MXPA02000145A

MXPA02000145A - Medidor de flujo de coriolis de tubo recto.

Info

Publication number: MXPA02000145A
Application number: MXPA02000145A
Authority: MX
Inventors: Cleve Craig Brainerd Van
Original assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2002-07-30
Also published as: AU767659B2; WO2001002816A2; JP4495380B2; RU2235295C2; KR20020087836A; HK1047314A1; WO2001002816A3; CN1199033C; BR0011986A; CA2376615A1; HK1047314B; BRPI0011986B1; JP2003503723A; PL352687A1; CN1371470A; EP1194750B1; AR024618A1; EP1194750A2; KR100521234B1; US6327915B1

Abstract

Se describe un metodo y aparato para proporcionar compensacion de la densidad de flujo masico y densidad para el tubo de flujo de un medidor de flujo de Coriolis de un solo tubo de flujo recto. Se proporciona compensacion en cuanto al esfuerzo termico mediante el uso de una pluralidad de detectores sobre varias porciones del medidor de flujo. Un primer detector es acoplado al tubo de flujo y proporciona informacion con respecto a la temperatura del tubo de flujo. Una pluralidad de detectores adicionales son conectados para formar una red que tiene una salida de dos alambres. Los detectores adicionales aplican una senal combinada sobre la salida de dos alambres de la red a los componentes electronicos del medidor. La senal de la red representa la temperatura combinada de los elementos del medidor de flujo que pueden provocar esfuerzo termico sobre el tubo de flujo cuando existe una diferencial de temperatura entre el tubo de flujo y la temperatura de esta pluralidad de elementos. Los elementos adicionales incluyen la barra de equilibrio y la caja del tubo de flujo. Se proporciona compensacion en cuanto a la sensibilidad mediante el uso de un nuevo algoritmo. La densidad es medida en un medidor de flujo de un solo tubo que es calibrado utilizando dos materiales de diferentes densidades mediante el uso de una ecuacion de la densidad que tiene componentes no lineales que representan la desviacion de la calibracion del medidor de la linealidad.

Description

MEDIDOR DE FLUJO DE CORIOLIS DE TUBO RECTO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención es concerniente con un método y aparato para proporcionar compensación del flujo másico de la densidad también como una determinación de la densidad en un medidor de flujo de Coriolis de tubo recto.

PROBLEMA Todos los medidores de flujo de Coriolis requieren compensación para corregir las señales generadas por el desplazamiento inducido por la fuerza de Coriolis del tubo de flujo vibratorio. Estas señales representan la diferencia de fase entre los captadores del tubo de flujo separados espaciadamente y son indicadores del flujo del material a través del medidor de flujo. Los medidores de tubo curvo y de tubo recto necesitan ambos compensación por el cambio en módulo elástico del tubo de flujo con la temperatura. A medida que la temperatura del tubo de flujo se eleva, el módulo disminuye y el medidor se vuelve más sensible. La compensación por el cambio en el módulo elástico se obtiene mediante el uso de un detector de temperatura sobre el tubo de flujo y el algoritmo de compensación apropiado en los componentes electrónicos del medidor. Los medidores de tubo recto tienen un problema adi- Re.: 135253 -? ¡& k.?.jfámáu&? i * *&* &**&*-.*- *&- *j*#&Sb t*... » -y - - u^^^^^^^^^¡^^f¡^^^¡*f^«¡^_ ^^i^^^*^^^^^^¡^^^^^^L cional en que el tubo de flujo puede ser puesto en tensión o compresión por cantidades desiguales de expansión o contracción térmica de los varios componentes del medidor de flujo, la tensión sobre el tubo de flujo lo hace menos sensible a la fuerza de Coriolis en tanto que la compresión los hace más sensible. Normalmente, la compensación de esfuerzo térmico ha sido intentada utilizando dos detectores de temperatura; uno en el tubo de flujo y uno en la caja o barra de equilibrio. El problema con el uso de dos detectores de temperatura es que hay por lo menos • tres componentes principales que pueden tener un impacto sobre el esfuerzo térmico del tubo de flujo. Si el segundo detector se encuentra sobre la caja, entonces el impacto de la temperatura de la barra de equilibrio no es tomado en cuenta. Asimismo, si el segundo detector se encuentra sobre la barra de equilibrio, entonces la temperatura de la caja no es tomada en cuenta. El uso de tres de detectores de temperatura independientes seria una mejora con respecto a los dos detectores de temperatura, sin embargo, tres detectores independientes requerirían tres pares de alambre del detector a los componentes electrónicos del medidor. Los alambres extra pueden ser caros si los componentes electrónicos del medidor están alejados del detector. Además, algoritmos de compensación serian requeridos para aplicar los factores de ponderación apropiados a los varios parámetros, puesto que la temperatura de la caja no tiene el mismo efecto sobre la sensibilidad de flujo como la temperatura de la barra de equilibrio. La patente norteamericana 4,768,384 expedida a Flecken et al. revela un medidor de flujo de Coriolis de tubo recto que proporciona compensación de esfuerzo térmico mediante el uso de detectores que miden la temperatura del tubo de flujo y la temperatura de la caja. Un circuito de corrección recibe las señales de captación y genera una señal de salida corregida que elimina el efecto del esfuerzo y la temperatura sobre el resultado de la medición. El medidor de flujo de Flecken et al, funciona satisfactoriamente para proporcionar compensación por el cambio en módulo elástico del tubo de flujo. La razón es que esta compensación no requiere nada mas que una determinación de la temperatura del tubo de flujo y una corrección apropiada en base a relaciones conocidas entre la temperatura, el módulo elástico y la sensibilidad del medidor. El medidor de flujo de Flecken puede también determinar la diferencial de temperatura entre el tubo de flujo y la caja y efectuar una corrección de esfuerzo. Sin embargo, se debe hacer una suposición por Flecken acerca de la temperatura de la barra de equilibrio. En una condición de estado estable térmica, la temperatura del material que fluye . - . . . A. .y..á -i JMtt-»., y la temperatura ambiente se supone que han sido constantes por un largo periodo de tiempo. Bajo esta condición, la barra de equilibrio y el tubo de flujo obtiene esencialmente la misma temperatura como la temperatura del material que fluye. En la condición transitoria térmica, el material que fluye tiene un cambio repentino en temperatura, tal como cuando el flujo es iniciado por primera vez. Bajo esta condición, inicialmente, la barra de equilibrio y la caja son probables que tengan la misma temperatura como el medio ambiente. El tubo de flujo tiene la misma temperatura como el material que fluye. En general, los medidores de flujo experimentan condiciones temporales térmicas y de estado estable. La temperatura de la barra de equilibrio comienza a la temperatura ambiente y cambia lentamente a la temperatura del material que fluye. El algoritmo de compensación del medidor de flujo de Flecken debe hacer una suposición con respecto a la temperatura de la barra de equilibrio puesto que sus dos detectores de temperatura se encuentran sobre el tubo de flujo y la caja. Por consiguiente, no puede distinguir entre condiciones de estado estable y temporales de la temperatura de la barra de equilibrio. Este es un problema puesto que las dos condiciones producen diferentes esfuerzos en el tubo de flujo y sensibilidad diferente del medidor de flujo. En la condición transitoria en donde la barra de equilibrio está inicialmente a la temperatura de la caja, tanto la caja como la barra de equilibrio aplican fuerzas al tubo de flujo. En la condición de estado estable en donde la temperatura de la barra de equilibrio es casi igual a la temperatura del tubo de flujo, la barra de equilibrio ayuda al tubo de flujo a resistir a la fuerza aplicada por la caja. Por consiguiente, el tubo de flujo experimenta un esfuerzo más alto en la condición transitoria térmica que en la condición de estado estable térmica. Lo mejor que la compensación de Flecken puede hacer es suponer que la temperatura de la barra de equilibrio está entre las temperaturas del tubo de flujo y la caja y sufrir inexactitudes ya sea en los extremos transitorios o de estado estable. Otro intento de la técnica previa por proporcionar compensación de esfuerzo térmico para un medidor de flujo de Coriolis se ve en la patente norteamericana 5,476,013 expedida a Hussain et al. Proporciona algo de compensación de esfuerzo térmico al utilizar partes que tienen el mismo coeficiente de expansión. Esto elimina los esfuerzos térmicos cuando todos los elementos están a la misma temperatura, pero no trata la situación común en la cual los diferentes componentes tienen diferentes temperaturas. La patente norteamericana 5,381,697 expedida a Van der Pol revela un medidor de flujo de Coriolis en el cual se proporciona compensación de esfuerzo térmico, en una primera modalidad, utilizando dos detectores de temperatura para medir la temperatura del tubo de flujo. Una segunda modalidad utiliza un detector de temperatura sobre el tubo de flujo junto con un detector de cambio de longitud sobre el tubo de flujo. Esto podria proporcionar en teoria una compensación de esfuerzo térmico exacta. Sin embargo, tiene un problema en que los medios para medir el cambio de longitud en el tubo de flujo no son tan simples o confiables como los detectores de temperatura. Además de la medición de flujo, la medición de la densidad de los medidores de tubo recto es también degradada por los esfuerzos térmicos. Se sabe que los medidores de flujo de Coriolis proporcionan mediciones de densidad exactas del material que fluye. La densidad es determinada a partir de la frecuencia resonante a la cual el tubo de flujo se hace vibrar. En los medidores de tubo curvos, la frecuencia resonante debe ser corregida por el cambio en el módulo elástico del tubo con la temperatura. También, se tiene que efectuar una corrección por la ligera disminución en frecuencia resonante con la velocidad de flujo másico como se muestra en la patente norteamericana 5,295,084. Los medidores de tubo recto requieren, además, compensación por esfuerzo térmico del tubo de flujo. La frecuencia resonante del tubo de flujo surge a medida que se somete a tensión y cae cuando es comprimida, como una cuerda de guitarra. Si estos cambios de frecuencia no son compensados, un tubo de flujo en tensión proporcionará una lectura erróneamente baja por la densidad y un tubo de flujo en compresión proporcionará una lectura de densidad erróneamente alta. Las deficiencias de los medidores de la técnica previa para determinar el esfuerzo térmico en el tubo de flujo conducen asi a inexactitudes en la medición de la densidad. Los medidores de tubo de un solo tubo recto tienen otro problema en la medición de la densidad que los medidores que el tubo doble no tienen. Cuando la densidad del material cambia en un medidor de tubo doble, la masa de fluido en cada tubo de flujo cambia por la misma cantidad de tal manera que las masas vibrantes permanecen en equilibrio sin involucrar ninguna masa además de los tubos de flujo llenos con material. Cuando la densidad del material cambia en un medidor de un solo tubo recto, la masa del tubo de flujo cambia en tanto que la masa de la barra de equilibrio permanece sin cambio. Como resultado de este desequilibrio de masa, la ubicación de los nodos de vibración cambian. Los nodos de vibración son las regiones estacionarias (barras de riostra) entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio que no vibran ya sea con un elemento u otro. Los nodos de vibración se mueven hacia la barra de equilibrio cuando la densidad del material disminuye y hacia el tubo de flujo cuando la densidad del material se incrementa. Con un incremento en la densidad del material, los elementos del medidor de flujo cerca de las regiones nodales que han sido sometidas a vibración con el tubo de flujo terminarían vibrando con la barra de equilibrio. El movimiento de la región nodal hacia el tubo de flujo transfiere masa del elemento pesado al elemento ligero. Esta es una manera efectiva para mantener el equilibrio del medidor, pero crea un problema en la medición de la densidad. En los medidores de doble tubo, la calibración de la densidad se hace al medir el periodo de vibración del tubo (el inverso de la frecuencia) con el aire y con agua. El periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado es proporcional a la densidad del material. Asi, una gráfica del periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado contra la densidad produce una linea recta. Luego esta linea puede ser usada para interpolar o extrapolar para otros periodos de vibración del tubo medidos (corregidos por temperatura y esfuerzos) para determinar la densidad del material. Por supuesto, la linea recta y la interpolación se hacen todos matemáticamente en componentes electrónicos del medidor. Para medidores de un solo tubo, la gráfica del periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado contra la densidad del material no es una linea recta debido a la transferencia de masa con el desplazamiento de las regiones nodales. Cuando la densidad del material se incrementa, el desplazamiento nodal transfiere algo de la masa incrementada a la barra de equilibrio de tal manera que el periodo de vibración del tubo no se incrementa tanto como si fuera para un medidor de tubo doble. Asimismo, cuando la densidad del material disminuye, el desplazamiento nodal transfiere algo de la masa de la barra de equilibrio al tubo de flujo de tal manera que no disminuye tanto como lo haria para un medidor de tubo doble. El resultado de esta transferencia de masa es que el método de utilizar la linea recta determinada por la densidad del aire y agua para calibraciones conduce a errores en la salida de densidad del medidor. Una calibración de la densidad de tres puntos utilizando materiales que tienen densidades de 0.8 a 1.2 g/cc proporciona una curva exacta a partir de la cual interpolar las densidades, pero el gasto y dificultad de utilizar tres materiales de densidad diferente es considerable. La patente norteamericana 5,827,979 revela un aparato y métodos para determinar el componente relacionado con el flujo másico real de la señal de un medidor de flujo de Coriolis separadamente de errores provocados por las condiciones frontera cambiantes y los parámetros del fluido.

