PL205218B1 - Sposób i układ kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym.

Wszystkie przepływomierze Coriolisa wymagają kompensacji dla korygowania sygnałów generowanych przez siłę Coriolisa, siłę wywołującą przesunięcie drgającej rury przepływowej. Te sygnały przedstawiają różnicę faz pomiędzy oddalonymi od rury przepływowej czujnikami przesunięcia i są danymi charakteryzującymi materiał przepływający przez przepływomierz. Zarówno mierniki z rurami zakrzywionymi jak i prostymi wymagają kompensacji dla zmian modułu sprężystości rury przepływowej, przy zmianie temperatury. Gdy temperatura rury przepływowej wzrasta, moduł zmniejsza się i miernik staje się bardziej czuły. Kompensacja dla zmian modułu sprężystości jest łatwa do uzyskania przy zastosowaniu czujnika temperatury na rurze przepływowej i odpowiedniego algorytmu kompensacji w elektronicznym układzie pomiarowym.

W miernikach z prostą rurą rura przepł ywowa może być poddawana rozcią ganiu lub ś ciskaniu ze względu na nierówne wartości rozszerzalności cieplnej lub skurczu różnych składników przepływomierza. Rozciąganie rury przepływowej sprawia, że jest ona mniej czuła na siłę Coriolisa podczas, gdy ściskanie sprawia, że jest ona bardziej czuła. Typowo kompensacja naprężenia cieplnego jest uzyskiwana przez zastosowanie dwóch czujników temperatury; jednego na rurze przepływowej i jednego na obudowie lub osłonie równoważącej. Problem z użyciem dwóch czujników temperatury polega na tym, że są co najmniej trzy główne składniki, które mogą mieć wpływ na naprężenie termiczne rury przepływowej. Jeżeli drugi czujnik jest na obudowie, to wpływ temperatury osłonie równoważącej nie jest brany pod uwagę. Podobnie jeżeli drugi czujnik jest na osłonie równoważącej, to temperatura obudowy nie jest brana pod uwagę.

Zastosowanie trzech niezależnych czujników temperatury byłoby korzystniejsze niż dwóch czujników temperatury, jednakże, trzy niezależne czujniki wymagałyby trzech par przewodów z czujnika do elektronicznych układów pomiarowych. Dodatkowe przewody mogą być drogie jeżeli elektroniczne układy pomiarowe są daleko od czujnika. Ponadto, algorytm kompensacji wymagałby zastosowania odpowiednich współczynników wagowych, dla różnych temperatur, ponieważ temperatura obudowy nie ma takiego samego wpływu na czułość strumienia jak temperatura osłony równoważącej.

Z opisu patentowego USA 4,768,384 znany jest przepł ywomierz Coriolisa z prostą rurą , który zapewnia kompensację naprężenia cieplnego, przez zastosowanie czujników, które mierzą temperaturę rury przepływowej i temperaturę obudowy. Układ korygujący odbiera wytworzone sygnały i generuje skorygowany sygnał wyjściowy, który eliminuje wpływ naprężenia i temperatury na zmierzony rezultat. Przepływomierz pracuje zadowalająco, dla zapewnienia kompensacji, dla zmian modułu sprężystości rury przepływowej, gdyż ta kompensacja nie wymaga niczego poza określeniem temperatury rury przepływowej i odpowiedniej korekty opartej na znanej zależności pomiędzy temperaturą, modułem sprężystości i czułością miernika.

Przepływomierz może także określać różnicę temperatury pomiędzy rurą przepływową i obudową i wykonać korektę naprężenia. Jednakże, w tym rozwiązaniu temperatura osłony równoważącej musi być założona. W ustalonych warunkach cieplnych, temperatura przepływającego materiału i temperatura otoczenia są przyjmowane za stałe w długim okresie czasu. W tych warunkach, osłona równoważąca i rura przepływowa mają zasadniczo taką samą temperaturę jak temperatura przepływającego materiału. W nieustalonych warunkach cieplnych, przepływający materiał ma nagłe zmiany temperatury, tak jak podczas pierwszego przepływu. W tych warunkach, początkowo, osłona równoważąca i obudowa mają prawdopodobnie taką samą temperaturę jak otoczenie. Rura przepływowa ma taką samą temperaturę jak przepływający materiał. Ogólnie, przepływomierze podlegają zarówno warunkom ustalonym jak i nieustalonym. Temperatura osłony równoważącej jest najpierw równa temperaturze otoczenia i zmienia się do temperatury przepływającego materiału.

Algorytm kompensacji przepływomierza opisanego w tym znanym rozwiązaniu musi zakładać temperaturę osłony równoważącej, ponieważ jego dwa czujniki temperatury są umieszczone na rurze przepływowej i obudowie. Dlatego nie może on dokonać rozróżnienia pomiędzy warunkami ustalonymi i nieustalonymi temperatury osłony równoważącej. Jest to problem ponieważ te dwa typy warunków wytwarzają różne naprężenia w rurze przepływowej i różne czułości przepływomierza. W warunkach nieustalonych, gdzie osłona równoważąca ma początkowo temperaturę obudowy, zarówno obudowa jak i osłona równoważąca przykładają siłę do rury przepływowej. W warunkach ustalonych gdzie temperatura osłony równoważącej jest prawie równa temperaturze rury przepływowej, osłona równoważąPL 205 218 B1 ca pomaga rurze przepływowej wytrzymać siłę przyłożoną przez obudowę. Rura przepływowa dlatego podlega większemu naprężeniu w cieplnych stanach nieustalonych niż w cieplnych stanach ustalonych. Najlepsze co można zrobić przy kompensacji w tym rozwiązaniu jest założenie, że temperatura osłony równoważącej jest zawarta pomiędzy temperaturami rury przepływowej i obudowy i dopuścić niedokładności w skrajnych warunkach nieustalonych lub ustalonych.

Inna znana ze stanu techniki próba zapewnienia kompensacji naprężenia cieplnego dla przepływomierza Coriolisa jest przedstawiona w patencie USA 5476,013. Daje ona pewną kompensację naprężenia cieplnego przez zastosowanie części, które mają taki sam współczynnik rozszerzalności. To eliminuje naprężenie termiczne, gdy wszystkie te element mają taką samą temperaturę, ale nie stosuje się w typowej sytuacji, gdy różne składniki mają różne temperatury.

Z opisu patentowego USA 5,381,697 znany jest przepł ywomierz Coriolisa, w którym kompensacja naprężenia cieplnego jest realizowana, w pierwszym przykładzie wykonania, przy zastosowaniu dwóch czujników temperatury, dla mierzenia temperatury rury przepływowej. Drugi przykład wykonania wykorzystuje czujnik temperatury na rurze przepływowej razem z czujnikiem zmiany długości na rurze przepływowej. To może teoretycznie, zapewnić dokładną kompensację naprężenia cieplnego. Jest, jednakże problem, polegający na tym, że elementy do mierzenia zmian długości rury przepływowej nie są tak proste i niezawodne jak czujniki temperatury.

Oprócz pomiaru przepływu, pomiar gęstości miernikami o prostych rurach jest także pogarszany przez naprężenie termiczne. Przepływomierze Coriolisa są znane jako zapewniające dokładne pomiary gęstości przepływającego materiału. Gęstość jest określana na podstawie częstotliwości rezonansowej, przy której drga rura przepływowa. W miernikach z zakrzywioną rurą, częstotliwość rezonansowa musi być korygowana dla zmian modułu sprężystości rury przy zmianach temperatury. Również, korekta musi być dokonywana dla małego zmniejszania częstotliwości rezonansowej przy zmianie prędkości przepływu masy, jak pokazano w patencie USA 5,295,084. Mierniki o prostych rurach wymagają, ponadto, kompensacji naprężenia termicznego rury przepływowej. Częstotliwość rezonansowa rury przepływowej wzrasta, gdy jest ona rozciągana i zmniejsza się, gdy jest ona ściskana, podobnie jak struny gitary. Jeżeli te zmiany częstotliwości nie są kompensowane, rura przepływowa rozciągana da błędnie niski odczyt gęstości, a rura przepływowa ściskana da błędnie wysoki odczyt gęstości. Wady mierników znanych ze stanu techniki w określaniu naprężenia termicznego w rurze przepływowej prowadzą do niedokładności pomiaru gęstości.

Mierniki z pojedynczą prostą rurą stwarzają inny problem z pomiarem gęstości, który nie występuje w miernikach z dwoma rurami. Gdy gęstość materiału zmienia się w mierniku z dwoma rurami, masa płynu w każdej rurze przepływowej zmienia się o taką samą wartość tak, że drgające masy pozostają w równowadze, bez wprowadzania żadnej masy oprócz materiału wypełniającego rurę przepływową. Gdy gęstość materiału zmienia się w mierniku z pojedynczą prostą rurą, masa rury przepływowej zmienia się, podczas gdy masa osłony równoważącej pozostaje niezmieniona. W wyniku tej nierównowagi mas, zmienia się położenie węzłów drgań. Węzły drgań są obszarami stacjonarnymi (osłony obejmujące) pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą, które nie drgają z żadnym członem. Węzły drgań przesuwają się w stronę osłony równoważącej, gdy gęstość materiału zmniejsza się i w stronę rury przepływowej, gdy gęstość materiału zwiększa się. Przy zwiększającej się gęstości materiału, elementy miernika przepływu bliskie obszarom węzłowym, które drgały z rurą przepływową kończyłyby drgając z osłoną równoważącą. Ruch obszarów węzłowych w stronę rury przepływowej przenosi masę od członu ciężkiego do członu lekkiego. Jest to skuteczny sposób dla utrzymania równowagi miernika, ale stwarza problem pomiaru gęstości.

W miernikach z dwoma rurami, kalibracja gęstoś ci jest dokonywana przez mierzenie okresu drgań rury drgającej (odwrotność częstotliwości) z powietrzem i z wodą. Okres drgań rury podniesiony do drugiej potęgi jest proporcjonalny do gęstości materiału. Tak więc wykres okresu drgań rury podniesionego do drugiej potęgi w funkcji gęstości jest linią prostą. Ta linia może więc być użyta do interpolacji lub ekstrapolacji, dla innych pomierzonych okresów drgań rury (korygowanych dla temperatury i naprężenia) dla określania gęstości materiału. Oczywiście, linia prosta i interpolacja są wszystkie przedstawione matematycznie w elektronicznym układzie pomiarowym.

Dla mierników z jedną rurą, wykres okresu drgań rury podniesionego do drugiej potęgi w funkcji gęstości materiału nie jest linią prostą ze względu na przenoszenie masy przy przesuwaniu się obszarów węzłowych. Gdy gęstość materiału zwiększa się, przesunięcie węzłowe przenosi część zwiększającej się masy do osłony równoważącej tak, że okres drgań rury nie zwiększa się tak bardzo, jak było by to w mierniku z dwoma rurami. Podobnie, gdy gęstość materiału zmniejsza się, przesunięcie wę4

PL 205 218 B1 złowe przenosi część masy z osłony równoważącej do rury przepływowej tak, że nie zmniejsza się ona tak bardzo, jak było by to w mierniku z dwoma rurami. Z powodu tego przenoszenia masy, sposób wykorzystania linii prostej określonej przez gęstość powietrza i wody dla kalibracji prowadzi do błędów gęstości określanej przez miernik. Trzypunktowa kalibracja gęstości przy użyciu materiałów mających gęstości od 0.8 do 1.2 g/cm³ daje dokładną krzywą dla interpolacji gęstości, ale koszt i trudność uzyskania materiałów o trzech różnych gęstościach są znaczne.

Z opisu patentowego USA 5,827,979 znane jest urzą dzenie i sposób dla okreś lania skł adnika sygnału przepływomierza Coriolisa odpowiadającego rzeczywistej przepływającej masie, oddzielnie od błędów spowodowanych przez zmianę granicznych warunków i parametrów płynu. Urządzenie do pomiaru natężenia przepływu masy płynu związanego z przewodem przepływowym zawiera wzbudnik wymuszający wibracje przewodu przepływowego, czujnik do mierzenia wynikowego ruchu przewodu przepływowego i wytwarzający sygnał odpowiadający ruchowi przewodu stanowiący dane charakteryzujące ruch, wynikowy ruch zawiera składową modu Coriolisa i składową modu warunków granicznych, układy przetwarzania sygnału połączone z czujnikiem dla odbierania z niego zmierzonego sygnału ruchu, dla określenia wielkości składowej modu Coriolisa w wynikowym ruchu i układy wyjściowe wytwarzające sygnał wyjściowy proporcjonalny to natężenia przepływu masy, sygnał wyjściowy jest zasadniczo wolny od wpływu składowej modu warunków granicznych zmierzonego sygnału ruchu.

Z opisu patentowego EP 0759541A1 znany jest konwerter przepł ywomierza masy, który wykrywa siłę Coriolisa działającą na rurę przepływową będącą przemiennie pobudzaną ze stałą częstotliwością w jej punktach oparcia przy różnicy czasu ΔΤ pomiędzy parowanymi sygnałami przesunięcia wykrywanymi na symetrycznie przeciwnych pozycjach i określa przepływ masy proporcjonalny do różnicy czasu ΔΈ Sinusoidalne sygnały mające różne fazy przy stałej amplitudzie, które są wytwarzane przez parowane cewki wykrywające są użyte dla tworzenia odpowiednich sygnałów wyjściowych, które są impulsami mającymi określoną wartość szerokości impulsu która jest równa czasowi narastania (T + ΔΗ i czasowi opadania (T - ΔΊ), mając określoną wartość amplitudy fali (T + ΔΊ) i (T - ΔΊ), odpowiednio są określane jako impulsy wejściowe. N impulsów (T + ΔΗ i N impulsów (T - ΔΊ) jest próbkowanych jednocześnie w odpowiednich integratorach mających taką samą stałą czasu, odpowiednie ładunki po naładowaniu są rozładowywane przy wykorzystaniu referencyjnego źródła mocy z pomiarem różnicy czasu przejścia napięcia przez zero i różnice czasów sygnałów powiększone 2N razy są wykrywane. W ten sposób dokładna czułość natężenia przepływu masy jest uzyskana bez wykorzystania specjalnych impulsów zegarowych.

