuestión con estos parámetros y grupos conocidos, el tipo de sensor del sensor en cuestión puede validarse. De forma inversa, si el valor de entrada excede una tolerancia predeterminada de los valores que coinciden de forma más cercana, entonces el elemento electrónico del medidor 20 puede rechazar el sensor, inválido. Por ejemplo, uno de los pocos puntos visibles debido a las pequeñas tolerancias está en la esquina derecha superior, etiquetada 340. El FCF real para el sensor particular es 1552.9 mientras el valor Kl es 18564. De conformidad con una modalidad de la invención, se muestran varios puntos que rodean los valores FCF y Kl reales. Estos puntos definen las tolerancias predeterminadas. Por ejemplo, la tolerancia predeterminada para el valor FCF puede comprender +/- 0.05% mientras la tolerancia predeterminada para el valor Kl puede comprender +/- 0.75%. Estos valores son simplemente ejemplos y de ninguna forma debe limitar el alcance de la presente invención. Por lo tanto, si los valores de calibración de sensor recibidos por el elemento electrónico de medidor 20 están dentro de la tolerancia definida por los puntos que rodean los valores FCF y Kl reales, el sensor comprende un sensor válido. De forma inversa, de conformidad con una modalidad de la invención, si los valores de calibración recibidos por el elemento electrónico de medidor 20 exceden las tolerancias en cualquiera de las direcciones positiva o negativa para cualquier valor de calibración de sensor, el elemento electrónico de medidor 20 puede rechazar el sensor como inválido. Los valores de calibración de sensor 213 conocidos disponibles, de esa forma determinan la validez de un sensor particular que se valida. De conformidad con una modalidad de la invención, si el elemento electrónico de medidor 20 determina que el sensor es inválido, puede prevenirse que el elemento electrónico de medidor 20 opere con el sensor 10. Por ejemplo, el sistema de procesamiento 210 puede prevenir que el elemento electrónico o medidor 20 envíe una señal de impulso 211 al controlador 104 y/o procese señales de sensor recibidas 210 si el sensor se reclama inválido .
El tipo de sensor se dicta por factores que incluyen, pero no se limitan a, el fabricante, la clasificación de precisión del sensor, la clasificación de presión, la clasificación de temperatura, el material o los materiales utilizados al formar el sensor, y el tamaño de línea de la tubería que forma el sensor. Cada una de estas características de sensor puede afectar o controlar los valores de calibración de sensor utilizados en la determinación del tipo de sensor. Por ejemplo, un solo fabricante puede ser capaz de reproducir miles de sensores de un tipo de sensor específico con cada uno de los sensores individuales que tiene un FCF dentro de 0.05% entre sí y un valor Kl dentro de 0.75% entre sí. De forma inversa, otros fabricantes que intentan reproducir el tipo de sensor pueden tener valores FCF y Kl también fuera de estas tolerancias . Se debe apreciar, que los valores mencionados anteriormente son simplemente ejemplos y los valores pueden exceder esas tolerancias para otros fabricantes así como otros tipos de sensor hechos por el mismo fabricante.
De conformidad con una modalidad de la invención, el elemento electrónico de medidor puede utilizar las capacidades de reproducción de un fabricante particular con el fin de excluir sensores como inválidos con valores de calibración que exceden una tolerancia predeterminada de valores de calibración almacenados, y presumiblemente están hechos de un fabricante diferente. Si un sensor tiene valores de calibración que exceden la tolerancia de los valores de calibración almacenados, pero el usuario u operador simplemente ingresa valores diferentes con el fin de caer dentro de la tolerancia predeterminada y de esa forma validar el sensor, el elemento electrónico de medidor 20 puede aceptar el sensor como un tipo de sensor aceptable, pero cualquiera de las medidas generadas será imprecisa debido a los valores de calibración incorrectos que se están utilizando para medir una o más características de fluido.
De conformidad con una modalidad de la invención, el elemento electrónico de medidor 20 puede leer remotamente los valores de calibración, tal como obteniendo los valores de calibración de sensor de sensores adicionales (no mostrados) a través de la línea de comunicación 26, por ejemplo. Alternativamente, los valores de calibración de sensor pueden ingresarse dentro del elemento electrónico de medidor 20 por un usuario a través de la interfaz de usuario 201. Como otra alternativa, los valores de calibración de sensor pueden obtenerse de sensores adicionales inalámbricamente a través de la interfaz 201 o a través de otros dispositivos remotos a través de la interfaz de comunicación 201. De conformidad con otra modalidad de la invención, el sensor puede incluir un dispositivo de memoria (no mostrado) que puede almacenar los valores de calibración de sensor. El elemento electrónico de medidor 20 entonces puede recibir los valores de calibración de sensor una vez que el elemento electrónico de medidor 20 está en comunicación con el sensor y de esa forma, el dispositivo de memoria, tal como se describe en la patente v636 mencionada anteriormente .