Asi, un aparato para medir una velocidad de flujo másico de un fluido que fluye relativo a un conducto de flujo incluye: (1) un accionador o impulsor de fuerza para hacer vibrar el conducto de flujo, (2) un detector para medir un movimiento a j .-j-. j-t i- , toA.li. 1,4 é * resultante del conducto de flujo y producir un movimiento resultante detectado del conducto de flujo y producir una señal de movimiento detectada indicadora del mismo, el movimiento resultante contiene un componente del modo de Coriolis y un componente del modo de condición frontera, (3) circuitos de procesamiento de señales, acoplados al detector para recibir la señal de movimiento detectada por el mismo, para determinar una magnitud del componente del modo de Coriolis del movimiento resultante y (4) circuitos de salida para producir una señal de salida proporcional a la velocidad de flujo másico, la señal de salida substancialmente libre de influencia del componente del modo de condición frontera de la señal de movimiento detectada. El documento EP 0759541A1 revela un convertidor de medidor de flujo másico que detecta la fuerza de Coriolis que actúa sobre un tubo de flujo que es impulsado alternativamente con una frecuencia constante alrededor de sus puntos de soporte como una diferencia de tiempo ?T entre señales de desplazamiento apareadas detectadas en posiciones simétricamente opuestas y determinar un flujo másico proporcional a una diferencia de tiempo ?T. Las señales de onda seno que tienen diferentes fases a una amplitud constante que son emitidas por bobinas detectoras apareadas son utilizadas para formar respectivas señales de entrada que son impulsos que tienen valores de ancho de impulso y. . I ¿-tj.-t.-.-^.-i. especifico que son iguales a un tiempo delantero (T+?T) y un tiempo de retardo (T-?T) y que tienen valores de altura de onda específicos (T+?T) y (T-?T) respectivamente son determinados como impulsos de entrada. N piezas de impulsos 5 (T+?T) y N piezas de impulsos (T-?T) son muestreadas simultáneamente en integradores respectivos que tienen la misma constante de tiempo, la carga respectiva después de ser cargadas son descargadas al utilizar una fuente de alimentación de referencia con medición de una diferencia de tiempo de voltajes de cruce de cero y una señal de diferencia de tiempo ampliada por 2N veces es detectada. Mediante esto se obtiene una velocidad de flujo másico de sensibilidad exacta sin utilizar impulsos de reloj especiales. Además, un pequeño error de medición de tiempo debido a pérdidas del circuito de carga-descarga que son cargados con N piezas de respectivos impulsos de (T+?T) y (T-?T) pueden ser compensados al conmutar los circuitos de carga-descarga cada ciclo de carga-descarga para permitir que N impulsos de (T+?T) y N impulsos de (T-?T) entren en diferentes circuitos cada ciclo, mediante lo cual se pueden efectuar mediciones de diferencia de tiempo estables y exactas por un largo tiempo de uso. Por consiguiente se puede ver que un arreglo de compensación para un medidor de flujo de tubo recto no puede proporcionar información de flujo y densidad exacta si no e?átáás?UiíiitttrMir-rm . , ... -,-, i i,.-.i?.;í . ÁA?..,. - . ._- . . ...,. -,, ¡j , .«. i ... está basado en información térmica exacta concerniente a todos los componentes principales del medidor de flujo. No puede proporcionar información de densidad exacta si no toma en cuenta la no linealidad de la relación de la densidad 5 contra el periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado.