Ponadto, mały błąd czasu pomiaru spowodowany dryftem układów ładowania rozładowania, które są ładowane każdymi N odpowiednich impulsów (T + ΔΗ i (T - ΔΗ może być kompensowane przez przełączenie układów ładowania rozładowania po każdym cyklu ładowania rozładowania tak, aby umożliwić wprowadzenie N impulsów (T + ΔΗ i N impulsów (T - ΔΗ w różne układy w każdym cyklu, aby przeprowadzenie stabilnych i dokładnych pomiarów różnicy czasów mogło być przeprowadzone dla długich czasów użytkowania.

Dlatego można przyjąć, że układ kompensacji dla przepływomierza z rurą prostą nie może dostarczyć dokładnych informacji o przepływie i gęstości jeżeli nie jest wyposażony w dokładne informacje cieplne dotyczące wszystkich głównych składników przepływomierza. Nie może on także dostarczyć dokładnych informacji o gęstości jeżeli nie uwzględnia nieliniowości zależności gęstość w funkcji okresu drgań rury podniesionego do drugiej potęgi.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i układu, które zapewniają kompensację naprężenia cieplnego dla przepływomierza Coriolisa z rurą prostą.

Sposób kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym mającego rurę przepływową i osłonę równoważącą, drgające w przeciwnych fazach, w których przepływomierzem wytwarza się wychylenia pod wpływem siły Coriolisa drgającej rury przepływowej, w odpowiedzi na przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową, generuje się pierwszy sygnał przedstawiający wychylenie drgającej rury przepływowej, mierzy się temperaturę rury przepływowej z pierwszego czujnika temperaturowego, mierzy się temperaturę wielu elementów przepływomierza wyłączywszy rurę przepływową z co najmniej dwóch dodatkowych czujników temperaturowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że określa się ważoną temperaturę wielu elementów przepływomierza wyłączywszy rurę przepływową na podstawie temperatur zmierzonych w co najmniej dwóch miejscach wielu elementów i koryguje się dane wyjściowe odnoszące się do materiału przepływającego przez przepływomierz na podstawie temperatury rury przepływowej i ważonej temperatury wielu elementów przepływomierza wyłączywszy rurę przepływową.

PL 205 218 B1

Korzystnie, pomiar temperatury wielu elementów zawiera etap, w którym mierzy się temperaturę z wyjścia dodatkowych temperaturowych czujników (S2, S3, S4) połączonych w zespół, przedstawiający złożoną temperaturę elementów w odpowiedzi na odbiór przez ten zespół sygnałów podawanych przez dodatkowe temperaturowe czujniki (S2, S3, S4).

Korzystnie, jako elementy przepływomierza stosuje się osłonę równoważącą i obudowę.

Korzystnie, etap regulowania danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane dane wyjściowe odnoszące się do natężenia przepływu masy materiału.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etapy, w których oblicza się sygnał nie skompensowanego natężenia przepływu masy, oblicza się kompensację modułu, oblicza się kompensację naprężenia cieplnego, i oblicza się korygowane natężenie przepływu masy gdzie łączy się sygnał nie skompensowanego natężenia przepływu masy i kompensacji modułu i kompensacji naprężenia cieplnego dla uzyskania skorygowanego natężenia przepływu masy.

Korzystnie, korygowane natężenie przepływu masy uzyskuje się w etapie mnożenia nieskompensowanego natężenia przepływu masy przez 1 + kompensacja naprężenia cieplnego i 1 + kompensacja modułu.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera ponadto etapy, w których oblicza się kompensację gęstości i mnoży się nieskompensowane natężenie przepływu masy przez 1 plus kompensacja naprężenia i 1 + kompensacja modułu i 1 + kompensacja gęstości dla uzyskania korygowanego natężenia przepływu masy.

Korzystnie, etap obliczania nieskompensowanego natężenia przepływu zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^FCF · (^meas ^— ^0))

Gdzie:

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu ^^t_meas = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

Δί₍. = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału.

Korzystnie, etap obliczania kompensacji modułu zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie (km · Tf)

Gdzie:

kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury

Tf = Temperatura rury przepływowej

Korzystnie, etap obliczania kompensacji naprężenia cieplnego zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie (kft2 (Tf - Tcom))

Gdzie:

kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury

Tf = Temperatura rury przepływowej

Tcom = Temperatura sieci czujników.

Korzystnie, etap obliczania kompensacji gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie k_m · (τ - k,^

Gdzie:

kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ

T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji przepływomierza dla gęstości.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się skorygowane natężenie przepływu masy przez rozwiązanie wyrażenia:

m = FCF · (Mmeas - Δ0 · [1 + (k_n1T_f))] · [1 + kft2) (Tf ^{- T}com^)] · [1 ⁺ kft3 · (Tct - k2)]

Gdzie:

• m = Natężenie przepływu masy

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu

Δί_ίγι^ = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

PL 205 218 B1

Δί₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości przepływomierza

Tf = Temperatura rury przepływowej

Tcom = Temperatura sieci czujników

T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane natężenie przepływu masy przez rozwiązanie wyrażenia:

^{m = m} nieskom [1 + MODkomp] [1+ NAPRĘŻENIEkomp] · [GĘSTOŚĆkomp]

Gdzie:

• m = Natężenie przepływu masy

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu &t_mea_s = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

At₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury •

^m nieskom = ^FCF (^meas ^{- Δ}0 ^MODkomp = ^kft1^Tf kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości przepływomierza

Tf = Temperatura rury przepływowej

Tcom = Temperatura sieci czujników τα = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo

NAPRĘŻENIEKOMP = kft2 (Tf - Tcom)

GĘSTOŚĆkomp = kft3 (Tct - ^k2)

Korzystnie, etap regulowania danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane dane wyjściowe dotyczące gęstości materiału.

Korzystnie, etap obliczania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etapy, w których konfiguruje się przepływomierz dla wprowadzania stałych z pamięci, kalibruje się przepływomierz dla uzyskania stałych, określa się nieskompensowane natężenie przepływu, określa się skompensowany okres rury korygowany dla przepływu, określa się okres rury korygowany dla przepływu, modułu i naprężenia, określa się liniowe równanie gęstości, określa się różnicowy okres rury równy różnicy pomiędzy skompensowanym okresem rury i stałą przepływomierza k2 określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza, mnoży się liniowe równanie gęstości przez sumę 1 + iloczyn stałej miernika c3, razy kwadrat różnicowego okresu rury + iloczyn stałej przepływomierza c4 razy różnicowy okres rury.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym konfiguruje się przepływomierz dla wprowadzania stałych a1, a2, c3, c4 i Fd z pamięci elektronicznych układów pomiarowych.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym kalibruje się przepływomierz dla określenia stałych c₁, c₂, k₂ i Δ0

Korzystnie, etap obliczania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym określa się •

^m unc = ^FCF ' (^meas ^- ^00)

Gdzie:

FCF = Współczynnik Kalibracji przepływu &t_mea_s = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

At₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie.

PL 205 218 B1

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym •

oblicza się ττ = T_m - m F_d

Gdzie:

Ta = Kompensowany okres drgań rury dla wpływu na przepływ masy

T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

^m = Natężenie przepływu masy

Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się wyrażenie ^Tcp = ^Tfd φ + ^al ^Tf + ^a2 ^(Tf ^{— T}com)

Gdzie:

T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia i przepływu

T_fd = Kompensowany okres drgań rury dla wpływu na przepływ masy a1 & a2 = Temperaturowe stałe korekcyjne okresu drgań rury dla modułu i naprężenia •

₂

T_fd = T_m - m F_d T_m = Kompensacja okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy

T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

m = Natężenie przepływu masy

Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się odchylenie gęstości materiału od wartości określonej przez liniowe równanie gęstości ^pm = ^(c1 ^T cp ^{- c}2) gdzie c₁, i c₂ są stałymi a T_cp jest kwadratem kompensowanego okresu rury.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym modyfikuje się wyrażenie p_m = (c₁ T_cp - c₂) dla dodania składników nieliniowych (1 + c₃ (t_cp - k₂)² + c₄ (t_cp - k₂))

Gdzie:

T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej

T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia, i przepływu p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c1, c2, c3, & c4 = stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się gęstość materiału z wyrażenia ^pm = ^(c1 ^T cp ^{- c}2) ⁽¹ + ^c3 (^Tcp ^{- k}2) + ^c4 (^Tcp ^{- k}2))

Gdzie:

p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Korzystnie, wartość T_cp określa się przez rozwiązanie wyrażenia:

^Tcp = ^Tct φ + ^al ^Tf + ^a2 ^(Tf ^{— T}com)

Gdzie:

a1 - Tf = moduł wpływający na gęstość

PL 205 218 B1 a₂ · (T_f - T_com) = naprężenie wpływające na gęstość a1 i a2 są stałymi przepływomierza odnoszącymi się do modułu i naprężenia cieplnego wpływających na gęstość.

Korzystnie, etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^pm = ^(Gęstośćliniowa) ^[1 + ^c3 ^^Okreskomp) +^c4 ^^Okreskomp^)]

Gdzie:

Człon ^Okres_komp) jest różnicą pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury T_cp (dla temperatury, naprężenia i przepływu) i stałą k2 określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza.

Korzystnie, kalibruje się przepływomierz Coriolisa na podstawie informacji pamiętanych w pamięci przepływomierza Coriolisa dla określenia skonfigurowanych parametrów miernika, kalibruje się przepływomierz Coriolisa dla gęstości przepływającego materiału przy wykorzystaniu sposobu liniowej kalibracji dwupunktowej, wykorzystującej dwa różne materiały o różnych gęstościach dla uzyskania parametrów kalibracji liniowego równania gęstości, określa się zmierzony okres drgań rury przepływowej na podstawie sygnałów otrzymanych z czujników przesunięcia (LPO, RPO) dołączonych do rury przepływowej przepływomierza Coriolisa, mierzy się parametry robocze przepływomierza Coriolisa, określa się skompensowany okres drgań rury przepływowej przy wykorzystaniu zmierzonego okresu drgań rury przepływowej i parametrów roboczych i skonfigurowanych parametrów miernika, określa się składnik nieliniowy, przy wykorzystaniu skompensowanego okresu drgań rury przepływowej i skonfigurowanych parametrów miernika i parametrów kalibracji, uzyskuje się nieliniowe równanie gęstości dla przepływomierza Coriolisa przez połączenie liniowego równania gęstości ze składnikiem nieliniowym dla uzyskania równania gęstości dla pojedynczej rury przepływowej, które określa odchylenie kalibracji przepływomierza Coriolisa od liniowej i określa się gęstość materiału przy wykorzystaniu równania gęstości dla pojedynczej rury przepływowej i kompensowanego okresu rury.

Korzystnie, etap kalibrowania przepływomierza Coriolisa zawiera etap, w którym określa się parametry a1, a2, c3, c4 i Fd.

Korzystnie, etap kalibrowania zawiera etap, w którym wykorzystuje się dwa przepływające materiały powietrze i wodę.

Korzystnie, etap mierzenia zawiera etap, w którym mierzy się okres drgań rury przepływowej, czas opóźnienia przy zerowym przepływie, czasu opóźnienia przy przepływie, temperaturę rury przepływowej i złożoną temperaturę przepływomierza, gdy przepływomierz Coriolisa zawiera przepływający materiał o nieznanej gęstości.

Korzystnie, etap określania skompensowanego okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy zawiera etap, w którym rozwiązuje się równanie •

₂ ^Tfd = ^Tm ^{- m} ' ^Fd

Korzystnie, etap określania skompensowanego okresu drgań rury przepływowej zawiera etap, w którym określa się okres drgań rury przepływowej kompensowany dla przepływu, modułu i naprężenia przy rozwiązaniu równania ^Tcp = ^Tfd · φ + ^al · ^Tf + ^a2 ’ ^(Tf ^{- T}com)

Gdzie:

a1 · Tf = moduł wpływający na gęstość a2 · (Tf - Tcom) = naprężenie cieplne wpływające na gęstość.

Korzystnie, etap kalibrowania zawiera etapy, w których mierzy się okres drgań rury i uzyskuje się stałe c₁ i c₂ liniowego równania gęstości p_m = (c · T_cp - c₂).

Korzystnie, etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się wyrażenie p_m = (c₁ · T²cp - c₂) dla dodania składników nieliniowych (1 = c3 (Tcp - k2)² + c4 · (Tcp - k2))

Gdzie:

Tm = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej

Tcp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia i przepływu p_m = Określona gęstość materiału

PL 205 218 B1 k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c1, c2, c3, & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Korzystnie, etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się gęstość materiału z wyrażenia ^pm = ^(c1 ' ^τ cp ^{- c}2) ' ^{(1 + c}3 (^Tcp ^{- k}2) ^{+ c}4 ' (^Tcp ^{- k}2))

Gdzie:

p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Korzystnie, etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^pm = ^(Gęstośćliniowa) ^[1 + ^c3 ^^Okreskomp) + ^c4 ^^Okreskomp)^]

Gdzie:

Człon ^Okres_komp) jest różnicą pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury T_cp (dla temperatury, naprężenia i przepływu) i stałą k2 określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza.