Los valores de calibración de sensor se utilizan en operación por el elemento electrónico de medidor para calibrar una o más características de fluido. Los valores de calibración de sensor típicamente se obtienen por medición en la fábrica, bajo condiciones de prueba. Los valores de calibración de sensor comúnmente están almacenados en el elemento electrónico de medidor antes de que se envíe el sensor desde la fábrica. Sin embargo, los valores de calibración de sensor pueden programarse o reprogramarse dentro del elemento electrónico de medidor por un usuario en el campo. Ventajosamente, si el elemento electrónico de medidor 20 es reconfigurado, los valores pueden reprogramarse para que el ensamble de sensor particular aún pueda confirmarse como un tipo de sensor válido. Esta programación se facilita típicamente por una etiqueta unida al sensor, con la etiqueta 100 estampada, grabada, o impresa con los valores de calibración de sensor medidos por fábrica. Por lo tanto, el usuario puede reprogramar el elemento electrónico de medidor con información de calibración correcta si se requiere, tal como en el caso de pérdida de energía, pérdida de memoria, reconfiguración, remplazo del sensor, etc.
La Figura 4 muestra una rutina de validación de sensor 212 de conformidad con una modalidad de la invención. La rutina de validación de sensor 212 puede realizarse por el elemento electrónico de medidor 20, por ejemplo. El sistema de procesamiento 203 puede configurarse para realizar el procesamiento de señal y datos necesarios para realizar la rutina de validación de sensor 212, por ejemplo. La rutina de validación de sensor 212 puede representarse en un producto de software ejecutado por el elemento electrónico de medidor 20.
La rutina de validación de sensor 212 inicia en el paso 401 en donde pueden recibirse uno o más valores de calibración de sensor por el elemento electrónico de medidor 20 para un ensamble de sensor que se va a validar, tal como el sensor 10. Los valores de calibración de sensor pueden determinarse desde una rutina de calibración, por ejemplo, que se conocen generalmente en la técnica. Como se describe previamente, los valores de calibración de sensor pueden comprender los valores FCF y Kl . Los valores de calibración de sensor pueden recibirse concurrente o previamente de un usuario a través de una ínterfaz de usuario, o pueden recibirse concurrente o previamente en una terminal remota, por ejemplo. Aunque el cuadro mostrado en la Figura 3 comprende dos valores de calibración de sensor, se debe apreciar que en algunas modalidades, el sensor puede validarse utilizando únicamente un solo valor de calibración de sensor. Alternativamente, pueden utilizarse más de dos valores de calibración de sensor.
En el paso 402, los valores de calibración de sensor recibidos se comparan con valores de calibración de sensor conocidos 213 que son sustancialmente representativos de varios tipos de sensor que se sepan como comparando tipos de sensor válidos. Los valores de calibración de sensor conocidos pueden recuperarse de una gráfica, tabla de referencias, etc. Si los valores de calibración de sensor recibidos exceden el valor de calibración de sensor conocido más cercano por más de la tolerancia predeterminada, el procedimiento procede al paso 403 en donde el sensor que se va a validar falla la validación. De forma inversa, si los valores de calibración de sensor recibidos están dentro de la tolerancia predeterminada, el procedimiento proceder al paso 404 en donde el sensor que se va a validar pasa la validación y el elemento electrónico de medidor 20 puede operar con el sensor .
El procedimiento además puede incluir un paso opcional 405 en donde se almacena el tipo de sensor validado. El tipo de sensor puede almacenarse en una estructura de datos de alguna forma, junto con un identificador del sensor en cuestión 10. El identificador de sensor puede ser cualquier forma de dirección de red, número de sensor, número de serie de sensor, número de sensor asignado, etc., que se utiliza para identificar el sensor en cuestión 10.