Solución Los problemas anteriores son resueltos y se obtiene un avance en la técnica mediante el método y aparato de la invención que proporciona compensación de esfuerzo térmico para un medidor de flujo de Coriolis de tubo recto. La presente invención supera estos problemas mediante el uso de un solo detector de temperatura sobre el tubo de flujo, como en los medidores de la técnica previa y una red de detectores de temperatura en otras partes del medidor. El detector de tubo de flujo sirve para dos funciones. Una función es proporcionar la temperatura utilizada para compensar el cambio en rigidez (módulo elástico) del tubo de flujo con la temperatura. La otra función es proporcionar una temperatura de referencia para el cálculo del esfuerzo térmico para compensar su efecto sobre la sensibilidad de flujo y la densidad. La compensación de esfuerzo térmico de la invención función en conjunción con detectores de velocidad (captadores) anexos al tubo de flujo del medidor de flujo. El - . jAU8ußt pílAy tubo de flujo se hace vibrar a su frecuencia resonante durante condiciones de flujo del material. Esto induce desviaciones de Coriolis en el tubo de flujo que son detectadas por los captadores. La diferencia de fase entre las salidas de señal de los dos captadores es proporcional a la velocidad de flujo másico del material. La frecuencia resonante es inversamente proporcional a la raiz cuadrada de la densidad del material. El retardo de fase del captador y la frecuencia resonante son aplicadas a los circuitos electrónicos del medidor que procesan las señales recibidas para generar la velocidad de flujo másico e información de densidad. Sin embargo, es necesario que los componentes electrónicos* del medidor compensen las constantes de proporcionalidad del medidor por la velocidad de flujo y densidad para proporcionar una corrección por el estado térmico, densidad del material y velocidad de flujo del medidor de flujo. El método y aparato de la invención minimiza los problemas provocados por las diferenciales de temperatura de las varias partes de un medidor de flujo de Coriolis. La presente invención proporcionan compensación térmica por cambios en el módulo elástico del sistema oscilante del medidor de flujo. Proporciona compensación de esfuerzo térmico por diferenciales de temperatura entre los elementos de un medidor de flujo. Estos elementos comprenden principalmente un tubo de flujo, una barra de equilibrio y una caja. El método y aparato de la presente invención obtiene compensación de esfuerzo térmico de datos de salida al proporcionar una pluralidad de detectores sobre las varias partes del medidor de flujo para detectar diferenciales de temperatura, tanto de estado estable como temporales, entre el tubo de flujo, la barra de equilibrio y la caja del medidor de flujo. La invención proporciona por lo menos un detector de temperatura sobre el tubo de flujo y proporcionan además por lo menos un detector sobre la caja también como una pluralidad de detectores sobre la barra de equilibrio. En otra modalidad de la invención, otros detectores pueden ser provistos sobre otras partes del medidor de flujo que incluyen sobre un enlace de conexión de caja y/o sobre un elemento del extremo de la caja del medidor de flujo. De acuerdo con la invención, un detector de temperatura sobre el tubo de flujo es conectado mediante un par de alambres a los componentes electrónicos del medidor para proporcionar información de temperatura del tubo de flujo. Los otros detectores, en los que se incluyen aquellos sobre la barra de equilibrio y sobre la caja, son conectados en una red. La red es también conectada mediante un par de alambres a los componentes electrónicos del medidor. Los detectores de temperatura sobre el tubo de flujo también como .-... - I - aquellos en la red pueden ser RTD, que son resistores que incrementan la resistencia con la temperatura. Los componentes electrónicos del medidor aplican un voltaje via uno de sus dos alambres conectados al RTD del tubo de flujo. El otro alambre sirve como un alambre de retorno o alambre de conexión a tierra. Asimismo, la red de RTD es alimentada con voltaje de los componentes electrónicos del medidor via uno de sus dos alambres; el otro alambre es la red de RTD de retorno o alambre de conexión a tierra. El alambre de conexión a tierra del detector de temperatura del tubo de flujo y el alambre de conexión a tierra de la red de detectores puede ser combinados en el medidor de flujo de tal manera que ' solamente tres alambres son necesarios para transmitir información de temperatura a los componentes electrónicos del medidor. La resistencia del detector de tubo de flujo y la resistencia de la red del detector son determinadas en los componentes electrónicos a partir de la corriente en cada circuito utilizando la ley de Ohm. En una modalidad de la invención, un detector es montado sobre el tubo de flujo como en la técnica previa. Además, un detector es montado sobre la pared de la caja, otro detector se encuentra sobre el extremo de la barra de equilibrio y todavía otro detector se encuentra en la parte media de la barra de equilibrio. Estos tres detectores (que excluyen el que se encuentra sobre el tubo de flujo) son -. Á -. ? conectados en serie para formar una red que tiene una salida de dos alambres que es conectada a los componentes electrónicos del medidor. Los tres detectores que comprenden esta red proporcionan información a los componentes electrónicos del medidor que representan las condiciones de temperatura dentro del medidor de flujo que pueden provocar esfuerzos sobre el tubo de flujo. Debido a que son conectados en serie, proporcionan la suma de las temperaturas del detector en la red. La red en serie de detectores no proporciona información a los componentes electrónicos del medidor que indican las temperaturas especificas de los elementos a los cuales los detectores están conectados o acoplados. Én lugar de esto, la red de detectores representa información térmica compuesta que es utilizada por los componentes electrónicos del medidor para compensar la información de salida de flujo y densidad. Puesto que los tres detectores están conectados en serie, la señal de salida de la red no representa la temperatura individual de la barra de equilibrio, la caja o cualquier elemento del medidor de flujo especifico. El propósito de la red de detectores de temperatura es emitir una sola señal de temperatura que puede ser usada en conjunción con la señal temperatura del tubo de flujo para predecir exactamente un cambio en la sensibilidad del flujo del medidor. La ubicación y número de detectores de *>-«>*>** temperatura en la red es critica. Los elementos del medidor que tienen un alto impacto sobre los esfuerzos térmicos en el tubo de flujo, tal como la barra de equilibrio, podrían tener varios detectores. Elementos tales como las bridas no tiene impacto sobre el esfuerzo térmico en el tubo de flujo y no tienen detectores de temperatura. La temperatura de la caja tiene un impacto intermedio sobre el esfuerzo del tubo de flujo y tiene un número intermedio de detectores. El impacto de un elemento del medidor de flujo sobre el esfuerzo del tubo de flujo es proporcional a cuanta fuerza puede aplicar al tubo de flujo, la fuerza de la barra de equilibrio es aplicada directamente a la porción activa del tubo de' flujo por medio de las barras de riostra rígidas. La fuerza de la caja es aplicada a las porciones inactivas del tubo de flujo y es dividida y resistida tanto por la porción activa del tubo de flujo como la barra de equilibrio. Asi, la fuerza ejercida por la caja tiene menos impacto que la fuerza ejercida por la barra de equilibrio. Con el fin de que la red de detectores emita una señal de temperatura representativa del esfuerzo térmico, es necesario ponderar la importancia de la barra de equilibrio más fuertemente que la caja. Por ejemplo, si la temperatura de la barra de equilibrio tiene dos veces el efecto de la temperatura de la caja, dos detectores pueden ser puestos en la barra de equilibrio y uno en la caja. El cableado de estos detectores (RTD) en serie da la temperatura (resistencia) total. Al dividir el total por tres da una temperatura promedio ponderada que da la temperatura de la barra de equilibrio dos veces la importancia como la caja. En los componentes electrónicos del medidor la temperatura de red promedio ponderada es luego restada de la temperatura del tubo para la compensación del esfuerzo del tubo. En el ejemplo anterior, no tiene diferencia si la caja y la barra de equilibrio se encuentran a temperaturas iguales o diferentes debido a que son ponderadas de acuerdo con su impacto sobre el esfuerzo del tubo de flujo. Por ejemplo, en la sensibilidad (esfuerzo) de flujo es el mismo si el tubo, la barra de equilibrio y la caja están todos a 70 grados o si el tubo está a 70, la barra de equilibrio está a 75 y la caja está a 60. La razón es que el promedio ponderado de (75+75+60) /3 es igual 70. El significado fisico es que la contracción de la caja a 60 grados es solo contrarrestada por la expansión de la barra de equilibrio de 75 grados de tal manera que el tubo de flujo no experimenta carga axial. Otra ventaja de utilizar múltiples RTD en serie es que, para la compensación exacta, la temperatura promedio de un componente debe ser usada para determinar la expansión total y fuerza ejercida. Ninguna ubicación puede dar la temperatura promedio. Un RTD cerca del extremo de la barra de equilibrio registrarla un cambio en temperatura rápidamente después de un cambio en la temperatura del fluido, pero la temperatura del centro de la barra de equilibrio se podria atrasar con respecto a la temperatura del extremo por horas. Al tener dos RTD en la barra de equilibrio en serie, una en 5 el centro y una cerca del extremo, da una representación mucho más exacta de la temperatura promedio y asi la expansión de la barra de equilibrio. Cuatro RTD en la barra de equilibrio y dos en la caja darían una representación aún más exacta en tanto que todavía mantiene la ponderación de dos a uno. O, si la importancia relativa de la temperatura de la barra de equilibrio a la temperatura de la caja fuera de alguna otra proporción, el número apropiado de RTD podria ser colocado en cada elemento. Todavía otra ventaja de la red de detectores de temperatura es que toda la red más el detector de tubo de flujo requieren solamente tres alambres (utilizando un alambre de conexión a tierra común) por medio de la alimentación pasante de la caja y al transmisor. Esto es importante debido al costo de los alambres. La presente invención efectúa la ponderación apropiada y promediación en la red de RTD en lugar de transmitir todas las temperaturas individuales a los componentes electrónicos para el procesamiento . La presente invención aplica la temperatura del 5 tubo de flujo y la temperatura compuesta de los detectores en serie junto con el retardo de tiempo entre el captador y la frecuencia resonante del tubo de flujo a ecuaciones de flujo de material y densidad mejoradas. Estas ecuaciones calculan la velocidad de flujo y densidad con exactitud mejorada con respecto a los medidores de la técnica previa. Un aspecto de la invención es un método de y aparato para proporcionar compensación para los datos de salida de un medidor de flujo de Coriolis que tiene un tubo de flujo y una barra de equilibrio que son adaptados cuando están en uso a hacerse vibrar en oposición de fase, el medidor de flujo genera desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibratorio en respuesta a un flujo de material a través del tubo de flujo vibratorio; el método comprende las etapas de: generar una primera señal que representa las desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibratorio; poner en operación un detector acoplado al tubo de flujo para generar una segunda señal que representa la temperatura de tubo de flujo; el método comprende además: poner en operación detectores adicionales acoplados a una pluralidad de elementos del medidor de flujo adicionales extrusivos del tubo de flujo para generar una tercera señal que representa la temperatura combinada de la pluralidad del elementos adicionales del medidor de flujo, la tercera señal es generada al conectar las salidas de los detectores adicionales para formar una red que tiene una salida que extiende la tercera señal a los componentes electrónicos del medidor del medidor de flujo, utilizar la segunda señal y la tercera señal para derivar información con respecto al esfuerzo térmico aplicado al tubo de flujo mediante la pluralidad de elementos del medidor de flujo; utilizar la información concerniente al esfuerzo térmico aplicado al tubo de flujo para compensar los datos de salida pertenecientes al material que fluye a través del medidor de flujo. Otro aspecto es que la etapa de generación de la segunda señal comprende la etapa de obtener una señal que represente la temperatura del tubo de flujo del detector acoplado al tubo de flujo y en donde la etapa de generación de la tercera señal comprende las etapas de: conectar la salida de los detectores adicionales para formar una red; las salidas o resultados de los detectores adicionales son conectadas para contribuir a la magnitud de la tercera señal en proporción al esfuerzo impartido por cada uno de sus elementos del medidor de flujo asociados al esfuerzo térmico total aplicado por todos los elementos al tubo de flujo; obtener la tercera señal a partir de una salida de la red que representa la temperatura combinada de la pluralidad de elementos en respuesta a la recepción por la red de las señales aplicadas por los detectores adicionales. Un método y aparato en donde la pluralidad de elementos comprenden la barra de equilibrio de la caja y en donde la etapa de acoplar los detectores adicionales comprende las etapas de: acoplar un primer detector a la caja; acoplar por lo menos un detector a la barra de equilibrio; conectar las salidas del primer detector y el por lo menos un detector adicional para formar la red. Un método y aparato en donde la etapa de conectar la salida de los detectores adicionales comprende la etapa de: conectar la salida de los detectores adicionales en serie para formar la red. Un método y aparato que incluye la etapa de extender la red sobre por lo menos dos conductores a los componentes electrónicos del medidor. Un método y aparato en donde la etapa de compensación comprende la etapa de generar datos de salida corregidos pertenecientes a la velocidad de flujo másico del ..,..-, .-. -»- - ------- --.-*- -- -- ___=_ • » r«m?M material. Otro aspecto es que la etapa de generar datos de salida corregidos comprende las etapas de: determinar una señal de desviación de Coriolis sin 5 compensar; derivar una compensación del módulo; derivar una compensación de esfuerzo térmico y utilizar la señal de desviación de Coriolis sin compensar y la compensación del módulo y la compensación de 10 esfuerzo térmico para derivar una velocidad de flujo másico corregida. Un método y aparato caracterizado porque la etapa de generación de la velocidad de flujo sin compensar comprende la etapa de resolver la expresión 15 FCF.(?tmeas - ?t0) En donde: FCF = factor de Calibración de Flujo ?Tmeas = retardo de tiempo de señales del captador ?t0 = retardo de tiempo a flujo cero de material. 20 Un método y aparato caracterizado porque la etapa de derivar al compensación del módulo comprende la etapa de resolver la expresión (kft? • Tf) En donde: Kfti = constante del medidor basada en el cambio 25 en el módulo del tubo de flujo con la temperatura M-teiaÉliílÉ--------------.... -_.J_-itA-J-L. --a-a-t-lÉ . . „. .:-„ . . .. ?-.-l--U-t---«. -- - i. ' ?. . *. -JBtA ? .-.' Tf = Temperatura del tubo de flujo Un método y aparato caracterizado porque la etapa de derivar la compensación de esfuerzo térmico comprende la etapa de resolver la expresión (Kft2(Tf-Tcom) ) En donde : kft2 = Constante del medidor basada en el cambio en esfuerzo térmico con la temperatura Tf = temperatura del tubo de flujo Tcom = Temperatura de los detectores de la red. Un método y aparato caracterizado porque la etapa de derivación de la compensación de densidad comprende la etapa de resolver la expresión kft3 • (tct ~ k2) En donde : Kft3 = Constante del medidor para el efecto de la densidad sobre el flujo. tct = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto a la temperatura k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinado al tiempo de calibración de la densidad del medidor de flujo. Un método y aparato caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende la etapa de derivar una velocidad de flujo másico corregida al resolver la expresión: m =FCF. (? t.eas-?t0) . [ 1+ ( kft?.Tf ) ] . [ l+kft2 (Tf- Tcom) ] - t l + kft3- (tct+k2 ) ] En donde : m = velocidad de flujo másico FCF = factor de calibración de flujo ?tmeas= retardo de tiempo de señales del captador ?t0 = retardo de tiempo a flujo cero de material kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo con la temperatura kft2 = constante del medidor basada en el cambio en esfuerzo térmico con la temperatura kft3 = constante por el efecto de la densidad sobre el flujo k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad del medidor de flujo Tf = temperatura del tubo de flujo Tcom = temperatura de los detectores en red Tet = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto a temperatura. Un método y aparato caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende la etapa de derivar una velocidad de flujo másico corregido al resolver la expresión: m = Wunc[l+MODCOmp]-[l+ESFUERZOcoMp]-[l+DENSIDADcomp] .. ..i .¡ . .. «atA-t.». ---»»!.. . . ...-.-« . ... .. . . .. . .. .. . . t . - < .Á- -y - .i En donde: m = velocidad de flujo másico «June = FCF (?tmeas-?t0) MODcop = kftl-Tf ESFUERZOcomp = kft2- (Tf-TCOm) DENSIDADcomp = kft3. (tct+k2) Un método y aparato en donde la etapa de compensación incluye la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material. Un método y aparato en donde la etapa de obtención de datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluye las etapas de: configurar el medidor de flujo para introducir constantes de la memoria; calibrar el medidor de flujo para derivar constantes; determinar una velocidad de flujo sin compensar; determinar un periodo de tubo compensado corregido en cuanto al flujo; determinar un periodo del tubo corregido en cuanto al flujo, módulo y esfuerzo; determinar una ecuación de densidad lineal; determinar un periodo del tubo diferencial igual a la diferencia entre el periodo del tubo compensado y una constante del medidor de flujo k2 determinada durante la " calibración de la densidad del medidor de flujo; multiplicar la ecuación de la densidad lineal por la suma de 1 + el producto de una constante del medidor de c3 multiplicada por el cuadrado del periodo del tubo diferencial más el producto de una constante del medidor de flujo c multiplicada por el periodo del tubo diferencial. Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: 10 configurar el medidor de flujo para introducir constantes ai, a2, c3, c y Fd de una memoria de los componentes electrónicos del medidor. Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del 15 material incluyen la etapa de: calibrar el medidor de flujo para determinar constantes ci, c2, t0, k2 y ?T0. Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del 20 material incluye la etapa de: determinar m unc = FCF(?tmeas- ?to) En donde : FCF = factor de calibración de flujo ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador 25 ?t0 = retardo del tiempo al flujo cero Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular tfd = tm-m2.Fd En donde: tfd = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto al efecto de flujo másico tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m = Velocidad de flujo másico F = constante de efecto de flujo de densidad Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular la expresión cp= tfd • - + aíl. ' T 1 f a U-2 * <T-t /, - Te En donde : tcp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo. tfd = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto al efecto de flujo másico ai & a2 = constante de corrección de temperatura del periodo de vibración del tubo en cuanto al módulo y esfuerzo tfd = tm_'w2-F = Compensación del periodo de vibración del tubo de flujo en cuanto al flujo másico ?m = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m = Velocidad de flujo másico Fd = constante de efecto de flujo de la densidad Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de calcular la desviación de la densidad del material de aquella determinada por la ecuación de densidad lineal. en donde ci y c2 son constantes y ?2cp es el periodo del tubo compensado elevado al cuadrado. Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: modificar la expresión pm = (c?-?2cp-c2) para combinar con los componentes no lineales (l+c3.(?cp-k2)2+c4. (?cp-k2)) En donde: tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, cp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material . ci, c2, c3, & c4 = constantes de corrección de la densidad del material de un solo tubo Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular la densidad del material a partir de la expresión pm = (C1 • ?2Cp ~C2) • (1+C3- (?cp-k2)2+C4- (?Cp-k2) ) en donde: pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad del material. c3 & c = constante de corrección de la densidad del material de un solo tubo Un método y aparato en donde el valor ?cp es determinado al resolver la expresión: ?cP = tfd-' ^1 + a. - T'/ + Ü2 -T 'f ' Tco En donde: ai-Tf = efecto del módulo sobre la densidad a2(Tf-TCOm)= efecto de esfuerzo térmico sobre la densidad ai y a2 = constante del medidor de flujo pertenecientes al módulo y al efecto del esfuerzo térmico sobre la densidad. Un método y aparato en donde la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluye la etapa de resolver la expresión: (Densidadimeai) [l+c3 (?Periodocomp) 2+c4 (?Periodocomp) ] En donde: Densidadüneai = Densidad determinada mediante la ecuación de densidad lineal EÍ término (?Periodocomp) es la diferencia entre el periodo de vibración del tubo compensado ?Cp (en cuanto a la temperatura, esfuerzo y flujo) y una constante del periodo de vibración del tubo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo. Un método y aparato para poner en operación un cfm para determinar la densidad de un flujo en el cfm: el método comprende las etapas de: configurar el cfm para determinar parámetros del medidor ai, a2, c3 y c ; calibrar el cfm en cuanto a la densidad del material que fluye utilizando un método de calibración lineal de dos puntos; determinar los coeficientes de calibración ci y c2; obtener una curva de calibración no lineal para el cfm al combinar (l+c3. (?cp-k) 2+c. (?cp-k2) ) con la curva de calibración lineal para negar la desviación de la calibración del cfm de la linealidad; medir el periodo del tubo real; determinar un periodo del tubo compensado utilizando ai, a2, Tf y TCOmP; y determinar la densidad del material utilizando la curva de calibración no lineal.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las anteriores y otras ventajas en características de la invención se comprenden mejor cuando se toman en conjunción con la siguiente descripción de la misma junto con los dibujos en los cuales: La figura 1 ilustra una sección transversal de un medidor de flujo que implementa la invención; La figura 2 ilustra los circuitos de una primera modalidad ejemplar de la invención; La figura 3 ilustra los circuitos de una segunda modalidad ejemplar posible de la invención; La figura 4 es una gráfica del periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado contra la densidad; La figura 5 es una gráfica del error de la densidad contra la densidad; La figura 6 es una gráfica que muestra el error de la densidad contra el cambio en periodo de vibración del tubo; 5 La figura 7 ilustra un diagrama de flujo para el método de la invención que determina la velocidad del flujo másico. La figura 8 muestra un diagrama de flujo para el método de la invención que determina la densidad del 10 material.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La figura 1 describe un medidor de flujo de Coriolis 100 y un elemento de los componentes electrónicos del medidor 130. El medidor de flujo 100 tiene una caja cilindrica 103 que encierra el tubo de flujo 101 y una barra de equilibrio cilindrica circundante 102. El tubo de flujo 101 tiene una porción del extremo izquierdo 101L y una porción del extremo derecho 101R. El tubo de flujo 101 y sus porciones del extremo se extiende por toda la longitud del tubo de flujo desde el extremo de entrada 107 al extremo de salida 108 del tubo de flujo 101. La barra de equilibrio 102 es conectada en sus extremos 105 al tubo de flujo 101 mediante barras de riostra circulares 114. Las barras de riostra circulares 114 tienen una abertura central para recibir el tubo de flujo 101. Los extremos de la barra de equilibrio 102 también son conectados mediante una unión en 105 a un extremo interno de los enlaces de conexión de caja 110, que son tiras delgadas. Los extremos externos de los enlaces de conexión de caja son conectados a la pared interna 112 de la caja 103. Cada enlace de conexión de caja 110 contiene una flexión fuera del plano 111. La caja 103 tiene una porción del extremo 128 que comienza en la soldadura 121 y que tiene un cuello 124 que se extiende axialmente hacia afuera del mismo al elemento de soldadura 122 y a su vez se conecta al cuello 125 de la brida 106. El elemento de conexión de cono 123 es circular y es posicionado dentro del interior de la porción de cuello circular 124 de la porción del extremo de la caja 128. La conexión de cono 123 tiene una abertura central para recibir de manera sellante las porciones 101L y 101R del tubo de flujo 101. El enlace de conexión de caja 110 y la conexión de cono 123 estabilizan la barra de equilibrio 102 y a su vez el tubo de flujo 101 al impedir translaciones indeseables de estos elementos con respecto a la pared de la caja 103. La brida 106 tiene una superficie axialmente externa 138 y una abertura interna que incluye un elemento de reborde 127 que conecta de manera sellante las porciones del extremo del tubo de flujo 101L y 101R a la brida 106. La superficie 113 es la circunferencia externa de la brida 106.