Układ kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym mającego rurę przepływową z osłoną równoważącą, drgające w czasie używania w przeciwnych fazach, w płaszczyźnie wzbudzenia, przy czym przepływomierz wytwarza wychylenia w wyniku działania siły Coriolisa drgającej rury przepływowej w odpowiedzi na przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową i zawierające lewy i prawy czujnik przesunięcia do wytwarzania pierwszego sygnału przedstawiającego wychylenia w wyniku działania siły Coriolisa drgającej rury przepływowej, pierwszy czujnik temperaturowy do wytwarzania drugiego sygnału przedstawiającego temperaturę rury przepływowej, co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy połączony z elementami przepływomierza wyłączając rurę przepływową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) stanowi zespół do wytwarzania trzeciego sygnału przedstawiającego stan termiczny elementów przepływomierza wyłączywszy rurę przepływową.

Korzystnie, zespół do wytwarzania drugiego sygnału zawiera pierwszy czujnik temperaturowy (S1) połączony z rurą przepływową, oraz połączony układem przenoszącym sygnały z pierwszego czujnika (S1) do elektronicznych układów pomiarowych, z elektronicznym układem pomiarowym określającym temperaturę rury przepływowej i co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, s4) do wytwarzania trzeciego sygnału połączony układem przesyłającym sygnał z wyjść dodatkowych czujników temperaturowych (S2, S3, S4) do elektronicznych układów pomiarowych określający złożoną temperaturę wielu elementów przepływomierza.

Korzystnie, zespół do wytwarzania drugiego sygnału zawiera pierwszy czujnik temperaturowy (S1) połączony z rurą przepływową, oraz połączony układem przenoszącym sygnały z pierwszego czujnika (S1) do elektronicznych układów pomiarowych, z elektronicznym układem pomiarowym określającym temperaturę rury przepływowej i co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) do wytwarzania trzeciego sygnału połączony układem przesyłającym sygnał z wyjść dodatkowych czujników temperaturowych (S2, S3, S4) do elektronicznych układów pomiarowych określający złożoną temperaturę wielu elementów przepływomierza.

Korzystnie, elementy stanowią osłonę równoważącą i obudowę przy czym jeden czujnik temperaturowy (S4) z dodatkowych czujników temperaturowych jest dołączony do obudowy, a co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3) jest dołączony do osłony równoważącej.

Korzystnie, układ zawiera układ do łączenia dodatkowych czujników temperaturowych (S2, S3, S4) szeregowo dla utworzenia zespołu.

Korzystnie, układ zawiera układ, łączący wyjście zespołu co najmniej dwoma przewodami z elektronicznymi układami pomiarowymi.

Korzystnie, drugi dodatkowy czujnik temperaturowy (S2) i trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3) każdy jest dołączony do różnych miejsc osłony równoważącej, a czwarty dodatkowy czujnik temperaturowy (S4) jest dołączony do obudowy, zaś pierwszy układ zawiera szeregowe połączenie wyjść sygnałowych drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego, i jest układem przenoszącym szeregowe połączenie wyjść drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego połączonym z elektronicznymi układami pomiarowymi, dostarczając informacje dotyczące złożonej temperatury części obudowy i osłony rów10

PL 205 218 B1 noważącej, do których drugi (S2) i trzeci (S3), i czwarty (S4) dodatkowe czujniki temperaturowe są dołączone.

Korzystnie, trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3) jest umieszczony w pobliżu części końcowej osłony równoważącej.

Korzystnie, drugi dodatkowy czujnik temperaturowy (S2) jest dołączony do części osłony równoważącej, osiowo wewnętrznej, w stosunku do części osłony równoważącej, do której jest dołączony trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3).

Korzystnie, czwarty dodatkowy czujnik temperaturowy (S4) jest dołączony do wewnętrznej ścianki obudowy.

Korzystnie, każdy dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) ma pierwszy i drugi zacisk wyjściowy, przy czym szeregowe połączenie wyjść drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego są połączone pierwszym i drugim zaciskiem wyjściowym drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego szeregowo z pierwszym układem, a sygnały podawane do układu przedstawiają złożony sygnał wyjściowy drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego.

Korzystnie, układ zawiera pierwszy układ, który stanowią dwa przewody umieszczone pomiędzy szeregowym połączeniem wyjść drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego i elektronicznymi układami pomiarowymi.

Korzystnie, układ ponadto zawiera drugi układ, który stanowią dwa przewody łączące pierwszy czujnik temperaturowy (S1) dołączony do rury przepływowej z elektronicznym układem pomiarowym.

Korzystnie, drugi układ, który łączy wyjście sygnałowe pierwszego czujnika temperaturowego (S1) z elementami przetwarzania sygnałów zawiera dwa przewody z których jeden przewód jest jednym z dwóch przewodów pierwszego układu, a drugi przewód należy tylko do drugiego układu.

Korzystnie, każdy z układów ma zacisk masy połączony wspólnie z zaciskiem masy każdego pozostałego układu, a pojedynczy przewód łączy wspólny zacisk masy każdego czujnika temperaturowego (S1, S2, S3, S4) z elektronicznymi układami pomiarowymi.

Korzystnie, trzy przewody łączą wyjścia układów z elektronicznymi układami pomiarowymi, przy czym pierwszy przewód z trzech przewodów należy tylko do pierwszego układu, drugi przewód z trzech przewodów należy tylko do drugiego układu, trzeci przewód z trzech przewodów jest wspólny dla pierwszego i drugiego układu.

Wynalazek rozwiązuje te problemy przez zastosowanie pojedynczego czujnika temperatury na rurze przepływowej, tak jak w miernikach według stanu techniki i sieci czujników temperatury na innych częściach miernika. Czujnik rury realizuje dwie funkcje. Jedną funkcją jest zapewnienie temperatury stosowanej do kompensowania zmian w sztywności (moduł sprężystości) rury przepływowej w funkcji temperatury. Drugą funkcją jest zapewnienie temperatury odniesienia dla obliczenia naprężenia cieplnego dla kompensowania jej wpływu na czułość przepływu i gęstość.

Kompensacja naprężenia cieplnego według wynalazku funkcjonuje w powiązaniu z czujnikami prędkości (czujniki przesunięcia) przymocowanymi do rury przepływowej przepływomierza. Rura przepływowa drga ze swoją częstotliwością rezonansową w warunkach przepływu materiałów. To wywołuje wychylenia spowodowane siłą Coriolisa w rurze przepływowej, które są wykrywane przez czujnik przesunięcia. Różnicę faz pomiędzy sygnałami wyjściowymi dwóch czujnik przesunięcia jest proporcjonalna do natężenia przepływu masy materiału. Częstotliwość rezonansowa jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z gęstości materiału. Czujnik przesunięcia opóźnienie fazowe i częstotliwość rezonansowa są podawane do elektronicznych układów pomiarowych, który przetwarza odebrane sygnały, dla wygenerowania informacji o natężeniu przepływu i gęstości masy. Jednakże, jest konieczne aby elektroniczne układy pomiarowe kompensowały stałe proporcjonalności przepływomierza dla natężenia przepływu i gęstości, dla zapewnienia korekty stanu cieplnego, gęstości materiału i natężenia przepływu przepływomierza.

Sposób i układ według wynalazku minimalizują problemy spowodowane przez różnice temperatury pomiędzy różnymi częściami przepływomierza Coriolisa. Wynalazek zapewnia kompensację cieplną dla zmian modułu sprężystości układu drgającego przepływomierza. Zapewnia on ponadto kompensację naprężenia cieplnego dla różnic temperatury pomiędzy elementami przepływomierza. Te elementy w pierwszym rzędzie zawierają rurę przepływową, osłonę równoważącą i obudowę.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskuje się kompensację naprężenia cieplnego danych wyjściowych przez wprowadzenie wielu czujników temperaturowych na różnych częściach przepływomierza, dla wykrycia różnic temperatur, zarówno ustalonych jak i nieustalonych, pomiędzy rurą

PL 205 218 B1 przepływową, osłonie równoważącej i obudową przepływomierza. Wynalazek zapewnia co najmniej jeden czujnik temperatury na rurze przepływowej i ponadto zapewnia co najmniej jeden czujnik na obudowie jak również wiele czujników na osłonie równoważącej. W innym przykładzie wykonania wynalazku, inne czujniki mogą być wprowadzone na innych częściach przepływomierza w tym na połączeniu łączącym obudowę i/lub na elemencie końca obudowy przepływomierza.

Według wynalazku, czujnik temperatury na rurze przepływowej jest połączony parą przewodów z elektronicznym układem pomiarowym dla dostarczenia informacji o temperaturze rury przepływowej. Inne czujniki, w tym umieszczone na osłonie równoważącej i na obudowie, są połączone w sieć. Układ jest także połączony parą przewodów z elektronicznym układem pomiarowym. Czujniki temperatury na rurze przepływowej jak również te w układzie mogą być typu RTD, to znaczy rezystorami, które zwiększają swoją rezystancję z temperaturą. Elektroniczne układy pomiarowe podają napięcie poprzez jeden ze swoich dwóch przewodów połączonych z czujnikiem RTD rury przepływowej. Drugi przewód służy jako przewód powrotny lub przewód masy. podobnie, układ RTD jest zasilana napięciem z elektronicznych układów pomiarowych poprzez jeden z ich dwóch przewodów; drugi przewód jest przewodem powrotnym lub przewodem masy układu RTD. przewód masy czujnika temperatury rury przepływowej i przewód masy sieci czujników mogą być połączone w przepływomierzu tak że tylko trzy przewody są potrzebne do przesyłania informacji o temperaturze do elektronicznych układów pomiarowych. Rezystancja rury czujnika przepływowej i rezystancja czujnika sieci są określane w układzie elektronicznym na podstawie prądu w każdym układzie przy wykorzystaniu prawa Oma.

W jednym przykładzie wykonania wynalazku jeden czujnik jest zamontowany na rurze przepływowej jak w stanie techniki. Dodatkowo, czujnik jest zamontowany na ściance obudowy, inny czujnik jest zamontowany na końcu osłony równoważącej, a jeszcze inny czujnik jest zamontowany w środku na osłonie równoważącej. Te trzy czujniki (wykluczając jeden na rurze przepływowej) są połączone szeregowo dla utworzenia zespołu mającego dwa przewody wyjściowe, które są połączone z elektronicznym układem pomiarowym. Trzy czujniki stanowiące ten zespół dostarczają informacje do elektronicznych układów pomiarowych, przedstawiające warunki temperaturowe w przepływomierzu, które mogą spowodować naprężenia w rurze przepływowej. ponieważ są one połączone szeregowo, dostarczają one sumę temperatur czujników w sieci. Szeregowe połączenie czujników nie dostarcza do elektronicznych układów pomiarowych informacji podających określone temperatury elementów, do których czujniki są dołączone lub sprzężone. Zamiast tego, zespół czujników przedstawia złożone informacje cieplne, które są użyte przez elektroniczne układy pomiarowe jako informacje wyjściowe do kompensowania przepływu i gęstości. ponieważ trzy czujniki są połączone szeregowo, sygnał wyjściowy sieci nie przedstawia indywidualnych temperatur osłony równoważącej, obudowy, lub dowolnego określonego elementu przepływomierza.

Celem zespołu czujników temperatury jest wypracowanie pojedynczego sygnału temperatury, który może być użyty w powiązaniu z sygnałem temperatury rury przepływowej dla dokładnego przewidzenia zmiany w czułości przepływu miernika. Rozmieszczenie i liczba czujników temperatury w sieci jest krytyczna. Elementy miernika, które mają wysoki wpływ na naprężenie cieplne w rurze przepływowej, takie jak osłona równoważąca, mogą mieć kilka czujników. Elementy takie jak kołnierze nie mają wpływu na naprężenie cieplne w rurze przepływowej i one nie mają czujników temperatury. Temperatura obudowy ma pośredni wpływ na naprężenie rury przepływowej i ma ona pośrednią liczbę czujników.

Wpływ elementu przepływomierza na naprężenie rury przepływowej jest proporcjonalne do tego jak dużą siłę może on przyłożyć do rury przepływowej. Siła z osłony równoważącej jest przykładana bezpośrednio do części czynnej rury przepływowej za pomocą sztywnych osłon obejmujących. Siła z obudowy jest przykładana do części nieczynnej rury przepływowej i jest dzielona i tłumiona zarówno przez część czynną rury przepływowej jak i osłonę równoważącą. Siła wywierana przez obudowę ma więc mniejszy wpływ niż siła wywierana przez osłonę równoważącą. Aby zespół czujników wypracowywał sygnał temperatury przedstawiający naprężenie cieplne, jest konieczne wyważenie na ile osłona równoważąca jest bardziej znacząca niż obudowa. Na przykład, jeżeli temperatura osłony równoważącej ma dwukrotnie większy wpływ niż temperatura obudowy, dwa czujniki mogą być umieszczone na osłonie równoważącej i jeden na obudowie. połączenie tych czujników (RTD) szeregowo daje całkowitą temperaturę (rezystancję). Dzielenie całości przez trzy daje ważoną średnią temperaturę, która daje temperaturze osłony równoważącej dwa razy większe znaczenie niż temperaturze obudowy. W elektronicznym układzie pomiarowym ważona średnia temperatura sieci jest następnie odejmowana od temperatury rury, dla kompensacji naprężenia rury.