El sistema de validación de sensor y el método de conformidad con la presente invención difiere de la técnica previa en cuanto a que los valores de calibración de sensor se utilizan no solamente para identificar el tipo de sensor, sino para validar el tipo de sensor como un sensor aceptable para utilizarse con el elemento electrónico de medidor. Los acercamientos de la técnica previa no restringen el uso del elemento electrónico del medidor únicamente al sensor válido. Más bien, el elemento electrónico de medidor simplemente buscó un "mejor ajuste" para el sensor en comunicación con el elemento electrónico de medidor. La técnica previa no previno que el ensamble de sensor de desconexión se utilizará con el elemento electrónico de medidor 20.
La validación de sensor de conformidad con la presente invención puede implementarse de conformidad con cualquiera de las modalidades con el fin de obtener varias ventajas, si se desea. La validación de sensor proporciona una validación de sensor de bajo costo. No es necesario hardware extra en un sensor y la invención puede implementarse a través de rutinas de software adicionales. La validación de sensor proporciona validación de sensor precisa y confiable, sin introducción de problemas de conflabilidad adicionales. De conformidad con una modalidad de la invención, la validación de sensor proporciona una validación de sensor que no requiere ninguna acción u operación adicional en la parte de un usuario u operador de sistema. La validación de sensor proporciona una validación de sensor que utiliza información inherente con un sensor o una red de sensores .
Las descripciones detalladas de las modalidades anteriores no son descripciones exhaustivas de todas las modalidades contempladas por los inventores para estar dentro del alcance de la invención. De hecho, los expertos en la técnica reconocerán que ciertos elementos de las modalidades descritas anteriormente pueden combinarse o eliminarse de forma variada para crear modalidades adicionales, y tales modalidades adicionales caen dentro del alcance y enseñanzas de la invención. También será evidente para aquellos expertos en la técnica que las modalidades descritas anteriormente pueden combinarse en todo o en parte para crear modalidades adicionales dentro del alcance de las enseñanzas de la invención .
De esa forma, aunque modalidades específicas de, y ejemplos para la invención se describen aquí para propósitos ilustrativos, son posibles varias modificaciones equivalentes dentro del alcance de la invención, como reconocerán aquellos expertos en la técnica. Las enseñanzas aquí proporcionadas pueden aplicar otros medidores, y no sólo a las modalidades 1 descritas anteriormente y mostradas en las figuras anexas. Por consiguiente, el alcance de la invención debe determinarse a partir de las siguientes reivindicaciones .
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. - Un método para validar un ensamble de sensor de medidor, caracterizado porque comprende los pasos de: recibir uno o más valores de calibración de sensor,- comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos; y validar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un paso de invalidar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos exceden los valores de calibración de sensor conocidos por más de la tolerancia predeterminada.
3. - El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende un paso de prevenir que un elemento electrónico de medidor del medidor en comunicación con el ensamble de sensor opere con el ensamble de sensor si el ensamble de sensor es inválido.
4. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un paso de identificar un tipo de sensor del ensamble de sensor con base en la comparación de los valores de calibración de sensor recibidos y los valores de calibración de sensor conocidos.
5. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un paso de almacenar el tipo de sensor identificado junto con un identificador de sensor.
6. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un factor de Calibración de Flujo.
7. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un valor de frecuencia armónica tranquila.
8. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ensamble de sensor comprende un componente de sensor de un medidor de flujo de Coriolis.
9. - Un elemento electrónico de medidor para un medidor que incluye un ensamble de sensor, caracterizado porque incluye un sistema de procesamiento configurado para: recibir uno o más valores de calibración de sensor; comparar los valores de calibración de sensor recibidos con uno o más valores de calibración de sensor conocidos; y validar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos están dentro de una tolerancia predeterminada de uno o más valores de calibración de sensor conocidos.
10. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el sistema de procesamiento además está configurado para invalidar el ensamble de sensor si uno o más valores de calibración de sensor recibidos exceden los valores de calibración de sensor conocidos por más de la tolerancia predeterminada .
11. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sistema de procesamiento además está configurado para prevenir que el elemento electrónico de medidor opere con el ensamble de sensor si el ensamble de sensor es inválido.
12. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el sistema de procesamiento además está configurado para identificar un tipo de sensor del ensamble sensor con base en la comparación de los valores de calibración de sensor recibidos y los valores de calibración de sensor conocidos.
13. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema de procesamiento además está configurado para almacenar el tipo de sensor identificado junto con un identificador de sensor.
14. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprende un Factor de Calibración de Flujo.
15. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque uno de uno o más valores de calibración de sensor recibidos comprenden un valor de frecuencia armónica tranquila.
16. - El elemento electrónico de medidor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el ensamble de sensor comprende un componente de sensor de un medidor de flujo de Coriolis.
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