El elemento 109 es la superficie interna axial de la brida 106. Los elementos 122 y 121 son soldaduras. El elemento 125 es un cuello de la brida 106. El elemento 105 es una unión en el extremo de la barra de equilibrio 102 también como una unión de la pata radial interna del enlace de conexión de caja 110 y la barra de equilibrio 102. De una manera convencional bien conocida, el accionador D y el captador izquierdo LPO y captador derecho RPO son acoplados al tubo de flujo 101 y la barra de equilibrio 102. El accionador D recibe señales sobre la trayectoria D (no mostrada) de los componentes electrónicos del medidor 130 para provocar que el accionador D haga vibrar el tubo de flujo 101 y la barra de equilibrio 102 en oposición de fase a la frecuencia resonante del tubo de flujo lleno de material 101. La oscilación del tubo de flujo vibratorio 101 junto con el flujo de material en el mismo induce desviaciones de Coriolis en el tubo de flujo de una manera bien conocida. Estas desviaciones de Coriolis son detectadas por los captadores LPO y RPO con las salidas de estos captadores siendo transmitidas sobre los conductores LPO y RPO (no mostrado) a los componentes electrónicos del medidor 130. De una manera bien conocida, la diferencia de fase entre las señales de salida de los captadores representa información perteneciente al flujo del material dentro del flujo 101. Los componentes electrónicos del medidor 130 procesas estas señales para generar información de salida que es aplicada al conductor 137 que representa los varios parámetros del flujo del material. Estos parámetros pueden incluir la densidad, velocidad de flujo másico y otra información del flujo de material. El método y aparato de compensación de esfuerzo térmico de la presente invención es controlado mediante los detectores SI, S2, S3 y S4. El detector SI es conectado al tubo de flujo 101 y emite información de temperatura del tubo de flujo sobre los conductores 134 y 133 a los componentes electrónicos del medidor 130. Los detectores S2, S3 y S4 son conectados en serie para formar una red que tiene conductores de salida ?32 y 134. Esta red transmite información a los componentes electrónicos de medidor con respecto a los esfuerzos térmicos a los cuales el tubo de flujo 101 es sometido. El conductor 134 es el alambre de conexión a tierra común para el detector del tubo de flujo SI y el detector de la caja de red S4. Asi, tanto el detector del tubo de flujo SI como la red en serie de dos alambres de los detectores S2, S3 y S4 comparten el conductor 134. Esto minimiza el número de conductores que se deben extender a través del conducto de alimentación pasante 131 a los componentes electrónicos del medidor 130. Los componentes electrónicos del medidor pueden algunas veces estar localizados a distancia con respecto al medidor de flujo 100. Es deseable minimizar el número de g. . ... . - ?.J.AÉ, -1AM ,A A -.a--.., ....-..* .4. -conductores que se deben extender a través del conducto de alimentación 131 del medidor de flujo 100 a un elemento de los componentes electrónicos del medidor situado a distancia.

Descripción de la figura 2 Los circuitos de los detectores SI, S2, S3 y S4 son mostrados en la figura 2. El detector del tubo de flujo SI es conectado entre el conductor 133 y el conductor común 134. Los detectores S2, S3 y S4 son conectados en serie entre el conductor 132 y el conductor común 134. La terminal 201 es una unión del conductor 134 y el detector S4 y el detector SI. Los detectores SI, S2, S3 y S4 pueden ser ventajosamente RTD que tienen una resistencia nominal de 100 ohms a una temperatura nominal de 0°C. La resistencia de cada RTD varia con los cambios en la temperatura por un factor de 0.35 ohms por cada cambio de 1°C en la temperatura. El RTD SI es montado sobre el tubo de flujo 101 y varia su resistencia a medida que la temperatura del tubo de flujo cambia. Esta información de resistencia es aplicada sobre los conductores 133 y 134, a través del conducto de alimentación 131 a los componentes electrónicos del medidor 130. Los componentes electrónicos del medidor 130 procesan esta información y la convierten a temperatura del tubo de flujo utilizando información programada en una memoria de los componentes electrónicos del medidor 130. Los detectores S2 y S3 son montados sobre la barra de equilibrio 102 con el detector S3 siendo posicionado aproximado al extremo de la barra de equilibrio y con el detector S2 siendo posicionado cerca de la parte media de la barra de equilibrio. El 5 detector S4 es conectado a la pared interna 112 de la caja 103. El esfuerzo al cual el tubo de flujo 101 es sometido es determinado principalmente por la diferencial de temperatura entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio. A una extensión menor, los esfuerzos del tubo de flujo son también influenciados por la temperatura de la caja. Puesto que la temperatura de la barra de equilibrio es más importante en la determinación de los esfuerzos del tubo de flujo, la presente invención utiliza dos detectores en la barra de equilibrio y un detector en la pared de la caja. Puesto que estos tres 15 detectores son conectados en serie y puesto que dos de los tres detectores se encuentran en la barra de equilibrio, la salida de la red en los conductores 132 y 133 es ponderada en favor de la barra de equilibrio 102. El medidor de flujo puede ser sometido a 20 condiciones en las cuales existe una diferencial de temperatura entre la caja y el tubo de flujo en una base a largo plazo. El medidor de flujo puede también ser sometido a condiciones de temperatura en las cuales el tubo de flujo cambia repentinamente de temperatura cuando un material de 25 temperatura diferente pasa a través del tubo de flujo. Los i^SÉiíatíSSIÍß??É ?eÉí zt.Aí .. -. •. . ....-.- . :.- ..-...--..-., . -. ,. - .. * -_- , . i-.-. -, detectores S1...S4 funcionan durante la presencia de todas estas condiciones para aplicar información sobre las trayectorias 132, 133 y 134 a los componentes electrónicos del medidor 130 que procesan esta información, la convierten a información de esfuerzo de tubo de flujo y la procesan para compensar y corregir los datos de salida del medidor de flujo.

Descripción de la figura 3 La figura 3 es un diagrama de circuitos para una red de temperatura en la cual dos de los detectores están eléctricamente en paralelo entre si y en serie con los otros en la red. Si estos detectores conectados en paralelos fueran RTD, sus resistencias serian casi igual y su resistencia neta seria aproximadamente la mitad de la resistencia de RTD normal. Los detectores en paralelo podrían asi ser usados en sitios que tienen muy poco impacto sobre el esfuerzo del tubo, tales como los extremos de la caja o los enlaces de conexión de caja. La temperatura "promedio" de la red de la figura 3 seria obtenida al dividir la resistencia total de la red por 2.5 DESCRIPCIÓN DE COMPENSACIÓN DE FLUJO MASICO Los medidores de tubo curvo dobles, debido a su geometría, son inmunes a los efectos de los esfuerzos térmicos y a la gravedad especifica del fluido cambiante. Su sensibilidad al flujo es solamente alterada por el efecto de la temperatura sobre el módulo elástico de los tubos de flujo. La ecuación de flujo másico básica para los medidores de flujo de Coriolis de tubo doble curvo es. Ecuación 1 m = FCF. (?tmeas - ?to ) • ( 1 + kftlTf ) En donde: FCF = factor de Calibración de Flujo (Constante) ? meas = retardo de tiempo de señales del captador ?t0 = retardo de tiempo a flujo cero kfti = constante basada en el cambio de sensibilidad' al flujo con el módulo de tubo de flujo Tf = temperatura del tubo de flujo. Para los medidores de flujo de un solo tubo recto, el factor de calibración del flujo másico puede también desplazarse debido a gradiente de temperatura entre la caja/barra de equilibrio y el tubo de flujo y debido a la gravedad especifica del fluido cambiante. Con el fin de medir del gradiente de temperatura entre los elementos de un medidor de flujo de Coriolis de tubo recto, la presente invención coloca tres RTD en serie sobre el medidor de flujo (dos sobre la barra de equilibrio y uno sobre la caja) para obtener una temperatura del sistema combinada. Luego esta temperatura del sistema combinada es utilizada por la presente invención en una ecuación de flujo másico para la compensación del esfuerzo térmico. Un término de temperatura adicional es agregado por la presente invención en la Ecuación 1 para obtener: Ecuación 2 m = FCF. (?tmeas-?to)-[l+kft2-(Tf-TCom) ] En donde: kft2 = constante basada en el cambio de sensibilidad al flujo con el esfuerzo térmico Tcom = Tsene/3 En donde Tsene es la suma de los 3 RTD en serie. El método y aparato de la presente invención agrega además un término a la ecuación 2 para derivar los datos de salida corregidos y compensados para un medidor de flujo de Coriolis de tubo recto. El término agregado compensa el efecto de la densidad del fluido sobre la sensibilidad al flujo del medidor. La explicación de la necesidad de este término se da a continuación. Los medidores de flujo de un solo tubo tienen un captador que mide la diferencia de velocidad entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio. Las ubicaciones del captador sobre el tubo de flujo experimentan fuerza de Coriolis con el flujo y retardos de tiempo entre velocidades sinusoidales. La barra de equilibrio no experimenta fuerza de Coriolis directa, asi, hay un retardo de tiempo minimo entre las velocidades en las ubicaciones del captador de la barra de equilibrio. Puesto que cada señal de salida del captador es proporcional a la diferencia entre el tubo de flujo y las velocidades de la barra de equilibrio en los sitios de captación, cada señal de captación se convierte en la suma de vectores de la velocidad del tubo desplazado en fase y la velocidad de la barra de equilibrio desplazada mínimamente en fase. Cuando la densidad del fluido cambia, la proporción de amplitud de vibración entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio cambia para conservar el momentum. Esto da como resultado en los vectores de velocidad del tubo de flujo y la barra de equilibrio cambian de longitud y sus sumas de vectores (las señales de salida del captador) cambian en fase o retardo de tiempo. Es este cambio en la fase de la señal de salida con un cambio en la densidad del material que trata el término de compensación de la densidad. La ecuación de flujo másico resultante es: Ecuación 3 w=FCF.(?tpEa?-?t0).[l+(kftlTf) ] . [l+kft2 (Tf-Tcc ].[l+kf-.. (tc-H 1 En donde : m = Velocidad de flujo másico FCF = factor de Calibración de flujo ?tmeas = retardo de tiempo de señales de captador ?to = retardo de tiempo a flujo cero kfti = constante basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo con la temperatura kft2 = constante basada en el cambio en el esfuerzo térmico con la temperatura constante para el efecto de la densidad sobre la sensibilidad al flujo k2 = constante el periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad Tf = temperatura del tubo de flujo Tcom = temperatura de los detectores de red periodo de vibración del tubo compensado en cuanto a temperatura como se discute en la Ecuación 5 Los términos en la Ecuación 3 pueden ser comprendidos mejor por la siguiente agrupación: Ecuación 4 m = /7j unc ( l+ (MODcomp) ( 1+ESFUERZOcomp) ( 1+DENS I DADcomp) En donde : m enc = FCF ( ?tmeas-?to) MODComP = kftl-Ti ESFUERZOComp= kft2- ( Tf-Tcom) DENSIDADCOmp= kft3- (tct"k2) En la ecuación 4, la velocidad de flujo másico sin compensar es modificada por tres términos de compensación.

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Los primeros dos términos son compensaciones por la temperatura. El primero representa la compensación por el cambio en el módulo del tubo de flujo kft? con la temperatura del tubo. El segundo término es el término del esfuerzo térmico. El término del esfuerzo térmico es proporcional a la diferencia entre la temperatura del tubo de flujo y la temperatura combinada producida por la red de detectores de temperatura. El tercer término de compensación en la ecuación 4 es la compensación por el efecto de la densidad sobre la sensibilidad al flujo.