PL 205 218 B1

W powyższym przykładzie, nie ma różnicy czy obudowa i osłona równoważąca mają równe czy różne temperatury ponieważ są one ważone zależnie od ich wpływu na naprężenie rury przepływowej. Na przykład, czułość przepływu (naprężenie) jest takie samo czy rura, osłona równoważąca i obudowa mają wszystkie 70 stopni lub czy rura ma 70, osłona równoważąca ma 75 i obudowa ma 60. Jest tak dlatego ponieważ średnia ważona (75+75+60)/3 jest równa 70. Znaczenie fizyczne tego jest takie, że skurcz przy 60 stopniach obudowy jest dokładnie kompensowany przez rozszerzanie przy 75 stopniach osłony równoważącej, tak że rura przepływowa nie doświadcza obciążenia osiowego.

Inną zaletą stosowania połączonych szeregowo czujników RTD jest to, że dla dokładnej kompensacji, średnia temperatura składników musi być użyta dla określenia całkowitego rozszerzenia i wywieranej siły. Nie jedno położenie może dać średnią temperaturę. Czujnik RTD blisko końca osłony równoważącej rejestrowałby zmiany temperatury bezpośrednio po zmianie temperatury płynu, ale temperatura środka osłony równoważącej mogłaby być opóźniona w stosunku do temperatury końca o godziny. Mając dwa czujniki RTD na osłonie równoważącej szeregowo, jeden w środku i jeden blisko końca, uzyskuje się znacznie dokładniejsze przedstawienie średniej temperatury, a więc rozszerzenia osłony równoważącej. Cztery czujniki RTD na osłonie równoważącej i dwa na obudowie dałyby jeszcze dokładniejsze przedstawienie chociaż jeszcze utrzymywały by ważenie w relacji dwa do jednego. Otóż, jeżeli względne znaczenie temperatury osłony równoważącej do temperatury obudowy będzie miało inny stosunek, odpowiednia liczba czujników RTD byłaby umieszczona na każdym członie.

Jeszcze inną zaletą zespołu czujników temperatury jest to, że cały zespół plus czujnik rury przepływowej wymagają tylko trzech przewodów (przy zastosowaniu wspólnego przewodu masy) przechodzących przez przepust obudowy i biegnących do nadajnika. Jest to ważne ze względu na koszt przewodów. Wynalazek realizuje odpowiednie ważenie i uśrednianie w sieci czujników RTD zamiast przesyłać wszystkie indywidualne temperatury do układu elektronicznego dla przetwarzania.

Wynalazek wykorzystuje temperaturę rury przepływowej i złożoną temperaturę serii czujników razem z czasem opóźnienia pomiędzy czujnikiem przesunięcia i częstotliwość rezonansową rury przepływowej, w udoskonalonych równaniach przepływu materiału i gęstości. Te równania umożliwiają obliczanie natężenia przepływu i gęstości z większą dokładnością niż mierniki znane ze stanu techniki.

Sposób i układ zapewniające kompensację danych wyjściowych przepływomierza Coriolisa mającego rurę przepływową i osłonę równoważącą, które są przystosowane, gdy są używane, do drgania w przeciwnych fazach.

Przepływomierz wytwarza wychylenia Coriolisa drgającej rury przepływowej w odpowiedzi na przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową.

Sposób polega na tym, że generuje się pierwszy sygnał przedstawiający wychylenie spowodowane siłą Coriolisa drgającej rury przepływowej, wykorzystuje się czujnik dołączony do rury przepływowej dla generowania drugiego sygnału przedstawiającego temperaturę rury przepływowej, wykorzystuje się dodatkowe czujniki dołączone do wielu dodatkowych elementów przepływomierza oprócz rury przepływowej dla generowania trzeciego sygnału przedstawiającego złożoną temperaturę wielu dodatkowych elementów przepływomierza.

Trzeci sygnał jest generowany przez połączenie wyjść dodatkowych czujników dla utworzenia zespołu mającego wyjście przekazujące trzeci sygnał do elektronicznych układów pomiarowych przepływomierza, a drugi sygnał i trzeci sygnał wykorzystuje się do uzyskania informacji dotyczącej naprężenia cieplnego wywoływanego w rurze przepływowej przez wiele elementów przepływomierza.

Informacje dotyczące naprężenia cieplnego wywoływanego w rurze przepływowej wykorzystuje się dla kompensowania danych wyjściowych odnoszących się do materiału przepływającego przez przepływomierz.

Inny aspekt polega na tym, że etap generowania drugiego sygnału zawiera etap uzyskiwania sygnału przedstawiającego temperaturę rury przepływowej z czujnika połączonego z rurą przepływową, i tym, że etap generowania trzeciego sygnału zawiera etapy połączenia wyjść dodatkowych czujników dla utworzenia zespołu, wyjścia dodatkowych czujników są połączone dla przyczynienia się do uzyskania wielkości trzeciego sygnału odpowiadającego całkowitemu naprężeniu cieplnemu przekazywanemu przez wszystkie elementy do rury przepływowej, proporcjonalnie do naprężenia przekazywanego przez każdy z elementów związanych z przepływomierzem, uzyskania trzeciego sygnału z wyjścia sieci, przedstawiającego złożoną temperaturę wielu elementów w odpowiedzi na odbiór przez sieć sygnałów podawanych przez dodatkowe czujniki.

Sposób i układ, w którym wiele elementów obejmuje osłonę równoważącą i obudowę i w którym etap dołączenie dodatkowych czujników zawiera etapy dołączenia pierwszego czujnika do obudowy,

PL 205 218 B1 dołączenia co najmniej jednego czujnika do osłony równoważącej, łączenia wyjścia pierwszego czujnika i co najmniej jednego dodatkowego czujnika dla utworzenia sieci.

Sposób i układ, w którym etap łączenia wyjść dodatkowych czujników zawiera etap łączenia wyjść dodatkowych czujników szeregowo, dla utworzenia sieci.

Sposób i układ, zawierające etap rozszerzenia tej sieci na co najmniej dwa przewody do elektronicznych układów pomiarowych.

Sposób i układ, w którym etap kompensowania zawiera etap generowania korygowanych danych wyjściowych odnoszących się do natężenia przepływu masy materiału.

Sposób i układ, w którym etap generowania korygowanych danych wyjściowych zawiera etapy określania sygnału nie skompensowanego odchylenia Coriolisa, uzyskania kompensacji modułu, uzyskania kompensacji naprężenia cieplnego, i wykorzystania sygnału nie skompensowanego odchylenia Coriolisa i kompensacji modułu i kompensacji naprężenia cieplnego dla uzyskania skorygowanego natężenia przepływu masy.

Sposób i układ, w którym etap generowania nieskompensowanego natężenia przepływu zawiera etap rozwiązania wyrażenia ^FCF · ^(Atmeas ^{— Δ}ί00)

Gdzie:

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu ^^t_meas = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

At₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału.

Sposób i układ charakteryzują się tym, że etap uzyskania kompensacji modułu zawiera etap rozwiązania wyrażenia (k_ft1 · T)

Gdzie:

kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury

Tf = Temperatura rury przepływowej

Sposób i układ charakteryzują się tym, że etap uzyskania kompensacji naprężenia cieplnego zawiera etap rozwiązania wyrażenia (kft2 (Tf - Tcom))

Gdzie:

kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury

Tf = Temperatura rury przepływowej

Tcom = Temperatura sieci czujników.

Sposób i układ charakteryzuje się tym, że etap uzyskania kompensacji gęstości zawiera etap rozwiązania wyrażenia k_t3 · (T_ct- k2).

Gdzie:

kft3 = Stała miernika dla efektu gęstości przy przepływie

T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości.

Sposób i układ charakteryzują się tym, że etap generowania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap uzyskania skorygowanego natężenia przepływu masy przez rozwiązania wyrażenia:

• ^m = ^FCF · ^(Atmeas ^{- At}0) ' ^[1 + ^(kft1 ' ^Tf^)] ' ^[1 + ^kft2) ^(Tf ^{- T}com^)] ' ^[1 + ^kft3 ' (^Tct^{- k}2^)]

Gdzie:

• m = Natężenie przepływu masy

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu

Δίιν_α = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

At₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości

Tcom = Temperatura sieci czujników

T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo.

PL 205 218 B1

Sposób i układ charakteryzują się tym, że etap generowania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap uzyskania korygowanego natężenia przepływu masy przez rozwiązania wyrażenia:

^{m = m} nieskom [1 + MODkomp] [1+ NApRĘŻENIEK0Mp] • [GĘSTOŚĆKOMp]

Gdzie:

• m = Natężenie przepływu masy •

^m nieskom ^{= F}C^F (Atmieas ^{- Δ}'ί00) ^MODkomp ^{= k}ft1^'Tf

NApRĘŻENIEKOMp = kft2 (Tf - Tcom)

GĘSTOŚĆkomp = kft3 (Tct - ^k2)

Sposób i układ, w którym etap kompensowania zawiera etap uzyskiwania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału.

Sposób i układ, w którym etap uzyskiwania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etapy skonfigurowania przepływomierza dla wprowadzania stałych z pamięci, kalibrowania przepływomierza dla uzyskania stałych, określania nie skompensowanego natężenia przepływu, określania skompensowanego okresu rury korygowanego dla przepływu, określania okresu rury korygowanego dla przepływu, modułu i naprężenia, określania liniowego równania gęstości, określania różnicowego okresu rury równego różnicy pomiędzy skompensowanym okresem rury i stałą przepływomierza k2 określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza, mnożenia liniowego równania gęstości przez sumę 1 + iloczyn stałej miernika c3, razy kwadrat różnicowego okresu rury + iloczyn stałej przepływomierza c4 razy różnicowy okres rury.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap skonfigurowania przepływomierza dla wprowadzania stałych a1, a2, c3, c4 i Fd z pamięci elektronicznych układów pomiarowych.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap kalibrowania przepływomierza dla określenia stałych c₁, c₂, t₀, k₂ i Δ0

Sposób i układ, w którym etap uzyskania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap określania •

^m unc = ^FCF ' (^Atmeas ^{- Δ}^)

Gdzie:

FCF = Współczynnik Kalibracji przepływu

At_meas = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

At, = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap obliczenia •

₂

Tfd = Tm - m ' Fd

Gdzie:

Tfd = Kompensowany okres drgań rury efektu przepływ masy

Tm = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

^m = Natężenie przepływu masy

Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap obliczenia wyrażenia ^Tcp = ^Tct ' + ^al · ^Tf + ^a2 ' (^Tf ^{— T}com)

Gdzie:

Tcp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia, i przepływu

Tfd = Kompensowany okres drgań rury dla efektu przepływ masy a1 & a2 = Temperaturowe stałe korekcyjne okresu drgań rury dla modułu i naprężenia

PL 205 218 B1

Tfd = Tm - m ² · Fd Tm = Kompensacja okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy

Tm = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

m = Natężenie przepływu masy

Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap obliczenia odchylenia gęstości materiału od wartości określonej przez liniowe równanie gęstości ^pm = ^(c1 · ^T cp ^{- c}2) gdzie c1, i c2 są stałymi a T²cp jest kwadratem kompensowanego okresu rury.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap modyfikowania wyrażenia p_m = (c₁ · T²cp - c₂) dla połączenia ze składnikami nieliniowych ₂ (1 + c3 · (Tcp - kj + c4 · (Tcp - k2))

Gdzie:

T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej

T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia, i przepływu p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości c1, c2, c3, & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap obliczenia gęstości materiału z wyrażenia ^pm = ^(c1 · ^T cp ^{- c}2) · ⁽¹ + ^c3 · (^Tcp ^{- k}2) + ^c4 ' (^Tcp ^{- k}2))

Gdzie:

p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.

Sposób i układ, w którym wartość T_cp jest określana przez rozwiązanie wyrażenia:

^Tcp = ^Tfd · φ + ^ai · ^Tf + ^a2 ’ ^(Tf ^{— T}com)

Gdzie:

a1 · Tf = Moduł wpływający na gęstość a2 · (Tf - Tcom) = Naprężenie wpływające na gęstość a1 i a2 są stałymi przepływomierza odnoszącymi się do modułu i naprężenia cieplnego wpływających na gęstość.

Sposób i układ, w którym etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etap rozwiązania wyrażenia;

^pm = ^(Gęstośćliniowa) ^[1 + ^c3 ^(ΔOkreskomp⁾ +^c4 ^(ΔOkreskomp^)]

Gdzie:

Gęstośćliniowa + Gęstość określona z liniowego równania gęstości.

Człon ^Okres_komp) jest różnicą pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury T_cp (dla temperatury, naprężenia i przepływu) i stałą k2 określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza.

Sposób i układ określające stopy³/min dla określania gęstości przepływu materiału w stopach³/min: sposób zawiera etapy skonfigurowania stóp³/min dla określania parametrów miernika a1, a2, c3 i c4, kalibrowania stóp³/min dla gęstości przepływu materiału wykorzystując sposób dwupunktowej kalibracji liniowej, określenie współczynników kalibracji c1 i c2, uzyskania nieliniowej krzywej kalibracji dla stóp³/min przez połączenia (1 + c3 (Tcp - kę)² + c4 · (Tcp - k)

PL 205 218 B1 z liniową krzywą kalibracji dla zanegowania odchylenia kalibracji stóp³/min od liniowej, zmierzenia rzeczywistego okresu rury, określenia skompensowanego okresu rury wykorzystując a1, a2, Tf i Tkomp, i określenia gęstości materiału wykorzystując nieliniową krzywą kalibracji.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok przekroju przepływomierza w przykładzie wykonania wynalazku; fig. 2 przedstawia układ pierwszego przykładu wykonania wynalazku, fig. 3 przedstawia układ drugiego możliwego wykonania wynalazku, fig. 4 przedstawia wykres kwadratu okresu drgań rury w funkcji gęstości, fig. 5 przedstawia wykres błędu gęstości w funkcji gęstości, fig. 6 przedstawia wykres błędu gęstości w funkcji zmiany okresu drgań rury, fig. 7 przedstawia sieć działań dla sposobu według wynalazku, który określa natężenie przepływu masy materiału, fig. 8 przedstawia sieć działań dla sposobu według wynalazku, który określa gęstość materiału.

Fig. 1 przedstawia przepływomierz Coriolisa 100 i element elektronicznych układów pomiarowych 130. Przepływomierz 100 ma cylindryczną obudowę 103 która osłania rurę przepływową 101 i otaczającą ją cylindryczną osłonę równoważącą 102. Rura przepływowa 101 ma lewą część końcową 101L i prawą część końcową 101R. Rura przepływowa 101 i jej części końcowe prawa 101R i lewa 101L są ułożone na całej długości przepływomierza Coriolisa 100 od końca wejściowego 107 do końca wyjściowego 108 rury przepływowej 101. Osłona równoważąca 102 jest połączona na swoich końcach 105 do rury przepływowej 101 za pomocą kolistych osłon obejmujących 114. Koliste osłony obejmujące 114 mają otwór środkowy dla przyjęcia rury przepływowej 101. Końce 105 osłony równoważącej 102 są także połączone w złączu do wewnętrznego końca połączeń łączących 110 obudowy 103, którymi są cienkie paski. Zewnętrzne końce połączeń łączących 110 obudowy 103 są dołączone to wewnętrznej ścianki 112 obudowy 103. Każde połączenie łączące 110 obudowy 103 zawiera zagięcie 111.

Obudowa 103 ma część końcową 128 zaczynającą się na spoinie 121 i mającą szyjkę 124 ułożoną osiowo od niej do elementu spawanego 122, który z kolei, łączy szyjkę 124 z kołnierzem 106. Stożkowy element łączący 123 jest kolisty i jest umieszczony wewnątrz kolistej szyjki 124 części końcowej 128 obudowy 103. Stożkowy element łączący 123 ma środkowy otwór dla szczelnego przyjęcia części 101L i 101R rury przepływowej 101. Połączenie łączące 110 obudowy 103 i stożkowy element łączący 123 stabilizują osłonę równoważącą 102, a ta z kolei rurę przepływową 101, zapobiegając niepożądanym przesunięciom tych elementów w stosunku do ścianki obudowy 103.

Kołnierz 106 ma osiowo zewnętrzną powierzchnię 138 i wewnętrzny otwór, który zawiera element obejmujący 127, który szczelnie łączy części końcowe rury przepływowej lewą 101L i prawą 101R z kołnierzem 106. Powierzchnia 113 stanowi zewnętrzny obwód kołnierza 106. Element 109 jest osiowo wewnętrzną powierzchnią kołnierza 106. Elementy 122 i 121 są spawami. Element 125 jest szyjką kołnierza 106. Element na końcu osłony 105 równoważącej 102 jest złączem jak również połączeniem wewnętrznej promieniowej odnogi połączenia łączącego 110 obudowy 103 i osłony równoważącej 102.

Wzbudnik D i lewy czujnik przesunięcia LPO i prawy czujnik przesunięcia RPO są połączone z rurą przepływową 101 i osłoną równoważącą 102. Wzbudnik D odbiera sygnały (nie pokazany) z elektronicznych układów pomiarowych 130 powodujące, że wzbudnik D wywołuje drgania rury przepływowej 101 i osłony równoważącej 102 w przeciwnej fazie, przy częstotliwości rezonansowej materiału wypełniającego rurę przepływową 101. Drgania drgającej rury przepływowej 101, wypełnionej materiałem przepływającym przez nią, wywołują wychylenia spowodowane siłą Coriolisa w rurze przepływowej 101. Te wychylenia są wykrywane przez czujniki przesunięcia LPO i RPO przy czym sygnały wyjściowe tych czujników przesunięcia LPO, RPO są przesyłane przewodami (nie pokazane) do elektronicznych układów pomiarowych 130. Różnica faz pomiędzy sygnałami wyjściowymi czujników przesunięcia LPO, RPO przedstawia informację odnoszące się do materiału przepływającego w rurze przepływowej 101. Elektroniczne układy pomiarowe 130 przetwarzają te sygnały dla generowania informacji wyjściowych, które są podawane do przewodu 137, przedstawiających różne parametry przepływającego materiału. Te parametry mogą zawierać gęstość, natężenie przepływu masy i inne informacje o przepływie materiału.

Kompensacja naprężenia cieplnego w sposobie i układzie według wynalazku jest kontrolowana przez czujniki temperaturowe S1, S2, S3, i S4. Czujnik temperaturowy S1 jest dołączony do rury przepływowej 101 i przekazuje informacje o temperaturze rury przepływowej 101 poprzez przewody 134 i 133 do elektronicznych układów pomiarowych 130. Czujniki temperaturowe S2, S3, i S4 są połączone szeregowo dla utworzenia zespołu mającego przewody wyjściowe 132 i 134. Ten zespół przekazuPL 205 218 B1 je do elektronicznych układów pomiarowych informacje dotyczące naprężeń cieplnych, którym podlega rura przepływowa 101. Przewód 134 jest wspólnym przewodem masy dla czujnika temperaturowego S1 rury przepływowej 101 i czujnika S4 sieci obudowy 103. Tak więc, czujnik temperaturowy S1 rury przepływowej 101 i dwa szeregowe przewody zespołu czujników temperaturowych S2, S3, i S4 mają wspólny przewód 134. To minimalizuje liczbę przewodów, które muszą przechodzić przez przepust 131 do elektronicznych układów pomiarowych 130. Elektroniczne układy pomiarowe mogą czasem być umieszczone z dala od przepływomierza 100. Jest pożądane minimalizowanie liczby przewodów, które muszą przechodzić przez przepust 131 od przepływomierza 100 do umieszczonego z dala elektronicznych układów pomiarowych 130.

Układ czujników temperaturowych S1, S2, S3, i S4 jest pokazany na fig. 2. Czujnik S1 rury przepływowej 101 jest włączony pomiędzy przewodem 133 i wspólnym przewodem 134. Czujniki S2, S3 i S4 są połączone szeregowo pomiędzy przewodem 132 i wspólnym przewodem 134. Zacisk 201 jest połączeniem przewodu 134 i czujnika SA i czujnika S1. Czujniki S1, S2, S3, i S4 mogą korzystnie być czujnikami RTD mającymi nominalną rezystancję 100 omów przy nominalnej temperaturze 0°C. Rezystancja każdego czujnika RTD zmienia się przy zmianie temperatury przy współczynniku 0.39 oma na każdy 1°C zmiany temperatury.

Czujnik RTD S1 jest zamontowany na rurze przepływowej 101 i jego rezystancja zmienia się przy zmianie temperatury rury przepływowej 101. Ta informacja o rezystancji jest przekazywana przewodami 133 i 134, przez przepust 131 do elektronicznych układów pomiarowych 130. Elektroniczne układy pomiarowe 130 przetwarzają tą informację i przekształcają ją na temperaturę rury przepływowej 101, wykorzystując informacje zaprogramowane w pamięci elektronicznych układów pomiarowych 130. Czujniki temperaturowe S2 i S3 są zamontowane na osłonie równoważącej 102, przy czym czujnik S3 jest umieszczony w pobliżu końca osłony równoważącej 102, a czujnik S2 jest umieszczony blisko środka osłony równoważącej 102. Czujnik temperaturowy S4 jest połączony z wewnętrzną ścianką 112 obudowy 103. Naprężenie, któremu jest poddawana rura przepływowa 101 jest określone w pierwszym rzędzie przez różnicę temperatury pomiędzy rurą przepływową 101 i osłoną równoważącą 102. W mniejszym stopniu, naprężenia rury przepływowej 101 zależą także od temperatury obudowy 103. Ponieważ temperatura osłony równoważącej 102 jest bardziej istotna w określaniu naprężeń rury przepływowej 101, wynalazek wykorzystuje dwa czujniki na osłonie równoważącej 102 i jeden czujnik na ściance obudowy 103. Ponieważ te trzy czujniki temperaturowe S2, S3, S4 są połączone szeregowo i ponieważ dwa z trzech czujników S2, S3, S4 są na osłonie równoważącej 102, wyjście w przewodach 132 i 133 jest ważone na korzyść osłony równoważącej 102.

Przepływomierz 100 może być poddany warunkom, w których występuje różnica temperatury pomiędzy obudową 103 i rurą przepływową 101 w długim okresie czasu. Przepływomierz 100 może także być poddany warunkom temperaturowym, w których rura przepływowa 101 nagle zmienia temperaturę, gdy materiał o różnych temperaturach przepływa przez rurę przepływową 101. Czujniki S1 ....S4 działają przy występowaniu wszystkich tych warunków dla podawania informacji przewodami 132, 133, i 134 do elektronicznych układów pomiarowych 130, który przetwarza te informacje, przekształca w informacje o naprężeniach rury przepływowej 101 i przetwarza je w skompensowane i skorygowane dane wyjściowe o przepływomierzu.

Fig. 3 przedstawia schemat układu zespołu czujników temperaturowych, w którym dwa czujniki S3, S5 są elektrycznie połączone równoległe ze sobą i szeregowo połączone z resztą zespołu. Jeżeli te połączone równoległe czujniki S3, S5 są czujnikami RTD, ich rezystancja byłaby prawie równa, a ich wynikowa rezystancja byłaby równa w przybliżeniu połowie normalnej rezystancji czujnika RTD. Czujniki połączone równoległe mogą więc być użyte w miejscach, które mają bardzo mały wpływ na naprężenia rury, takich jak końce obudowy lub połączenia łączące obudowy. Temperatura średnia sieci z fig. 3 może być uzyskana przez dzielenie całkowitej rezystancji sieci przez 2.5.

Mierniki z podwójną zakrzywioną rurą, ze względu na ich geometrię, nie są wrażliwe na wpływ naprężenia cieplnego i zmian ciężaru właściwego płynu. Czułość ich przepływu jest zależna tylko od wpływu temperatury na moduł sprężystości rur przepływowych. Podstawowe równanie przepływu masy dla przepływomierza Coriolisa z podwójną zakrzywioną rurą ma postać:

RÓWNANIE.1 m = FCF Wmeas - ńt₀) [1 + (f Tf)]

Gdzie:

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu (Stała)

PL 205 218 B1

Δίπ,^ = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

Δί₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kft1 = Stała oparta na zmianie czułości przy zmianie modułu rury przepływowej

Tf = Temperatura rury przepływowej

W przepływomierzach z pojedynczą rurą prostą, współczynnik kalibracji przepływu masy może także zmieniać się z powodu gradientów temperatury pomiędzy obudową/osłoną równoważącą i rurą przepływową i z powodu zmian ciężaru właściwego płynu. Aby zmierzyć gradient temperatury pomiędzy elementami przepływomierza Coriolisa z rurą prostą, według wynalazku trzy czujniki RTD są umieszczone szeregowo na przepływomierzu (dwa na osłonie równoważącej i jeden na obudowie) dla uzyskania złożonej temperatury układu. Ta złożona temperatura układu jest następnie użyta według wynalazku w równaniu przepływu masy, dla kompensacji naprężenia cieplnego. Dodatkowy człon temperaturowy jest dodawany według wynalazku do Równania 1 dla uzyskania:

RÓWNANIE. 2 m = FCF (ńt_meas - Δ_ο) [1 + [1 + k2 (Tf - ^Tcom^)]

Gdzie:

kft21 = Stała oparta na zmianie czułości przepływu przy naprężeniach cieplnych ^Tzłożona ^{= T}szereg ^/3

Gdzie Tszereg jest sumą 3 czujników RTD połączonych szeregowo

Sposób i układ według wynalazku dodają ponadto jeden więcej człon do równania 2 dla uzyskania skorygowanych i skompensowanych danych wyjściowych dla przepływomierza Coriolisa z rurą prostą. Dodatkowy człon zapewnia kompensację wpływu gęstości płynu na czułość przepływu miernika. Poniżej wyjaśniono potrzebę tego członu.