DESCRIPCIÓN DE COMPENSACIÓN DE LA DENSIDAD DEL FLUJO La compensación por el efecto de la densidad sobre el flujo es, como la compensación del esfuerzo térmico, mejorada con respecto a la técnica previa mediante el uso de la determinación de la temperatura combinada proporcionada por el aparato y método de la presente invención. El término de compensación de densidad, mostrada como el término de DENSIDADcomp de la ecuación del flujo másico 4, consiste de dos constantes kft3 y k y el periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto a la temperatura ?ct. El periodo de vibración de tubo de flujo es utilizado en la presente invención como una medida indirecta de la densidad del material en la compensación de la velocidad del flujo másico. El periodo de vibración del tubo de flujo medido debe ser . ^ß^je^tu compensado por el cambio en el módulo elástico del tubo de flujo y el esfuerzo térmico del tubo de flujo para dar una indicación suficientemente exacta del efecto de compensación de la densidad del material. La velocidad de flujo también tiene un efecto pequeño sobre el periodo de vibración del tubo de flujo. Por consiguiente, cuando se determina la densidad del material, es necesario tomar en cuenta el efecto del flujo (velocidad de flujo másico) . Sin embargo, en el presente, el periodo de vibración del tubo de flujo es solamente determinado para compensar el efecto de la densidad sobre la velocidad de flujo másico y el efecto de la velocidad de flujo sobre el periodo de vibración del tubo es pequeño y por consiguiente puede ser despreciado. La ecuación para el periodo de vibración del tubo compensado en cuanto a la temperatura es: Ecuación 5 Xct = +?m . - 1 + ~ Tcom-En donde : tct = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto al a temperatura para la compensación del flujo másico. ?m = periodo de vibración del tubo de flujo medido ai & a2 = constantes de corrección de la temperatura de la densidad. Se notará que la ecuación 5 contiene bajo el radical el término ai.Tf para el cambio en el módulo del tubo con la temperatura y el término a2. (Tf-TCOm) para el cambio en rigidez debido al esfuerzo térmico. El término del esfuerzo térmico es, una vez más, determinado por la diferencia entre la temperatura del tubo de flujo y la temperatura combinada. Esta ecuación muestra que la determinación del periodo de vibración del tubo de flujo compensado por la temperatura es mejorado con respecto a los medidores de flujo de la técnica previa mediante el uso de la temperatura combinada del medidor de flujo. Asi, todos los tres términos de compensación en la ecuación de flujo másico (Ecuación 3) mejoran la exactitud al utilizar la temperatura combinada del medidor de flujo. Los términos del módulo térmico y esfuerzo son directamente mejorados en tanto que el término del efecto de la densidad (el tercer término de compensación) mejora la exactitud por una determinación más exacta del periodo de vibración del tubo de flujo corregido. La compensación del flujo másico por el efecto de la densidad, el tercer término compensación en la ecuación de flujo másico 3, requiere solamente el periodo de vibración del tubo corregido, no la densidad del material que fluye.

DISCUSIÓN DE LAS INTERACCIONES DE COMPENSACIÓN Las ecuaciones 2, 3, y 4 están estructuradas utilizando la suposición de que las compensaciones de temperatura, esfuerzo y densidad del material que fluye tienen interacciones. Las interacciones son compensaciones sobre compensaciones tales como una compensación del módulo sobre una compensación de la densidad. En la ecuación 4, el número 1 agregado a cada compensación es la fuente de los términos de interacción. Las interacciones son solamente significativas cuando uno o más de los términos de compensación tiene un alto valor en comparación con la velocidad de flujo sin compensar. Por ejemplo, si la densidad del material que fluye fuera extremadamente alta (tal como mercurio) la velocidad de flujo sin compensar seria significativamente más baja que la velocidad de flujo real y el término de compensación de la densidad seria grande. Si las compensaciones del módulo y esfuerzo fueran solamente aplicados al flujo sin compensar serian significativamente bajos. Al tomar en cuenta las interacciones, las compensaciones del módulo y esfuerzo son también aplicados a la cantidad de flujo determinada por la compensación de la densidad. En general, los medidores de flujo de un solo tubo recto tienen limites sobre la temperatura de operación permisible y sobre el rango permisible y sobre el rango permisible de densidad del fluido. Estos limites vuelven a las interacciones de la ecuación 4 insignificantes y la ecuación 5.1 que no contiene interacciones puede ser utilizada. Ecuación 5.1 • • • m = /M unc+ W unc [MODComp+ESFUERZOc?MP+DENS I DADComp ] En general, la ecuación 4 más compleja no es necesaria debido a que los casos extremos de temperatura, esfuerzo y densidad está en general fuera de los limites permisibles del medidor de flujo.

DESCRIPCIÓN DE LA DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD La ecuación para la determinación de la densidad del material de acuerdo con la presente invención difiere de aquella del medidor de tubo curvo doble. La ecuación de determinación de la densidad para un medidor de flujo de tubo doble curvo es: Ecuación 6 pm = ( ( C?.?2m) . ( l+ ( a?.Tf ) ) -c2 En donde : pw = densidad del agua pa = densidad del aire x„ = periodo de vibración del tubo con agua ?a = periodo de vibración del tubo con aire ?m = periodo de vibración del tubo durante la S- . £ fc operación ai = constante basada en el cambio del módulo del tubo de flujo con la temperatura Tf = temperatura del tubo de flujo La ecuación de la densidad 6 es para tubos de flujo curvos dobles. El primer término es derivado de la ecuación para la frecuencia resonante de un sistema de masa de muelle vibratorio. La ecuación 6 tiene dos términos adicionales en la misma. El segundo término en paréntesis es un término familiar para el cambio en el módulo elástico del tubo de flujo con la temperatura. El término adicional final es la constante C2 que es necesario debido a que el periodo de vibración del tubo de flujo no avanza a cero cuando la densidad avanza a cero (cuando el tubo de flujo está vacio) . El periodo de vibración no avanza a cero debido a que los tubos de flujo tienen masa aún cuando están vacíos. Las constantes ci y c2 son determinadas al calibrar el medidor por la densidad con el aire y el agua. Utilizando las densidades conocidas para el aire y el agua y los periodos de vibración del tubo medidos, las constantes ci y c2 son calculadas para las ecuaciones anteriores. La ecuación 6 muestra que el medidor de flujo de tubo curvo tiene un término para el desplazamiento en el -=Í^ Í*_2_______________________ zz ... t -».¿ I-.-.,. módulo del tubo de flujo con la temperatura pero ningún término para el esfuerzo térmico. La geometría del tubo curvo vuelve insignificativo el esfuerzo térmico. La ecuación 6 también demuestra que la densidad es directamente proporcional al cuadrado del periodo de vibración del tubo de flujo medido con el desplazamiento c2 debido al hecho de que el tubo de flujo vacio tiene todavía masa. La determinación de la densidad del material que fluye en un medidor de flujo de un solo tubo recto es más compleja que aquella de un medidor de flujo de tubo doble curvo como se describe anteriormente en la ecuación 6. Varias diferencias deben ser consideradas para los medidores de flujo de un solo tubo recto. En primer lugar, el periodo de vibración del tubo de flujo debe ser compensado por el esfuerzo térmico además del cambio del módulo con la temperatura. La compensación del esfuerzo térmico es requerida debido a que el tensionamiento o la compresión del tubo de flujo puede abatir o elevar el periodo de vibración del tubo independientemente de la densidad. Debido a que la densidad es proporcional a periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado, la raiz cuadrada de las compensaciones familiares para el cambio de esfuerzo y módulo es utilizada para compensar el periodo de vibración del tubo. En segundo lugar, el periodo de vibración del tubo de flujo debe ser compensado por el esfuerzo de flujo másico. ^ s&^^^ z*?U?*t?AnA**.*—~*-l. * A á. i.

La patente norteamericana 5,295,804 muestra que el periodo del tubo de flujo vibratorio se incrementa ligeramente con las altas velocidades de flujo. La compensación se debe efectuar para el efecto de flujo másico o las lecturas de densidad a altas velocidades de flujo serán erróneamente altas. Esta compensación puede también ser usada para mejorar la exactitud de los medidores de tubo doble o de tubo curvo. La ecuación mejorada de la presente invención para determinar el periodo de vibración del tubo de flujo compensado es: Ecuación 7 tcp = tß + xTf^ax (Tf - TC0 En donde xcp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado por módulo, esfuerzo y flujo xfd = periodo de vibración del tubo compensado por el efecto de flujo másico ai & a2 = constante de corrección de la temperatura del periodo de vibración del tubo por módulo y esfuerzo tfd = tm-/w2-F = Compensación del periodo de vibración del tubo de flujo por el flujo másico xm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m = Velocidad de flujo másico (puede ser estimada por deltatmeas-deltato) Fd = constante del efecto del flujo sobre la t-t t.i i A densidad La calibración de la densidad se hace normalmente antes de la calibración del flujo debido a que la calibración de la densidad se puede hacer sin ningún flujo lo que provoca que el término de compensación del flujo, tf en la ecuación 7 sea igual al periodo de vibración del tubo medido crudo. Las constantes ai y a2 también como Fd son constantes del medidor que son las mismas para todos los medidores de un tamaño dado. Son determinados por medio de pruebas extensas y son introducidas a los componentes electrónicos del medidor cuando el medidor es configurado. La ecuación de densidad requiere el uso del periodo de vibración del tubo compensado ?cp de la ecuación 7. La determinación de la densidad de un medidor de flujo de un solo tubo difiere de aquella de un medidor de flujo de doble tubo en que la densidad no es bastante proporcional al cuadrado del periodo de vibración del tubo compensado para un medidor de un solo tubo. La densidad no es proporcionar al periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado para un medidor de un solo tubo debido a que la densidad del fluido cambiante provoca el movimiento de los nodos que definen los extremos del tubo de flujo y la barra de equilibrio. El movimiento de estos nodos provoca una transferencia de masa efectiva entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio. La transferencia de masa provoca que la gráfica de la densidad del fluido contra el periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado sea una curva en lugar de la linea recta de los medidores de doble tubo. Por consiguiente, es necesario que la ecuación para determinar la densidad de un fluido tenga términos adicionales (más allá de aquellos de la ecuación 6) . La relación entre el periodo de vibración del tubo compensado y la densidad del material es mostrada por la siguiente ecuación: Ecuación 8 pm = (c1-?2cpc2) • (l+c3- (?Cp-k2)2+c-r (tcP-k2) ) En donde: pm = Densidad del material que fluye ci y c2 = constantes determinadas por una calibración de densidad de dos puntos k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad c3 y c4 = constante de corrección de la densidad del tubo recto. El primer término en paréntesis en la ecuación 8 es el término de densidad lineal de la ecuación 6. Las constantes ci y c2 son determinadas por medio de calibraciones en aire y agua como para la ecuación 6. Los términos adicionales en la ecuación 8 proporcionan la compensación de la densidad por el cambio en módulo, esfuerzo y flujo. Los términos adicionales también proporcionan la transferencia de masa efectiva entre el tubo de flujo y la barra de equilibrio con cambios en la densidad. Las constantes para estos términos, c3 y c4 determinan la desviación de la relación lineal de los medidores de tubo doble. Son constantes para un tamaño de medidor dado y son determinadas por medio de pruebas extensas. c3 y c no requieren calibración para cada medidor.

Descripción de la figura 4 La figura 4 es una gráfica del periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado contra la densidad del material para un medidor de un solo tubo recto y un medidor de doble tubo curvo. La linea que representa el medidor de doble tubo es recta. Esta relación lineal permite que los medidores de doble tubo sean calibrados en cuanto a densidad en dos materiales, aire y agua, puesto que dos puntos definen una linea recta. La curva que representa el medidor de un solo tubo recto se desvia de la linea recta. Se desvia debido al cambio en posición de las regiones nodales como se discute anteriormente. Para un medidor de un solo tubo recto, el uso de la linea recta obtenida mediante una calibración en aire y agua, como se hace para los medidores de doble tubo, seria subestimar la densidad para materiales más pesados que el agua y sobreestimarla la densidad para materiales más ligeros que el agua. La curva de calibración no lineal que representa el medidor de un solo tubo recto en la figura 4 podria ser determinada al llevar a cabo una calibración utilizando más de dos materiales de diferentes densidades. Sin embargo, 5 tomarla mucho tiempo y seria caro utilizar puntos de calibración en materiales diferentes al aire y agua para la calibración del medidor.

Descripción de la figura 5 10 La figura 5 muestra una gráfica del error de la densidad que resultarla de utilizar la ecuación de densidad lineal estándar (tubo doble) de la figura 4 en un medidor de un solo tubo. Se puede ver que el error de la densidad es cero en el punto de densidad del aire de cero y el punto de densidad de agua de uno. El error de la densidad es positivo para materiales de densidad más baja y negativo para materiales de densidad más alta. Esta gráfica puede también ser considerada la desviación de la curva de salida de densidad del medidor de un solo tubo recto del uso de la linea recta producida por calibraciones de dos puntos.