Przepływomierz z pojedynczą rurą ma czujnik przesunięcia, który mierzy różnicę prędkości pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą. Miejsca umieszczenia czujnika przesunięcia na rurze przepływowej doznają siły Coriolisa z przepływem i opóźnieniami pomiędzy ich sinusoidalnymi prędkościami. Osłona równoważąca nie doznaje bezpośrednio siły Coriolisa, tak więc, jest minimalne opóźnienie pomiędzy prędkościami miejsca umieszczenia czujnika przesunięcia na osłonie równoważącej. Ponieważ każdy sygnał wyjściowy czujnika przesunięcia jest proporcjonalny to różnicy prędkości dla miejsc umieszczenia czujnika przesunięcia pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą, każdy sygnał czujnika przesunięcia staje się sumą wektorową przesuniętej fazy prędkości rury i minimalnie przesuniętej fazowo prędkości osłony równoważącej. Gdy gęstość płynu zmienia się, stosunek amplitudy drgań pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą zmienia tak, aby zachować pęd. Sprawia to, że wektory prędkości rury przepływowej i osłony równoważącej zmieniają długości i ich sumy wektorowe (sygnały wyjściowe czujnika przesunięcia) zmieniają fazę lub opóźnienie. Ta zmiana fazy sygnału wyjściowego przy zmianie gęstości materiału powoduje potrzebę wprowadzenia członu kompensacji gęstości. Wynikowe równanie przepływu masy ma postać:

RÓWNANIE.3 •

m = FCF Wmeas - Δίο) [1 + (If Tf)] [1 + kft2) (Tf - Tcom)] [1 + kft3 (Tct - k2)]

Gdzie:

m = Natężenie przepływu masy

FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu &t_meas = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

Δί₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury kft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości

Tf = Temperatura rury przepływowej

Tcom = Temperatura sieci czujników

Tct = Kompensowany temperaturowo okres drgań rury jak przedstawiono w Równaniu 5.

Człony RÓWNANIA.3 mogą być lepiej wyjaśnione przez poniższe grupowanie:

PL 205 218 B1

RÓWNANIE.4 •• ^{m = m} nieskom [1 + MODkomp] [1+ NApRĘŻENIEK0Mp] • [1 + GĘSTOŚĆKOMp]

Gdzie:

• ^m nieskom = ^FCF (^Atmeas ^{- Δ}00) ^MODkomp ^{= k}ft1^'Tf

NApRĘŻENIEKOMp = kft2 (Tf - Tcom)

GĘSTOŚĆKOMp = kft3 ' (Tct - k2)

W równaniu 4 nie skompensowane natężenie przepływu masy jest modyfikowane przez trzy człony kompensacyjne. pierwsze dwa człony dotyczą kompensacji temperaturowej. pierwszy przedstawia kompensację dla zmian modułu kft1 rury przepływowej przy zmianach temperatury rury. Drugi człon jest członem naprężenia cieplnego. Człon naprężenia cieplnego jest proporcjonalny do różnicy pomiędzy temperaturą rury przepływowej i złożoną temperaturą wytwarzaną przez sieć czujników temperatury. Trzeci człon kompensacji w równaniu 4 przedstawia kompensację dla wpływu gęstości na czułość przepływu.

Kompensacja wpływu gęstości na przepływ jest podobna do kompensacji naprężenia cieplnego, usprawniona w stosunku do stanu techniki, przez użycie określenia złożonej temperatury zaproponowanego w urządzeniu i sposobie według wynalazku.

Człon kompensacji gęstości, pokazany jako człon GĘSTOŚĆkomp w równaniu 4 przepływu masy, zawiera dwie stałe, kft3 i k2 i kompensowany temperaturowo okres drgań Tct rury przepływowej. Okres drgań rury przepływowej jest użyty w wynalazku jako pośrednia miara gęstości materiału w kompensacji natężenia przepływu masy. Zmierzony okres drgań rury przepływowej musi być skompensowany zarówno dla zmian modułu sprężystości rury przepływowej jak i naprężenia cieplnego rury przepływowej, aby dać wystarczająco dokładne określenie wpływu kompensacji gęstości materiału. Natężenie przepływu także ma mały wpływ na okres drgań rury przepływowej. Gdy określa się gęstość materiału, jest dlatego konieczne uwzględnienie wpływu przepływu (natężenie przepływu masy). Obecnie, jednakże, okres drgań rury przepływowej jest określany tylko dla skompensowania wpływu gęstości na natężenie przepływu masy, a wpływ natężenia przepływu na okres drgań rury jest mały i dlatego może być pominięty. Równanie kompensowania temperaturowego okresu drgań rury ma postać:

RÓWNANIE. 5 ^Tct = ^Tm ' + ^al · ^Tf + ^a2 ' (^Tf ^{- T}com)

Gdzie:

Tct = Kompensowany temperaturowo okres drgań rury dla kompensacji przepływu masy

Tm = Zmierzony okres drgań rury przepływowej a1 & a2 = Stałe temperaturowej korekty gęstości

Należy zauważyć, że równanie 5 zawiera pod pierwiastkiem człon a2 (Tf - Tcom) dla zmiany sztywności spowodowanej naprężeniem cieplnym. Człon naprężenia cieplnego jeszcze raz jest określony przez różnicę pomiędzy temperaturą rury przepływowej i złożoną temperaturą. To równanie pokazuje, że określenie okresu drgań rury przepływowej kompensowanego dla temperatury jest wzbogacone w stosunku do przepływomierzy według stanu techniki przez zastosowanie złożonej temperatury przepływomierza.

Tak więc wszystkie trzy człony kompensacyjne w równaniu przepływu masy (Równanie 3) poprawiają dokładność przez wykorzystanie złożonej temperatury przepływomierza. Moduł cieplny i człony naprężenia są poprawione bezpośrednio podczas gdy człon wpływu gęstości (trzeci człon kompensacji) poprawia dokładność przez bardziej dokładne określenie skorygowanego okresu drgań rury przepływowej. Kompensacja przepływu masy dla wpływu gęstości, trzeci człon kompensacji w równaniu przepływu masy 3 wymaga tylko korygowania okresu drgań rury, a nie gęstości przepływającego materiału.

Omówienie współzależności kompensacji

Równania 2, 3, i 4 są konstruowane przy założeniu, że kompensacje dla temperatury, naprężenia, i gęstości przepływającego materiału wzajemnie na siebie wpływają. Wzajemne oddziaływania stanowią kompensację przy kompensacji tak jak kompensacja modułu przy kompensacji gęstości.

PL 205 218 B1

W równaniu 4 liczba jeden dodana do każdej kompensacji jest źródłem członów wzajemnego uzależnienia. Wzajemne uzależnienia są znaczące tylko wówczas, gdy jeden lub więcej członów kompensacji ma dużą wartość w porównaniu z nie skompensowanym natężeniem przepływu. Na przykład, jeżeli gęstość przepływającego materiału byłaby bardzo duża (tak jak rtęci), nie skompensowane natężenie przepływu byłoby znacznie mniejsze od rzeczywistego natężenia przepływu i człon kompensacji gęstości byłby duży. Jeżeli kompensacje modułu i naprężenia byłyby tylko stosowane do nie skompensowanego przepływu byłyby one znacząco małe. Przez uwzględnienie wzajemnego uzależnienia, kompensacje modułu i naprężenia są także uwzględniane dla określenia wielkości przepływu przez kompensację gęstości.

Ogólnie, przepływomierze z pojedynczą rurą prostą mają ograniczenie dopuszczalnej temperatury pracy i dopuszczalnego zakresu gęstości płynu. Te ograniczenia sprawiają, że wzajemne uzależnienia z równania 4 nie są znaczące i równanie 5.1, które nie zawiera wzajemnych uzależnień może być użyte.

RÓWNANIE. 5.1 m = m nieskom + m nieskom [MODkomp + NAPRĘŻENIEK0MP] + [GĘSTOŚĆKOMP]

Ogólnie, bardziej złożone równanie 4 nie jest potrzebne ponieważ skrajne przypadki temperatury, naprężenia i gęstości są na ogół poza dopuszczalnymi granicami przepływomierza.

Równanie dla określenia gęstości materiału w tym przypadku różni się od równania dla miernika z podwójną zakrzywioną rurą. Równanie dla określenia gęstości dla miernika z podwójną zakrzywioną rurą przedstawiono poniżej:

RÓWNANIE. 6 ^pm = ^(c1 ' ^τ m) ' ^{(1 + (a}1 ' ^Tf)) ^{- c}2 gdzie:

^pw ^pa ~T2 T2 ^Tw ^Ta p_w = gęstość wody p_a = gęstość powietrza t_w = okres drgań rury z wodą τ_α = okres drgań rury z powietrzem T_m = okres drgań rury w czasie pracy ^c2 ₂ ^Ta ’ ^(pw ^{- p}a) ^pa ^Tw ^τα a1 = stała oparta na zmianie modułu rury przepływowej z temperaturą

Tf = temperatura rury przepływowej

Równanie gęstości 6 stosuje się dla podwójnej zakrzywionej rury przepływowej. Pierwszy człon pochodzi z równania dla częstotliwości rezonansowej drgającego, sprężynującego układu mas. Równanie 6 ma dwa dodatkowe człony. Drugi człon w nawiasach jest typowym członem dla zmiany modułu sprężystości rury przepływowej z temperaturą. Końcowy dodatkowy człon jest stałą c2, która jest potrzebna ponieważ okres drgań rury przepływowej nie dąży do zera gdy gęstość dąży do zera (gdy rura przepływowa jest pusta). Okres drgań nie dąży do zera ponieważ rura przepływowa ma masę nawet wówczas gdy jest pusta. Stałe c1 i c2 są określone przez kalibrowanie miernika dla gęstości z powietrzem i wodą. Wykorzystując znane gęstości dla powietrza i wody i zmierzone okresy drgań rury, stałe c1 i c2 są obliczane dla powyższych równań.

Równanie 6 pokazuje, że miernik o podwójnej zakrzywionej rurze przepływowej ma człon dla zmiany modułu rury przepływowej z temperaturą ale nie ma członu naprężenia cieplnego. Geometria zakrzywionej rury sprawia, że naprężenie cieplne nie jest znaczące. Równanie 6 także pokazuje, że gęstość jest wprost proporcjonalna do kwadratu zmierzonego okresu drgań rury przepływowej z przesunięciem c2 wynikającym z faktu, że pusta rura przepływowa także ma masę.

PL 205 218 B1

Określenie gęstości przepływającego materiału w przepływomierzu z pojedynczą rurą prostą jest bardziej złożone niż dla przepływomierza o podwójnej zakrzywionej rurze przepływowej, jak opisano powyżej w równaniu 6. Kilka różnic musi być uwzględnionych dla przepływomierza z pojedynczą rurą prostą. Po pierwsze, okres drgań rury przepływowej musi być kompensowany dla naprężenie cieplnego oprócz zmiany modułu z temperaturą. Kompensacja naprężenia cieplnego jest wymagana ponieważ rozciąganie lub ściskanie rury przepływowej może zmniejszyć lub zwiększyć okres drgań rury, niezależnie od gęstości. Ponieważ gęstość jest proporcjonalna do kwadratu okresu drgań rury, pierwiastek kwadratowy znanej kompensacji zmiany naprężenia i modułu jest użyty do kompensowania okresu drga ń rury.

Po drugie, okres drgań rury przepływowej musi być kompensowany dla wpływu przepływu masy. Patent USA 5,295,804 pokazuje, że okres drgań rury przepływowej zwiększa się nieco przy dużym natężeniu przepływu. Kompensacja musi być zrobiona dla wpływu przepływu masy lub odczytu gęstości, bo w przeciwnym przypadku odczyty przy dużym natężeniu przepływu byłoby błędnie duże. Ta kompensacja może także być użyta dla poprawy dokładności miernika z podwójną zakrzywioną rurą. Ulepszone równanie według wynalazku dla określenia kompensowanego okres drgań rury przepływowej przedstawiono poniżej:

RÓWNANIE. 7 ^Tcp = ^Tfd · φ + ^a1 · ^Tf + ^a2 ’ ^(Tf ^{- T}com)

Gdzie:

T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia i przepływu

T_fd = Kompensowany okres drgań rury dla wpływu na przepływ masy a1 & a2 = Temperaturowe stałe korekcyjne okresu drgań rury dla modułu i naprężenia •

₂

T_fd = T_m - m · F_d = Kompensacja okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy

T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

m = Natężenie przepływu masy (może być estymowany przez Atm^ - At₀)

Fd = Stała wpływu gęstości przepływu.

Kalibracja gęstości jest normalnie wykonywana przed kalibracją przepływu, ponieważ kalibracja gęstości może być wykonywana bez przepływu, co powoduje, że człon kompensacji przepływu, T_fd w równaniu 7 jest równy zmierzonemu nieobrobionemu okresowi drgań rury przepływowej. Stałe a1 i a2, jak również Fd są stałymi miernika, które są takie same dla wszystkich mierników o danym rozmiarze. Są one określone podczas szerokich prób i są wprowadzane do elektronicznych układów pomiarowych podczas konfigurowania miernika.

Równanie gęstości wymaga użycia kompensowanego okresu drgań rury T_cp z równania 7. Określenie gęstości w przepływomierzu z pojedynczą rurą różni się od określenia w przepływomierzu z podwójną rurą, w którym gęstość nie jest zupełnie proporcjonalna do kwadratu kompensowanego okresu drgań rury dla miernika z pojedynczą rurą. Gęstość nie jest proporcjonalna do kwadratu okresu drgań rury dla miernika z pojedynczą rurą, ponieważ zmiana gęstości płynu powoduje ruch węzłów, które określają końce rury przepływowej i osłony równoważącej. Ruch tych węzłów powoduje efektywne przenoszenie masy pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą. Przenoszenie masy powoduje, że wykres gęstości płynu w funkcji kwadratu okresu drgań rury jest raczej krzywą niż linią prostą, jak w miernikach z dwoma rurami.

Jest dlatego konieczne, aby równanie dla określania gęstości płynu miało dodatkowe człony (poza tymi z równania 6). Zależność pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury i gęstością materiału jest pokazana w poniższym równaniu:

RÓWNANIE.8 ^pm = ^(c1 ' ^T cp ^{- c}2) ' ⁽¹ + ^c3 (^Tcp ^{- k}2) + ^c4 ' (^Tcp ^{- k}2))

Gdzie:

p_m = Gęstość przepływającego materiału c1 & c2 = Stałe określone w dwupunktowej kalibracji gęstości k2 = Stała okresu drgań rury określona podczas kalibracji gęstości c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości rury prostej

PL 205 218 B1 pierwszy człon w nawiasach w równaniu 8 jest członem gęstości liniowej z równania 6. Stałe c1 i c2, są określone przez kalibrację powietrza i wody jak w równaniu 6. Dodatkowe człony w równaniu 8 dają kompensację gęstości dla zmiany modułu, naprężenia, i przepływu. Dodatkowe człony dają także skuteczne przenoszenie masy pomiędzy rurą przepływową i osłoną równoważącą przy zmianie gęstości. Stałe dla tych członów, c3 i c4, określają odchylenie od zależności liniowej mierników z dwoma rurami. Są one stałe dla danego rozmiaru miernika i są określone podczas szerokich prób c3 i c4 nie wymagają kalibracji dla każdego miernika.

Fig. 4 jest wykresem gęstości materiału w funkcji kwadratu okresu drgań rury, dla miernika z pojedynczą prostą rurą i miernika z podwójną zakrzywioną rurą. Linia przedstawiająca miernik z dwoma rurami jest prosta. Ta liniowa zależność sprawia, że mierniki z dwoma rurami mogą być kalibrowane dla gęstości na dwóch materiałach, powietrzu i wodzie, ponieważ dwa punkty określają linię prostą. Krzywa przedstawiająca miernik z pojedynczą prostą rurą odchyla się od linii prostej. Odchyla się z powodu zmiany położenia obszarów węzłowych, jak omówiono wcześniej. Dla miernika z pojedynczą prostą rurą, użycie linii prostej uzyskanej przy kalibracji powietrzem i wodą, jak to się robi dla mierników z dwoma rurami, powodowałoby zaniżenie gęstości materiałów cięższych niż woda i zawyżenie gęstości materiałów lżejszych niż woda. Nieliniowa krzywa kalibracji przedstawiająca na fig. 4 miernik z pojedynczą prostą rurą może być określona przez wykonanie kalibracji przy wykorzystaniu więcej niż dwóch materiałów o różnej gęstości. Jednakże, byłoby czasochłonne i drogie, użycie jako punktów kalibracji materiałów innych niż powietrze i woda dla kalibracji miernika.

Fig. 5 przedstawia wykres błędu gęstości, który powstawałby przy wykorzystaniu standardowego (dla podwójnej rury) liniowego równania gęstości z fig. 4, dla miernika z pojedynczą rurą. Jak pokazano błąd gęstości wynosi zero zarówno dla punktu gęstości powietrza zero i punktu gęstości wody jeden. Błąd gęstości jest dodatni dla materiałów o mniejszej gęstości i ujemny dla materiałów o większej gęstości. Ten wykres może także być traktowany jako odchylenie od wyjściowej krzywej gęstości dla miernika z pojedynczą rurą od linii prostej wytworzonej przy kalibracji dwupunktowej.

Fig. 6 przedstawia inny sposób pokazania błędu gęstości (odchylenia) danych z figury 5. Wykres z figury 6 pokazuje błąd gęstości (lub odchylenie od liniowej linii kalibracji) w funkcji różnicy pomiędzy zmierzonym okresem drgań rury i okresem drgań rury przy wypełnieniu wodą (obydwa korygowane dla przepływu i temperatury). Odchylenie gęstości jest różnicą pomiędzy rzeczywistą gęstością materiału i gęstością przewidywaną przy wykorzystaniu linii prostej generowanej przy kalibracji gęstości z wykorzystaniem powietrza i wody z figury 4. Ten sposób przedstawienia odchylenia przyjmuje początek wykresu (0,0) w punkcie kalibracji o gęstości wody. Umożliwia on także stosunkowo proste równanie krzywej punktów danych. Równanie dla odchylenia gęstości od kalibracji liniowej z wykorzystaniem dwóch punktów dla miernika z pojedynczą prostą rurą jest pokazane na fig. 6.

Wynalazek zawiera nowy sposób kalibracji dla określania gęstości w mierniku z pojedynczą prostą rurą, który ma dokładność kalibracji trzypunktowej przy wykorzystaniu tylko kalibracji gęstości powietrzem i wodą. Wykorzystując nowy sposób, jest wykonana dwupunktowa kalibracja dająca zwykle linię prostą. Ta linia zmienia się od miernika do miernika, również dla mierników o takich samych rozmiarach. Ta linia zmienia nachylenie i okres drgań rury z wodą. Jednakże, sposób według wynalazku wykorzystuje fakt, że wszystkie mierniki o danych rozmiarach mają takie same odchylenie od linii kalibracji dwupunktowej (podobnie do pokazanego na fig. 6). Ta krzywa przedstawia odchylenia od punktów rzeczywistej gęstości z linii prostej. punkt 0,0 na krzywej odchylenia jest umieszczony w punkcie kalibracji wody na linii prostej kalibracji dwupunktowej.

W wynalazku, nachylenie powietrze-woda i okres drgań rury dla wody są określane przez kalibrację dla powietrza wody (c1 i c2). Równanie odchylenia od tej linii prostej jest pamiętane w pamięci elektronicznych układów pomiarowych dla każdego rozmiaru miernika. Stałe równania dla odchylenia od tej linii są c3 i c4 w równaniu gęstości 8. Są określone w obszernych badaniach. Te wartości c3 i c4 są różne dla każdego rozmiaru miernika. Elektroniczne układy pomiarowe wiedzą jaki rozmiar miernika jest stosowany, ponieważ jest to wprowadzane podczas wstępnego ustawiania parametrów miernika. Elektroniczne układy pomiarowe określają rzeczywistą gęstość materiału przez odjęcie odchylenia od linii prostej kalibracji dwupunktowej. Odjęte odchylenie jest określane przez równanie odchylenia, zapamiętane w pamięci elektronicznych układów pomiarowych.

Dlatego, w wynalazku, elektroniczne układy pomiarowe określają gęstość przez korygowanie zmian modułu przy zmianach temperatury, przez korygowanie naprężenia cieplnego wykorzystania usprawnionego sposobu określania złożonej temperatury miernika, przez korygowanie natężenia

PL 205 218 B1 przepływu masy, i przez wykorzystanie usprawnionego sposobu kompensacji krzywej nieliniowości gęstości w funkcji kwadratu okresu drgań rury.

Fig. 7 przedstawia sieć działań, która opisuje sposób w jaki wynalazek realizuje funkcję kompensacji natężenia przepływu masy. Sieć działań z fig. 7, jak również z fig. 8, ujawnia wiele kroków przetwarzania lub programu, każdy przedstawia jeden lub więcej instrukcji programu pamiętanych w pamięci elektronicznych układów pomiarowych 130. Instrukcje są wykonywane przez C.P.U. elektronicznych układów pomiarowych, a ich rezultaty są albo pamiętane w pamięci lub przesyłane do użytkownika przewodem 137.

Przepływomierz jest konfigurowany i kalibrowany w kroku 701, który zawiera dwa kroki 701A i 701B. W kroku 701A wprowadza się stałe kft1, kft2, kft3, a1, a2 i Fd z pamięci elektronicznych układów pomiarowych 130. W kroku 701B kalibruje się przepływomierz i określa elementy FCF, k₂, i At₀. Informacje wyjściowe z kroku 701A i 701B przekazuje się torem 702 do kroku 706. Krok 703 przedstawia sinusoidalne sygnały czujnika przesunięcia miernika. Są one przesyłane torem 704 do kroku 706. W kroku 706, określa się czas opóźnienia wytwarzany przez przepływ, Δ^_βα3 i okres drgań rury przepływowej, T_m. Krok 708 przedstawia rezystancję czujnika RTD rury przepływowej i sieci czujników RTD. Rezystancje są przesyłane torem 709 do kroku 711 elektronicznych układów pomiarowych Gdzie są one przekształcane na temperaturę rury i złożoną temperaturę.

Nieobrobiony okres drgań rury przepływowej z kroku 706 i temperatury z kroku 711 są przesyłane torami 714 i 712 do kroku 715, który oblicza okres drgań T_m, rury przepływowej skorygowany dla temperatury. Skorygowany okres drgań rury T_ct jest następnie przesyłany torem 716 do kroku 717. W kroku 717 także odbiera się czas opóźnienia przy zerowym przepływie Δ!) i czas opóźnienia ńt_mea3 wytwarzany przez przepływ, torem 707 z kroku 706, jak również temperaturę rury przepływowej i złożoną torem 713 z kroku 711.

W kroku 717 równanie kompensowanego przepływ masy jest podawane jako wejście z kroków 706, 715, i 711. Kompensowane natężenie przepływu masy jest następnie wyprowadzane torem 718 do aplikacji użytkownika (nie pokazana). Także nie pokazane na fig. 7 są tory od pamięci elektronicznych układów pomiarowych (krok 701), gdzie stałe są pamiętane dla kroków, w których są użyte.

Fig. 8 przedstawia sieć działań, która opisuje sposób w jaki instrukcje programu według wynalazku realizują funkcję kompensacji wyjścia gęstości materiału. Miernik jest konfigurowany i kalibrowany w kroku 801, który zawiera dwa kroki 801A i 801B. W kroku 801A, stałe c3, c4, a1, a2, c3 i Fd, są wprowadzane z pamięci elektronicznych układów pomiarowych 130. W kroku 801B wytwarza się wartości c₁, c₂, ΔΑ i k₂ przez kalibrowanie miernika. Wyjście kroku 801 jest podawane torem 802 do kroku 806. Krok 803 przedstawia sinusoidalne sygnały czujnika przesunięcia. Te sygnały czujnika przesunięcia są wprowadzane do elektronicznych układów pomiarowych w kroku 806 torem 804. W kroku 806 są określane opóźnienia Δί_!ΤΙ3α3 spowodowane przepływem i nieobrobiony okres drgań T_m rury przepływowej. Jednocześnie, sygnały czujnika RTD kroku 816 są przesyłane torem 817 do kroku 818, gdzie są one przekształcane na temperaturę. W kroku 808 odbiera się opóźnienie przy zerowym przepływie ΔΑ z kroku 801 (tor nie pokazany), opóźnienie kt_mea3 spowodowane przepływem i nieobrobiony okres drgań T_m rury przepływowej z kroku 806 torem 807. W kroku 808 także odbiera się temperaturę materiału i złożoną temperaturę Tkom z kroku 818 torem 819. W kroku 808 natężenie przepływu masy •• m jest obliczane jak opisano na fig. 7. Natężenie przepływu masy m jest przykładane torem 809 do kroku 811, gdzie jest ono użyte razem z nieobrobionym okresem drgań rury do obliczenia okresu drgań rury T_fd skompensowanego dla natężenia przepływu masy. Jest to następnie podawane torem 812 do kroku 813 gdzie jest ono użyte razem z temperaturami z kroku 818 podanymi torem 820 do obliczania okresu drgań rury T_cp skompensowanego ponadto dla zmiany modułu w funkcji temperatury jak również dla naprężenia cieplnego. Wszystkie parametry są teraz znane dla rozwiązania liniowego równania gęstości pokazanego w kroku 813.

W pełni skompensowany okres drgań rury T_cp jest następnie przesyłany torem 814 do kroku 821, w którym modyfikuje się liniowe równanie kompensacji c₁ · T²cp - c₂, z kroku 806 przez łączenie z członem nieliniowej kompensacji (1 + c₃ (t_cp - k₂)² + c₄ · (t_cp - k₂)). Ten człon nieliniowy jest połączony z równaniem liniowym z kroku 806 dla utworzenia pełnego równania gęstości, które jest przesyłane torem 822 do kroku 823. W kroku 823 odbiera się tą informację i oblicza gęstość materiału p_m. Gęstość materiału p_m jest przesyłana torem 822 do wyjścia aplikacji (nie pokazana). Także nie pokazano na fig. 7 torów od pamięci elektronicznych układów pomiarowych (krok 801), gdzie stałe są pamiętane dla kroków, w których są użyte.

PL 205 218 B1

Jest oczywiście zrozumiałe, że zastrzegany wynalazek nie jest ograniczony do opisanego korzystnego przykładu wykonania ale obejmuje inne modyfikacje i zmiany znajdujące się w zakresie i istocie pomysłu wynalazczego. Na przykład, chociaż wynalazek ujawnił, że zawiera część pojedynczego przepływomierza Coriolisa z rurą prostą, jest zrozumiałe, że wynalazek nie jest do tego ograniczony i może być użyty dla innych typów przepływomierzy Coriolisa w tym dla przepływomierzy o nieregularnej lub zakrzywionej konfiguracji, jak również przepływomierzy Coriolisa mających wiele rur przepływowych.

Jest zrozumiałe, że termin materiał obejmuje płyny gazy, plazmę jak również wszystkie inne substancje, które mogą przepływać przez miernik przepływu, dla określenia i pomiaru informacji odnoszących się do tych materiałów.