Descripción de la figura 6 La figura 6 es otra manera para mostrar los datos 25 de error de densidad (desviación) de la figura 5. Esta ¿¿&¡^ íüe¡í & gráfica de la figura 6 muestra el error de la densidad (o desviación de la linea de calibración lineal) contra la diferencia entre el periodo de vibración del tubo medido y el periodo de vibración del tubo lleno de agua (ambos corregidos por el flujo y la temperatura) . La desviación de la densidad es la diferencia entre la densidad del material real y la densidad pronosticada utilizando la linea recta generada por las calibraciones de densidad de aire-agua de la figura 4. Este método de presentar los datos de desviación pone al origen de la gráfica (0,0) en el punto de calibración de la densidad del agua. También permite una ecuación relativamente simple de la curva de los puntos de datos. La ecuación para la desviación de la densidad del uso de una calibración de dos puntos lineal con un medidor de un solo tubo recto es mostrada en la figura 6. La presente invención incluye un nuevo método de calibración para determinar la densidad en medidores de un solo tubo recto que tiene la exactitud de las calibraciones de tres puntos en tanto que solamente utiliza calibraciones de densidad de aire y agua. Utilizando el nuevo método, una calibración de dos puntos se efectúa produciendo la linea recta usual. Esta linea varia de medidor a medidor para aún el mismo tamaño de medidor. Esta linea varia tanto en pendiente como en el periodo de vibración del tubo con agua. Sin embargo, el método de la presente invención hace uso del hecho de que todos los medidores de un tamaño dado tienen la misma desviación de la linea de calibración de dos puntos (similar a aquella mostrada en la figura 6) . Esta curva contiene la desviación de los puntos de densidad real de la linea recta. El punto 0,0 en la curva de desviación está localizado en el punto de calibración del agua en la linea recta de la calibración de dos puntos. En la presente invención, la pendiente de aire-agua y el periodo de vibración del tubo para el agua son determinados mediante una calibración de aire-agua (ci y c2) . La ecuación de la desviación de esta linea recta es almacenada en la memoria de los componentes electrónicos del medidor para cada tamaño de medidor. Las constantes de la ecuación para la desviación de esta linea son c3 y c en la ecuación de densidad 8. Son determinadas por medio de pruebas extensas. Los valores de c3 y c4 son diferentes para cada tamaño de medidor. Los componentes electrónicos del medidor saben cual tamaño de medidor está en uso debido a que es introducido durante el ajuste inicial del medidor. Los componentes electrónicos del medidor determinan la densidad real del material al restar una desviación de la linea recta de la calibración de dos puntos. La desviación restada es determinada por la ecuación de desviación almacenada en la memoria de los componentes electrónicos del medidor. Por consiguiente, en la presente invención, los ¿ . ¡ a. componentes electrónicos del medidor determinan la densidad al corregir el cambio de módulo con la temperatura, al corregir por esfuerzo térmico utilizando un método mejorado para determinar la temperatura combinada del medidor, al corregir la velocidad de flujo másico y al utilizar un método de compensación mejorado que compensa la no linealidad en la curva de la densidad contra el periodo de vibración del tubo elevado al cuadrado.

Descripción de la figura 7 La figura 7 es un diagrama de bloques que describe la manera en la cual la presente invención lleva a cabo su función de compensación de la velocidad de flujo másico. El diagrama de bloques de la figura 7, también como el de la figura 8, describe una pluralidad de etapas de procesamiento o de programa que representan cada una o más instrucciones de programa almacenados en una memoria de los componentes electrónicos del medidor 130. Las instrucciones son ejecutadas mediante un C.P.U. de los componentes electrónicos del medidor con los resultados ya sea siendo almacenados en una memoria o emitidos a un usuario en la trayectoria 137. El medidor de flujo es configurado y calibrado en la etapa 701 que contiene dos etapas 701A y 701B. En la etapa 701A se introducen las constantes kft?, kft2, kft3, ai, a2 y F de la memoria de los componentes electrónicos del medidor 130. La etapa 701b calibra el medidor de flujo y determina los elementos FCF, k2 y deltato. La información emitida de las etapas 701A y 701B es aplicada en la trayectoria 702 a la etapa 706. La etapa 703 representa las señales del captador sinusoidales del medidor. Son transmitidas en la trayectoria 704 a la etapa 706. La etapa 706 resta el retardo de tiempo producido por el flujo, deltatmeas y el periodo de vibración del tubo de flujo tm. La etapa 708 representa las resistencias del tubo de flujo RTD y la red de RTD. Las resistencias son transmitidas via la trayectoria 709 a la etapa 711 de los componentes electrónicos del medidor en donde son convertidas a la temperatura del tubo y la temperatura combinada. El periodo de vibración, sin tratar, del tubo de flujo de la etapa 706 y las temperaturas de la etapa 711 son transmitidas mediante las trayectorias 714 y 712 a la etapa 715 que calcula el periodo de vibración del tubo de flujo tm corregido en cuanto a la temperatura. Luego el periodo de vibración del tubo corregido et es transmitido via la trayectoria 716 a la etapa 717. La etapa 717 también recibe el retardo de tiempo a flujo cero deltato y el retardo de tiempo deltatmeas producido por el flujo via la trayectoria 707 de la etapa 706 también como las temperaturas del tubo de flujo y combinada via la trayectoria 713 de la etapa 711. En la etapa 711, la ecuación de flujo másico compensada es aplicada como entradas de las etapas 706, 715 y 711. Luego la velocidad de flujo másico compensada m es emitida via la trayectoria 718 a la aplicación del usuario (no mostrada) . Tampoco se muestran en la figura 7 las trayectorias de la memoria de los componentes electrónicos del medidor (etapa 701) en donde las constantes son almacenadas a las etapas en donde son utilizadas.

Descripción de la figura 8 La figura 8 es un diagrama de bloques que describe la manera en la cual las instrucciones del programa de la presente invención llevan a cabo su función de compensación en la salida de densidad del material. El medidor es configurado y calibrado en la etapa 801 que consiste de las etapas 801A y 801B. En la etapa 801A, las constantes c3, c4, ai, a2 y Fd son introducidas de la memoria de los componentes electrónicos del medidor 130. La etapa 801B genera símbolos Ci, c2, ? 0 y k2 por medio de la calibración del medidor. La salida de la etapa 801 es aplicada sobre la trayectoria 802 a la etapa 806. La etapa 803 representa las señales sinusoidales del captador. Estas señales del captador son introducidas a los componentes electrónicos del medidor de la etapa 806 via la trayectoria 804. En la etapa 806, el retardo de tiempo ?tmeas debido al flujo y el periodo de vibración, sin tratar, ?m del tubo de flujo son determinados. Mientras -. J«ft-A-..¡ t... - ? - .i¿ tanto, las señales de RTD de la etapa 816 son transmitidas via la trayectoria 817 a la etapa 818 en donde son convertidas a temperatura. La etapa 808 recibe el retardo del tiempo a flujo cero ?to de la etapa 801 (trayectoria no mostrada) , retardo de tiempo ?tmeas debido al flujo y el periodo de vibración del tubo de flujo crudo ?m de la etapa 806 via la trayectoria 807. La etapa 808 también recibe la temperatura del material y al temperatura combinada TCOm de la etapa 818 via la trayectoria 819. En la etapa 808, la velocidad de flujo másico m es calculada como se describe en la figura 7. La velocidad de flujo másico m es aplicada via la trayectoria 809 a la etapa 811 en donde es utilizada otra vez junto con el periodo de vibración del tubo crudo para calcular el periodo de vibración del tubo m compensado en cuanto a la velocidad del flujo másico. Luego es aplicado via la trayectoria 812 a la etapa 813 en donde es utilizado junto con las temperaturas de la etapa 818 via la trayectoria 820 para calcular el periodo de vibración del tubo ?cp compensado adicionalmente en cuanto al desplazamiento del módulo con la temperatura también como con el esfuerzo térmico. Todos los parámetros son ahora conocidos para resolver la ecuación de densidad lineal mostrada en la etapa 813. Luego el periodo de vibración del tubo plenamente compensado tcp es transmitido via la trayectoria 814 a la etapa 821 que modifica la ecuación de compensación lineal c?-?2Cp-c de la etapa 806 al combinarla con el término de compensación no lineal (l+c3. (?cp-k2) 2+c4. (tcp-k2) ) . Este término no lineal es combinado con la ecuación lineal de la etapa 806 para formar la ecuación de densidad completa que se hace 5 pasar sobre la trayectoria 822 a la etapa 823. La etapa 823 recibe esta información y calcula la densidad del material pm. La densidad del material pm es transmitida via la trayectoria 822 a una aplicación de salida (no mostrada) . Tampoco se muestra en la figura 8 las trayectorias de la memoria (etapa 801) en donde las constantes son almacenadas a las etapas en donde son utilizadas. Se comprenderá expresamente que la invención reclamada no estará limitada a la descripción de la modalidad preferida sino que abarca otras modificaciones y alteraciones dentro del alcance y espíritu del concepto inventivo. Por ejemplo, aunque se ha descrito que la presente invención comprende una parte de un medidor de flujo de Coriolis de un solo tubo recto, se comprenderá que la presente invención no está limitada de esta manera y puede ser usada con otros tipos de medidores de flujo de Coriolis en los que se incluyen medidores de flujo de un solo tubo de configuración irregular o curva también como medidores de flujo de Coriolis que tienen una pluralidad de tubos de flujo. Asi, se comprenderá que el uso del término "material" incluye fluidos, gases, también como cualesquier y todas las substancias que pueden fluir a través de un medidor de flujo para una determinación y medición de información perteneciente a tales materiales. También, en tanto que se han descrito relaciones y ecuaciones especificas en relación con la invención, se comprenderá que la invención incluye y se puede llevar a la práctica utilizando modificaciones de las ecuaciones y relaciones reveladas. 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

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método para proporcionar compensación para datos de salida de un medidor de flujo de Coriolis que tiene un tubo de flujo y una barra de equilibrio que son aptos, cuando están en uso, a hacerse vibrar en oposición de fase; el medidor de flujo genera desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibrante en respuesta a un flujo de material a través del tubo de flujo vibratorio; el método está caracterizado porque comprende las etapas de: generar una primera señal que representa las desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibratorio; poner en operación un detector acoplado al tubo de flujo para generar una segunda señal que representa la temperatura del tubo de flujo; el método comprende además: poner en operación detectores adicionales acoplados a una pluralidad de elementos de medidor de flujo adicionales exclusivos del tubo de flujo para generar una tercera señal que representa la temperatura combinada de la pluralidad de elementos adicionales del medidor de flujo; la tercera señal es generada al conectar las * i . salidas de los detectores adicionales para formar una red que tiene una salida que extiende la tercera señal a los componentes electrónicos del medidor del medidor de flujo, utilizar la segunda señal y la tercera señal para derivar información con respecto al esfuerzo térmico aplicado al tubo de flujo mediante la pluralidad de elementos del medidor de flujo; utilizar la información con respecto al esfuerzo térmico aplicado al tubo de flujo para compensar los datos de salida pertenecientes al material que fluye a través del medidor de flujo.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de generar la segunda señal comprende la etapa de obtener una señal que representa la temperatura del tubo de flujo del detector acoplado al tubo de flujo y en donde la etapa de generar la tercera señal comprende las etapas de: conectar la salida de los detectores adicionales para formar una red; las salidas de los detectores adicionales son conectadas para contribuir a la magnitud de la tercera señal en proporción al esfuerzo impartido por cada uno de sus elementos del medidor de flujo asociados al esfuerzo térmico total aplicado por todos los elementos al tubo de flujo; obtener la tercera señal de una salida de la red que representa la temperatura combinada de la pluralidad de elementos en respuesta a la recepción por la red de las señales aplicadas por los detectores adicionales.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de elementos comprenden la barra de equilibrio y la caja y en donde la etapa de acoplar los detectores adicionales comprende las etapas de: acoplar un primer detector a la caja; acoplar por lo menos un detector a la barra de equilibrio; conectar las salidas del primer detector y el por lo menos un detector adicional para formar la red.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la etapa de conectar la salida de los detectores adicionales comprende la etapa de: conectar las salidas de los detectores adicionales en serie para formar la red.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque incluye la etapa de extender la red sobre por lo menos dos conductores a los componentes electrónicos del medidor.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de compensación comprende la etapa de generar datos de salida corregidos pertenecientes a .-..---. .--.- . -..i-.i ... «r _&-!_. --. .--..». i. i k-. la velocidad de flujo másico del material.
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende las etapas de: determinar una señal de desviación de Coriolis sin compensar; derivar una compensación del módulo; derivar una compensación del esfuerzo térmico y utilizar la señal de desviación de Coriolis sin compensar y la compensación del módulo y la compensación del esfuerzo térmico para derivar una velocidad de flujo másico corregida.
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la velocidad de flujo másico corregida es obtenida por la etapa de multiplicar la velocidad de flujo másico sin compensar por 1 + uno más al compensación del esfuerzo térmico y 1 + la compensación del módulo.
9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende además las etapas de: derivar una compensación de densidad; multiplicar la velocidad de flujo másico sin compensar por 1 + la compensación del esfuerzo y 1 + la compensación del módulo y 1 + la compensación de la densidad " ""t,i ? -"-•" > *** I 4 j» para obtener una velocidad de flujo másico corregida.
10. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de generar la velocidad de flujo sin compensar comprende la etapa de resolver la expresión. FCF. (?tmeas-?to) FCF = factor de calibración del flujo ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador ? o = retardo de tiempo a flujo cero de material.
11. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de derivar la compensación del módulo comprende la etapa de resolver la expresión (kfti-Tf) En donde: kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo con la temperatura Tf = temperatura del tubo de flujo
12. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de derivar la compensación del esfuerzo térmico comprende la etapa de resolver la expresión (kft2 (Tf-TCOm) ) en donde: kft2 = constante del medidor basada en el cambio en el esfuerzo térmico con la temperatura. ÜÉ-l A , Tf = temperatura del tubo de flujo TCOm = temperatura de los detectores en red.
13. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la etapa de derivar la compensación de la densidad comprende la etapa de resolver la expresión en donde: kft3 = constante del medidor por el efecto de la densidad sobre el flujo tct = periodo de vibración del tubo compensado por la temperatura k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad del medidor de flujo.
14. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende la etapa de derivar una velocidad de flujo másico corregida al resolver la expresión: m = FCF. (?tmeas-?to)-[l+(kft?.Tf) ].[l+kft2(Tf-Tcom) ].[l+kft3.(tct-k2)] en donde: m = Velocidad de flujo másico FCF = factor de calibración de flujo deltatmeas = retardo de tiempo de las señales del captador deltato = retardo de tiempo a flujo cero de material kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo por la temperatura kft2 = constante del medidor basada en el cambio en esfuerzo térmico con la temperatura kft3 = constante por el efecto de la densidad sobre el flujo k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad del medidor de flujo Tf = temperatura del tubo de flujo Tcomo = temperatura de los detectores en red tct = periodo de vibración del tubo compensado por la temperatura
15. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la etapa de generar datos de salida corregidos comprende la etapa de derivar una velocidad de flujo másico corregida al resolver la expresión: m = munc[l+MODCOmP]-[l+ESFUERZOcoMp]-[l+DENSIDADcomp] En donde : m = Velocidad de flujo másico FCF = factor de calibración de flujo deltatmeas = retardo de tiempo de señales del captador deltato = retardo del tiempo a flujo cero de material kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo con la temperatura jü-r-m-jl., ... ,_t-¿ j ^ -- . ¿ . 11. I, —-_.... <i .i.MiÉt|M*B.|..fc.t .J------la--.---.J-.--.-.«-,^. . -**&. - - A .-.-» -«j-fet,-... A. kft2 = constante del medidor basada en el cambio en el esfuerzo térmico con la temperatura «une = FCF (deltatmeas-deltato) MODcomp = kftl-Tf kft3 = constante por el efecto de la densidad sobre el flujo k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de la densidad del medidor de flujo Tf = temperatura del tubo de flujo corn^ temperatura de los detectores en red xct = periodo de vibración del tubo compensado por la temperatura ESFUERZOcomp = kft2- (Tf-TCom) DENSIDADcomp = kft3- (tct-k2)
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de compensación incluye la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material.
17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la etapa de obtener datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluye las etapas de: configurar el medidor de flujo para introducir constantes de la memoria; calibrar el medidor de flujo para derivar |££?¿*^¿¿. umt-- constantes; determinar una velocidad de flujo sin compensar; determinar un periodo del tubo compensado corregido en cuanto al flujo; determinar un periodo del tubo corregido por el flujo, módulo y esfuerzo; determinar una ecuación de densidad lineal; determinar un periodo del tubo diferencial igual a la diferencia entre el periodo del tubo compensado y una constante del medidor de flujo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo; multiplicar la ecuación de densidad lineal por la suma de 1 + el producto de una constante del medidor c3 veces el cuadrado del periodo del tubo diferencial + el producto de una constante del medidor de flujo c4 veces el periodo del tubo diferencial.
18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: configurar el medidor de flujo para introducir constantes ai, a2, c3, c4 y Fd de una memoria de los componentes electrónicos del medidor.
19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calibrar el medidor de flujo para determinar constantes ci, c2, k2 y deltato.
20. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: determinar /wUnc = FCF(?tmeas-?to) en donde: FCF = factor de calibración de flujo deltatmeas = retardo de tiempo de las señales del captador deltato = retardo del tiempo a flujo cero.
21. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular tfd = ?m-"J2-Fd en donde : xfd = periodo de vibración del tubo compensado por el efecto de flujo másico tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m - Velocidad de flujo másico F = constante del efecto del flujo de la densidad. -» Az i Ir 1 i -t . l t
22. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular la expresión tcp = t ] - l + a2 - Tf + a2 - Tf - T comen donde : ?cp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo, fd = periodo de vibración del tubo compensado por el efecto de flujo másico ai & a2 = constantes de corrección de la temperatura del periodo de vibración del tubo por el módulo y esfuerzo fd = tm-w2.Fd = compensación del periodo de vibración del tubo de flujo por el flujo másico ?m = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m = Velocidad de flujo másico Fd = constante del efecto de flujo sobre la densidad
23. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de calcular la desviación de la densidad del material a *"*•*. - partir de aquella determinada por la ecuación de densidad lineal 2 pm= (C?-? cp_C2) en donde ci y c2 son constantes y ?2cp es el periodo del tubo compensado elevado al cuadrado.
24. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: modificar la expresión pm = (c?.?2cp-c2) para incluir los componentes no lineales :i+c3. (?cp-k2) +c4- (?cp-k2) ) en donde: ?m = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, tcp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo pm = Densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material Ci, c2, c3 & c4 = constantes de corrección de la densidad del material de un solo tubo.
25. El método de conformidad con la reivindicación -.„-? t . l. í . 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular la densidad del material a partir de la expresión pm = (C?.?2Cp-C2).(l+C3. (?cp-k2)2+C . (?Cp-k2) ) en donde: pm = Densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de calibración de densidad del material, c3 & c = constante de corrección de la densidad del material de un solo tubo
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el valor tcp es determinado al resolver la expresión. TcP = tfd - + -Tf + c?x -Tf - TC0 en donde: ai-Tf = el efecto del módulo sobre la densidad a2 (Tf-TCom) = efecto del esfuerzo térmico sobre la densidad ai y a2 son constantes del medidor de flujo pertenecientes al módulo y el efecto el esfuerzo térmico sobre la densidad.
27. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluye la etapa de resolver la expresión; [l+c3(?Period?comp)2+c4(?Period?comp) ] en donde : el término (?PeriodoCOmp) es la diferencia entre el periodo de vibración del tubo del compensado ?cp (en cuanto a temperatura, esfuerzo y flujo) y una constante del periodo de vibración del tubo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo.
28. Un aparato que proporciona compensación por esfuerzo térmico para datos de salida de un medidor de flujo de Coriolis que tiene un tubo de flujo y una barra de equilibrio que son aptos, cuando están en uso, a hacerse vibrar en oposición de fase en un plano de impulsión; el medidor de flujo genera desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibratorio en respuesta a un flujo del material a través del tubo de flujo vibratorio; el aparato está caracterizado porque comprende: un aparato que genera una primera señal que representa las desviaciones de Coriolis del tubo de flujo vibratorio; un aparato que incluye un detector anexo al tubo de flujo que genera una segunda señal que representa la temperatura del tubo de flujo; lá,-l i 4,i A 4.4-, --,<.« i AA -. a- .Xz ? . A . un aparato que incluye detectores adicionales acoplados a una pluralidad de elementos del medidor de flujo adicionales exclusivos del tubo de flujo que generan una tercera señal que representa la temperatura combinada de la pluralidad de elementos adicionales; la tercera señal es generada al combinar las salidas de los detectores adicionales para formar una red que tiene una salida que extiende la tercera señal a los componentes electrónicos del medidor de flujo; los componentes electrónicos del medidor que reciben las segundas y terceras señales y entregan información concerniente al esfuerzo térmico aplicado al tubo de flujo mediante la pluralidad de elementos del medidor de flujo y los componentes electrónicos del medidor utiliza la información con respecto al esfuerzo térmico sobre el tubo de flujo para compensar los datos de salida del medidor de flujo pertenecientes al material que fluye.
29. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el aparato que genera la segunda señal comprende: un primer detector acoplado al tubo de flujo; circuitos que extienden las señales del primer detector a los componentes electrónicos del medidor que denotan la temperatura del tubo de flujo y ai t,? ? AAÍ . í .í.Lí el aparato que genera la tercera señal comprende: una red que tiene una salida que extiende la tercera señal de los detectores adicionales a los componentes electrónicos del medidor que denotan la temperatura combinada 5 de la pluralidad de elementos del medidor de flujo y la red está configurada de tal manera que las salidas de cada uno de los detectores adicionales contribuyen a la amplitud de la tercera señal proporcionalmente al esfuerzo térmico impartido por cada uno de sus elementos del 10 medidor de flujo asociados a los cuales son conectados al esfuerzo térmico total impartido al tubo de flujo mediante los elementos adicionales y los componentes electrónicos del medidor determinan la diferencia entre la temperatura del tubo de flujo y la 15 temperatura combinada para determinar los esfuerzos térmicos aplicados por la pluralidad de elementos al tubo de flujo.
30. El aparato de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la pluralidad de elementos comprenden la barra de equilibrio y la caja con un primero de 20 los detectores adicionales siendo acoplado a la caja y con por lo menos uno de los detectores adicionales siendo acoplados a la barra de equilibrio.
31. El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque comprende además circuitos para 25 conectar los detectores adicionales en serie para formar la t»tU?a*iB¡a?í ?l?*t?a? . . .. ,A<- - ?¡fat,lHM». -a- . .. .. . --J. -, t --. «.,-«-. . -» » .*-*.-< red.
32. El aparato de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque incluye además circuitos que conectan la salida de la red sobre por lo menos dos conductores a los componentes electrónicos del medidor.
33. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 32 caracterizado porque los detectores adicionales comprenden: un segundo detector adicional y un tercer detector adicional cada uno acoplado a diferentes sitios de la barra de equilibrio; un cuarto detector adicional acoplado a la caja; uri primer circuito que comprende una conexión en serie de las salidas de señal de los segundos y terceros y cuartos detectores adicionales; la red extiende la conexión en serie de salidas de los segundos y terceros y cuartos detectores adicionales a los componentes electrónicos del medidor para proporcionar información con respecto a la temperatura combinada de las porciones de la caja y la barra de equilibrio a los cuales los segundos y terceros y cuartos detectores adicionales están acoplados.
34. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el segundo detector adicional está próximo a una porción del extremo de ...... i..i .á la barra de equilibrio.
35. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el tercer detector adicional es acoplado a una porción de la barra de 5 equilibrio axialmente hacia adentro con respecto a la porción de la barra de equilibrio a la cual el segundo detector adicional es acoplado.
36. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque: 10 el cuarto detector adicional es conectado a una pared interna de la caja.
37. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque: cada uno de los detectores adicionales tiene un 15 primera y una segunda terminal de salida; la conexión en serie de las salidas de los segundos y los terceros y cuartos detectores adicionales conecta las primeras y segundas terminales de salida de los segundos y los terceros y cuartos detectores adicionales en serie al 20 primer circuito de tal manera que las señales aplicadas a la red representan una combinación de las salidas de señal de los segundos y terceros y cuartos detectores adicionales.
38. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque la red 25 comprende un primer circuito que consiste de dos conductores que se extienden entre la conexión en serie de las salidas de los segundos y los terceros y cuartos detectores adicionales y los componentes electrónicos del medidor.
39. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad 5 con la reivindicación 38, caracterizado porque la red comprende además un segundo circuito que consiste de dos conductores que se extienden desde un primer detector acoplado al tubo de flujo a los componentes electrónicos del medidor. 10
40. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el segundo circuito que conecta la salida de señal del primer detector con los medios de procesamiento de señal incluyen dos alambres de los cuales un alambre es uno de los dos alambres 15 del primer circuito y el otro alambre de los cuales es único al segundo circuito.
41. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque cada uno de los circuitos tiene una terminal de conexión a tierra 20 conectada en común a la terminal de conexión a tierra de cada otro de los circuitos y un solo conductor conecta las terminales de conexión a tierra comunes de cada uno de los detectores con los componentes electrónicos del medidor. 25
42. El medidor de flujo de Coriolis de conformidad age*,*)** *..**. *» con la reivindicación 41, caracterizado porque tres conductores conectan la salida de los circuitos con los componentes electrónicos del medidor; un primero de los tres conductores es único al primer circuito; un segundo de los tres conductores es unido al segundo circuito; un tercero de los tres conductores es común a ambos del primer circuito y el segundo circuito.
43. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque los componentes electrónicos del medidor también derivan datos de salida corregidos con respecto al flujo del material.
44. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque los componentes electrónicos del medidor son programados con instrucciones para dirigir a un procesador en los componentes electrónicos del medidor para generar datos de salida compensados al: determinar una velocidad de flujo másico sin compensar; derivar una compensación del módulo; derivar una compensación por esfuerzo térmico y utilizar la velocidad de flujo másico sin compensar y la compensación del módulo y la compensación por esfuerzo térmico para derivar una velocidad de flujo másico corregida; ítázL -, »X.4t .....I,. , los componentes electrónicos de medidor tienen una memoria que se puede leer por el procesador para almacenar las instrucciones.
45. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la velocidad de flujo másico corregida es obtenida por las instrucciones que multiplican la velocidad de flujo másico sin compensar por 1 + la compensación por esfuerzo térmico y 1 + la compensación del módulo.
46. El aparato de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la velocidad de flujo másico corregida es obtenida además por las instrucciones que: derivan una compensación por la densidad; multiplican la velocidad de flujo másico sin compensar por 1 + la compensación por esfuerzo y 1 + la compensación por el módulo y uno más la compensación por la densidad para obtener una velocidad de flujo másico corregida.
47. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones generan la velocidad de flujo sin compensar al resolver la expresión: FCF. (?tmeas-?to) en donde: FCF = factor de calibración del medidor de flujo ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador i ..} t .2 >. í, ti ...? -Í i. ?t0 = retardo de tiempo al flujo cero del material.
48. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones que derivan la compensación por el módulo resuelven la expresión (kft?-Tf) en donde: kfti = constante del medidor de flujo basada en el cambio en el módulo del tubo de flujo con la temperatura Tf = temperatura del tubo de flujo
49. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones que derivan la compensación por esfuerzo término resuelven la expresión en donde kft2 = constante del medidor de flujo basada en el cambio en esfuerzo térmico con la temperatura. Tf = temperatura del tubo de flujo Tcom = temperatura combinada de los detectores en red.
50. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones que derivan la compensación de la densidad resuelven la expresión kft3- (?ct-k2) en donde: kft3 = constante por el efecto de la densidad sobre el flujo del material xct = periodo de vibración del tubo compensado por la temperatura y esfuerzo k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de vibración de la densidad del medidor de flujo
51. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones que generan los datos de salida corregidos derivan una velocidad de flujo másico corregida al resolver la expresión: m = FCF. (?tmeas-?to)-[l+(kft?-Tf) ].[l+kft2(Tf- TCom)]-.l+kft3.(?ct-k2) ] en donde: m = Velocidad de flujo másico FCF = factor de calibración de flujo deltatmeas = retardo de tiempo de las señales del captador deltato = retardo de tiempo a flujo cero del material kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo de tubo de flujo con la temperatura kft2 = constante del medidor basada en el cambio en el esfuerzo térmico con la temperatura kft3 = constante del medidor por el efecto de la densidad sobre el flujo del material k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del medidor de flujo Tf = temperatura del tubo de flujo Tcom = temperatura de los detectores en red tct = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto a la temperatura y esfuerzo.
52. El aparato de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque las instrucciones que generan los datos de salida corregidos derivan una velocidad de flujo másico corregida al resolver la expresión: m -- m Unc [ l+MODcomp] - [ l+ESFUERZOcoMp] - [ l+DENS I DADCOmp] en donde : m = FCF ( deltatmeas-deltato) MODcomp = kftl-Tf ESFUERZOcomP= kft2 ( Tf-TCom) DÉNSIDADComm= kft3 (tct-k2 ) en donde : m = Velocidad de flujo másico FCF = factor de calibración de flujo ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador ?t0 = retardo de tiempo a flujo cero de material kfti = constante del medidor basada en el cambio en el módulo de tubo de flujo con la temperatura ft2 = constante del medidor basada en el cambio en esfuerzo térmico con la temperatura Tf = temperatura del tubo de flujo TCom = temperatura de los detectores en red .i .-í a ?.? . tct = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto a la temperatura y esfuerzo.
53. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque los componentes electrónicos del medidor son programados con instrucciones para dirigir a un procesador en los componentes electrónicos del medidor para generar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material; los componentes electrónicos del medidor tienen una memoria que se puede leer por el procesado para almacenar las instrucciones .
54. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones obtienen datos salida corregidos con respecto a la densidad al: configurar el medidor de flujo para introducir constantes de la memoria; calibrar el medidor de flujo para derivar constantes; determinar una velocidad de flujo sin compensar; determinar un periodo del tubo compensado corregido por el flujo; determinar un periodo del tubo corregido en cuanto al tubo, módulo y esfuerzo; determinar una ecuación de densidad lineal; determinar un periodo del tubo diferencial igual a la diferencia entre el periodo del tubo compensado y una constante del medidor de flujo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo; multiplicar la ecuación de densidad lineal por la suma de 1 + el producto de una constante del medidor c3 multiplicada por el cuadrado del periodo del tubo diferencial + el producto de una constante del medidor c4 multiplicado por el periodo del tubo diferencial.
55. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al: configurar el medidor de flujo para introducir constantes ai, a2, c3, c4 y F de una memoria de los componentes electrónicos del medidor.
56. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al calibrar el medidor de flujo para determinar constantes ci, c2, t0, k2 y deltato.
57. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al ejecutar las etapas de: medir ?tmeas, ?to y tm en donde: ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador ?t0 = retardo de tiempo a flujo cero del material tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, .
58. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material a determinar: m = FCF (?tmeas"?to) en donde: FCF = factor de calibración de flujo ?tmeas = retardo de tiempo de las señales del captador ?to = retardo de tiempo a flujo cero
59. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al calcular tfd = tm - m 2.Fd en donde: tfd = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto al efecto del flujo másico tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido, sin tratar, m = Velocidad de flujo másico Fd = constante del efecto del flujo de la densidad.
60. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque la instrucción deriva datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al: calcular la expresión tcP = tfd • -]1 + ax T '/ + Ü2 -T ' Icomn donde : tcP = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo tfd = periodo de vibración del tubo compensado en cuanto al efecto de flujo másico a?&a2 = constantes de corrección de la temperatura del periodo de vibración del tubo en cuanto al módulo y esfuerzo tfd = tm - m 2 ' ?a - compensación del periodo de vibración del tubo de flujo en cuanto al flujo másico tm = período de vibración del tubo de flujo medido crudo m = velocidad del flujo másico Fd = constante del efecto de flujo de la densidad.
61. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al calcular la desviación de la densidad del material de aquella determinada por la ecuación de densidad lineal - -4^4.--. -4. en donde ci y c2 son constantes y t2Cp es el periodo compensado elevado al cuadrado.
62. El aparato de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: multiplicar la expresión pm = (ci't2cp_c2) que representa los componentes lineales por la expresión (l+c3* (tcp-k2) 2+c4* (tcP-k2) ) que representa los componentes no lineales en donde: pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material . 03 & c4 = constantes de corrección de la densidad del material de un solo tubo.
63. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones derivan datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material al calcular la densidad del material a partir de la expresión pm = (c?-t cP-c2) • (l+c3- (tcP-k2) +c4 • (tcp-k2) ) en donde: pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material C & Ct¡ = constantes de corrección de la densidad del material del tubo recto.
64. El aparato de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque las instrucciones determinan el valor tcp al resolver la expresión: tcp = tfd - + a. -Tf + a? (Tf -TcoJ en donde : ai-Tf = efecto del módulo sobre el efecto de la densidad a2* (Tf-Tcom) = efecto del esfuerzo térmico sobre la densidad ai y a2 = constante del medidor de flujo pertenecientes a la densidad.
65. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones generan datos de salida corregidos con respecto a la densidad al resolver la ecuación: pm = (DENSIDAD??neai) [l+c3 (?periodOcomp) 2+c4 (?periodocomp) ] en donde : Densidadüneai = pm = ci' cP-c2 El término (?periodocomp) es la diferencia entre el periodo del tubo compensado tcp (en cuanto a temperatura, esfuerzo y flujo) y una constantes del periodo del tubo k2 determinada durante la calibración de la densidad.
66. El aparato de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque las instrucciones que obtienen los datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluyen instrucciones para: determinar un periodo del tubo compensado; determinar una ecuación de densidad lineal; determinar un periodo del tubo diferencial igual a la diferencia entre el periodo del tubo compensado y una constante del medidor de flujo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo; multiplicar la ecuación de densidad lineal por la suma de 1 + el producto de una constante del medidor C3 multiplicada por el cuadrado del periodo del tubo diferencial más el producto de una constante del medidor de flujo c4 multiplicada por el periodo del tubo diferencial.
67. El aparato de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque las instrucciones determinan el valor de tcp al resolver la expresión: tcP = tfd ' ^ + a - Tj + a2 Tj - Tcom-en donde : ai-Tf = el efecto de la densidad térmica del módulo Tf-Tcom = efecto del esfuerzo térmico sobre la densidad ai y a2 constante del medidor de flujo pertenecientes a la densidad.
68. El método de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque comprende además las etapas de: configurar el medidor de flujo de Coriolis a partir de información almacenada en una memoria del medidor de flujo de Coriolis para determinar los parámetro del medidor configurado; calibrar el medidor de flujo de Coriolis en cuanto a la densidad del material que fluye utilizando un método de calibración lineal de dos puntos que emplea dos materiales de diferente densidad para derivar parámetros de calibración para una ecuación de densidad lineal; determinar un periodo de vibración del tubo de flujo medido a partir de señales recibidas de detectores de captación acoplados al tubo de flujo del medidor de flujo de Coriolis; medir parámetros operacionales del medidor de flujo de Coriolis; determinar un periodo de vibración del tubo de flujo compensado utilizando el periodo de vibración del tubo de flujo medido y los parámetros operacionales y los parámetros del medidor configurados; determinar un componente no lineal utilizando el periodo de vibración del tubo de flujo compensado y las parámetros del medidor configurados y los parámetros de calibración; obtener una ecuación de densidad no lineal para el medidor de flujo de Coriolis al combinar la ecuación de densidad lineal con el componente no lineal para producir una ecuación de densidad de un solo tubo de flujo que incluye la desviación de la calibración del medidor de flujo de Coriolis de la linealidad y determinar la densidad del material utilizando la ecuación de densidad de un solo tubo de flujo y el periodo de tubo compensado.
69. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de configurar el medidor de flujo de Coriolis incluye la etapa de determinar los parámetros ai, a2, C3, c y F.
70. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de calibración incluye la etapa de utilizar dos materiales que fluyen que comprende aire y agua.
71. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de medición incluye la etapa de medir el periodo de vibración del tubo de flujo, el retardo de tiempo a flujo cero, el retardo de tiempo con el flujo, la temperatura del tubo de flujo y la temperatura combinada del medidor del flujo en tanto que el medidor de flujo de Coriolis contiene el material que fluye de la densidad desconocida.
72. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de determinar un periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al flujo másico incluye la etapa de resolver la ecuación
73. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de determinar un periodo de vibración del tubo de flujo compensado incluye la etapa de determinar el periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al flujo, módulo y esfuerzo utilizando la ecuación en donde : aiTf = efecto del módulo sobre la densidad a2(Tf-TCOm) = efecto del esfuerzo térmico sobre la densidad.
74. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de calibración incluye las etapas de: medir el periodo de vibración del tubo y derivar las constantes Ci y c2 de la ecuación de densidad lineal
75. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye las etapas de: modificar la expresión pm = (c?'t2cp-c2) para incluir los componentes no lineales (l+c3- (tcP-k2) +c4- (tcP-k2) ) en donde: tm = periodo de vibración del tubo de flujo medido crudo tcp = periodo de vibración del tubo de flujo compensado en cuanto al módulo, esfuerzo y flujo pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material ci, c2, c3, & c4 = constantes de corrección de la densidad del material de un solo tubo.
76. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad del material incluye la etapa de: calcular la densidad del material a partir de la expresión pm = (c?-t2cp-c2) • (l+c3- (tcP-k2)2+c4- (tcP-k2) ) en donde: pm = densidad del material determinada k2 = constante del periodo de vibración del tubo determinada al tiempo de la calibración de la densidad del material . c3 & c = constantes de corrección de la densidad del material de un solo tubo.
77. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la etapa de derivar datos de salida corregidos con respecto a la densidad incluye a etapa de resolver la expresión: pm = (Densidadimeai) tl+c3(?periodoComp)2+c4(?periodocomp) ] en donde: eí término (?periodocomp) es la diferencia entre el periodo de vibración del tubo compensado tcp (en cuanto a la temperatura, esfuerzo y flujo) y una constante del periodo de vibración del tubo k2 determinada durante la calibración de la densidad del medidor de flujo. -4 j iiBA-Ü RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se describe un método y aparato para proporcionar compensación de la densidad de flujo másico y densidad para el tubo de flujo de un medidor de flujo de Coriolis de un solo tubo de flujo recto. Se proporciona compensación en cuanto al esfuerzo térmico mediante el uso de una pluralidad de detectores sobre varias porciones del medidor de flujo. Un primer detector es acoplado al tubo de flujo y proporciona información con respecto a la temperatura del tubo de flujo. Una pluralidad de detectores adicionales son conectados para formar una red que tiene una salida de dos alambres. Los detectores adicionales aplican una señal combinada sobre la salida de dos alambres de la red a los componentes electrónicos del medidor. La señal de la red representa la temperatura combinada de los elementos del medidor de flujo que pueden provocar esfuerzo térmico sobre el tubo de flujo cuando existe una diferencial de temperatura entre el tubo de flujo y la temperatura de esta pluralidad de elementos. Los elementos adicionales incluyen la barra de equilibrio y la caja del tubo de flujo. Se proporciona compensación en cuanto a la sensibilidad mediante el uso de un nuevo algoritmo. La densidad es medida en un medidor de flujo de un solo tubo que es calibrado utilizando dos materiales de diferentes densidades mediante el uso de una ecuación de la densidad que tiene componentes no lineales que representan la desviación ^^^^ *&^^^j^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^ í^.-^-««^.-.fe^^ de la calibración del medidor de la linealidad.