Claims (50)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym mającego rurę przepływową i osłonę równoważącą, drgające w przeciwnych fazach, w których przepływomierzem wytwarza się wychylenia pod wpływem siły Coriolisa drgającej rury przepływowej, w odpowiedzi na przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową, generuje się pierwszy sygnał przedstawiający wychylenie drgającej rury przepływowej, mierzy się temperaturę rury przepływowej z pierwszego czujnika temperaturowego, mierzy się temperaturę wielu elementów przepływomierza wyłączywszy rurę przepływową z co najmniej dwóch dodatkowych czujników temperaturowych, znamienny tym, że określa się ważoną temperaturę wielu elementów (102, 103) przepływomierza (100) wyłączywszy rurę przepływową (101) na podstawie temperatur zmierzonych w co najmniej dwóch miejscach wielu elementów (102, 103) i koryguje się dane wyjściowe odnoszące się do materiału przepływającego przez przepływomierz (100) na podstawie temperatury rury przepływowej (101) i ważonej temperatury wielu elementów (102, 103) przepływomierza (100) wyłączywszy rurę przepływową (101).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiar temperatury wielu elementów (102, 103) zawiera etap, w którym mierzy się temperaturę z wyjścia dodatkowych temperaturowych czujników (S2, S3, S4) połączonych w zespół, przedstawiający złożoną temperaturę elementów (102, 103) w odpowiedzi na odbiór przez ten zespół sygnałów podawanych przez dodatkowe temperaturowe czujniki (S2, S3, S4).
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako elementy przepływomierza (100) stosuje się osłonę równoważącą (102) i obudowę (103).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap regulowania danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane dane wyjściowe odnoszące się do natężenia przepływu masy materiału.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etapy, w których oblicza się sygnał nie skompensowanego natężenia przepływu masy, oblicza się kompensację modułu, oblicza się kompensację naprężenia cieplnego, i oblicza się korygowane natężenie przepływu masy gdzie łączy się sygnał nie skompensowanego natężenia przepływu masy i kompensacji modułu i kompensacji naprężenia cieplnego dla uzyskania skorygowanego natężenia przepływu masy.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że korygowane natężenie przepływu masy uzyskuje się w etapie mnożenia nieskompensowanego natężenia przepływu masy przez 1+ kompensacja naprężenia cieplnego i 1+ kompensacja modułu.
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera ponadto etapy, w których oblicza się kompensację gęstości i mnoży się nieskompensowane natężenie przepływu masy przez 1 plus kompensacja naprężenia i 1 + kompensacja modułu i 1 + kompensacja gęstości dla uzyskania korygowanego natężenia przepływu masy.
8. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap obliczania nieskompensowanego natężenia przepływu zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^FCF · (^meas ^— ^0))

   Gdzie:

   FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu

   PL 205 218 B1

   Δίπ,^ = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

   Δί₀ = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału.
9. 9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap obliczania kompensacji modułu zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie (f Tf)

   Gdzie:

   k_ft1 = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury

   Tf = Temperatura rury przepływowej
10. 10. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap obliczania kompensacji naprężenia cieplnego zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^(kft2 ^(Tf ^{- T}com⁾⁾

    Gdzie:

    k_ft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury

    Tf = Temperatura rury przepływowej Tcom = Temperatura sieci czujników
11. 11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że etap obliczania kompensacji gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^kft3 (^Tct ^{- k}2>

    Gdzie:

    k_ft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ

    T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji przepływomierza dla gęstości.
12. 12. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się skorygowane natężenie przepływu masy przez rozwiązanie wyrażenia:

    • m = FCF Wmeas - Δίο) [1 + (km Tf)] [1 + kft2 (Tf - Tcom)] [1 + kft3 (Tct - k2)]

    Gdzie:

    • m = Natężenie przepływu masy

    FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu

    Δί™^ = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

    Δίο = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału k_m = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury k_ft2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury k_f33 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości przepływomierza

    Tf = Temperatura rury przepływowej

    Tcom = Temperatura sieci czujników τ = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo.
13. 13. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane natężenie przepływu masy przez rozwiązanie wyrażenia:

    ^{m = m} nieskom [1 + MODkomp] [1+ NAPRĘŻENIEkomp] [GĘSTOŚĆkomp]

    Gdzie:

    • m = Natężenie przepływu masy

    FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu

    Δίπ,^ = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

    Δίο = Opóźnienie przy zerowym przepływie materiału kfti = Stała miernika oparta na zmianie modułu rury przepływowej przy zmianie temperatury k_n2 = Stała miernika oparta na zmianie naprężenia cieplnego przy zmianie temperatury

    PL 205 218 B1 ^m nieskom ^FCF(^meas ^{- Δ}^θ) ^MODkomp = ^kft1'^Tf kft3 = Stała miernika dla wpływu gęstości na przepływ k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości przepływomierza

    Tf = Temperatura rury przepływowej

    Tcom = Temperatura sieci czujników

    T_ct = Okres drgań rury kompensowany temperaturowo

    NAPRĘŻENIEKOMP = kft2 (Tf - Tcom)

    GĘSTOŚĆkomP = ^kft3 ' (^Tct ^{- k}2)
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap regulowania danych wyjściowych zawiera etap, w którym oblicza się korygowane dane wyjściowe dotyczące gęstości materiału.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że etap obliczania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etapy, w których konfiguruje się przepływomierz (100) dla wprowadzania stałych z pamięci, kalibruje się przepływomierz (100) dla uzyskania stałych, określa się nieskompensowane natężenie przepływu, określa się skompensowany okres rury korygowany dla przepływu, określa się okres rury korygowany dla przepływu, modułu i naprężenia, określa się liniowe równanie gęstości, określa się różnicowy okres rury równy różnicy pomiędzy skompensowanym okresem rury i stałą przepływomierza k₂ określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza (100), mnoży się liniowe równanie gęstości przez sumę 1 + iloczyn stałej miernika c₃, razy kwadrat różnicowego okresu rury + iloczyn stałej przepływomierza c4 razy różnicowy okres rury.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym konfiguruje się przepływomierz dla wprowadzania stałych a₁, a₂, c₃, c₄ i F_d z pamięci elektronicznych układów pomiarowych (130).
17. 17. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym kalibruje się przepływomierz (100) dla określenia stałych c₁, c₂, k₂ i Δί,.
18. 18. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania skorygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym •

    określa się m unc = FCF · (At_meas - Δβ

    Gdzie:

    FCF = Współczynnik Kalibracji Przepływu &t_meas = Opóźnienie sygnałów czujnika przesunięcia

    Δ^ = Opóźnienie przy zerowym przepływie.
19. 19. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym •

    oblicza się T_fd = T_m - m² · F_d

    Gdzie:

    T_fd = Kompensowany okres drgań rury dla wpływu na przepływ masy

    T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

    ^m = Natężenie przepływu masy

    Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.
20. 20. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się wyrażenie T_cp = T_fd · ψ + ai Tf + a2 (Tf - T_com)

    Gdzie:

    T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia i przepływu

    T_fd = Kompensowany okres drgań rury dla wpływu na przepływ masy a1 & a2 = Temperaturowe stałe korekcyjne okresu drgań rury dla modułu i naprężenia •

    T_fd = T_m - m² · F_d T_m = Kompensowany okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy

    PL 205 218 B1

    Tm = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej •

    ^m = Natężenie przepływu masy

    Fd = Stała wpływająca na przepływ gęstości.
21. 21. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się odchylenie gęstości materiału od wartości określonej przez liniowe równanie gęstości ^pm = (^c1 ' ^T cp ^{- c}2) gdzie c1 i c2 są stałymi a T²cp jest kwadratem kompensowanego okresu rury.
22. 22. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym modyfikuje się wyrażenie p_m = (c₁ ' T²cp - c₂) dla dodania składników nieliniowych ₂ (1 + c3 ' (Tcp - k2) + c4 ' (Tcp - k2))

    Gdzie:

    T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej

    T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia, i przepływu p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c1, c2, c3, & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.
23. 23. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się gęstości materiału z wyrażenia ^pm = (^c1 ' ^T cp ^{- c}2) ' (¹ + ^c3 (^Tcp ^{- k}2) + ^c4 ' (^Tcp ^{- k}2))

    Gdzie:

    p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.
24. 24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że wartość T_cp określa się przez rozwiązanie wyrażenia:

    ^Tcp = ^Tfd ' yj¹ + ^al ^Tf + ^a2 ’ (^Tf ^{— T}com)

    Gdzie:

    a1 - Tf = moduł wpływający na gęstość a2 ' (Tf - Tcom) = naprężenie wpływające na gęstość a1 i a2 są stałymi przepływomierza odnoszącymi się do modułu i naprężenia cieplnego wpływających na gęstość.
25. 25. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap obliczania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ^pm = (^Gęstośćuniowa) ^[1 +^c3 (^AOkreskomp) +^c4 (^AOkreskomp)^]

    Gdzie:

    Człon (AOkres_komp) jest różnicą pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury T_cp (dla temperatury, naprężenia i przepływu) i stałą k₂ określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza (100).
26. 26. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że kalibruje się przepływomierz Coriolisa (100) na podstawie informacji pamiętanych w pamięci przepływomierza Coriolisa (100) dla określenia skonfigurowanych parametrów miernika, kalibruje się przepływomierz Coriolisa (100) dla gęstości przepływającego materiału przy wykorzystaniu sposobu liniowej kalibracji dwupunktowej, wykorzystującej dwa różne materiały o różnych gęstościach dla uzyskania parametrów kalibracji liniowego równania gęstości, określa się zmierzony okres drgań rury przepływowej na podstawie sygnałów otrzymanych z czujników przesunięcia (LPO, RPO) dołączonych do rury przepływowej (101) przepływomierza Coriolisa (100), mierzy się parametry robocze przepływomierza Coriolisa (100), określa się skompensowany okres drgań rury przepływowej przy wykorzystaniu zmierzonego okresu drgań rury przepływowej i parametrów roboczych i skonfigurowanych parametrów miernika, określa się składnik nieliniowy, przy

    PL 205 218 B1 wykorzystaniu skompensowanego okresu drgań rury przepływowej i skonfigurowanych parametrów miernika i parametrów kalibracji, uzyskuje się nieliniowe równanie gęstości dla przepływomierza Coriolisa (100) przez połączenie liniowego równania gęstości ze składnikiem nieliniowym dla uzyskania równania gęstości dla pojedynczej rury przepływowej, które określa odchylenie kalibracji przepływomierza Coriolisa (100) od liniowej i określa się gęstość materiału przy wykorzystaniu równania gęstości dla pojedynczej rury przepływowej i kompensowanego okresu rury.
27. 27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap kalibrowania przepływomierza Coriolisa (100) zawiera etap, w którym określa się parametry a₁, a₂, c₃, c₄ i F_d.
28. 28. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap kalibrowania zawiera etap, w którym wykorzystuje się dwa przepływające materiały powietrze i wodę.
29. 29. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap mierzenia zawiera etap, w którym mierzy się okres drgań rury przepływowej (101), czas opóźnienia przy zerowym przepływie, czasu opóźnienia przy przepływie, temperaturę rury przepływowej i złożoną temperaturę przepływomierza (100) gdy przepływomierz Coriolisa (100) zawiera przepływający materiał o nieznanej gęstości.
30. 30. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap określania skompensowanego okresu drgań rury przepływowej dla przepływu masy zawiera etap, w którym rozwiązuje się równanie •

    ^Tfd = ^Tm ^{- m} ' ^Fd
31. 31. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap określania skompensowanego okresu drgań rury przepływowej zawiera etap, w którym określa się okres drgań rury przepływowej kompensowany dla przepływu, modułu i naprężenia przy rozwiązaniu równania ^Tcp = ^Tfd φ + ^al ^Tf + ^a2 ’ ^(Tf ^{- T}com)

    Gdzie:

    a1 - Tf = Moduł wpływający na gęstość a₂ (T_f - T_com) = Naprężenie wpływające na gęstość.
32. 32. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap kalibrowania zawiera etapy, w których mierzy się okres drgań rury i uzyskuje się stałe c1 i c2 liniowego równania gęstości ^pm = ^(c1 ^T cp ^{- c}2)
33. 33. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się wyrażenie p_m = (c₁ T_cp - c₂) dla dodania składników nieliniowych (1 + c3 (Tcp - k2)² + c4 (Tcp - k2))

    Gdzie:

    T_m = Nieobrobiony zmierzony okres drgań rury przepływowej

    T_cp = Kompensowany okres drgań rury przepływowej dla modułu, naprężenia i przepływu p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c1, c2, c3, & c4 = stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.
34. 34. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości materiału zawiera etap, w którym oblicza się gęstość materiału z wyrażenia ^pm = ^(c1 ^T cp ^{- c}2) ⁽¹ + ^c3 (^Tcp ^{- k}2) + ^c4 (^Tcp ^{- k}2))

    Gdzie:

    p_m = Określona gęstość materiału k2 = Stała okresu drgań rury określona w czasie kalibracji gęstości materiału c3 & c4 = Stałe korekcyjne gęstości materiału dla pojedynczej rury.
35. 35. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że etap uzyskania korygowanych danych wyjściowych dotyczących gęstości zawiera etap, w którym rozwiązuje się wyrażenie ₂ ^pm = ^(Gęstośćliniowa) ^[1 + ^c3 ^^Okreskomp) +^c4 ^^Okreskomp)^]

    PL 205 218 B1

    Gdzie:

    Człon ^Okres_komp) jest różnicą pomiędzy kompensowanym okresem drgań rury T_cp (dla temperatury, naprężenia i przepływu) i stałą k₂ określoną podczas kalibracji gęstości przepływomierza (100).
36. 36. Układ kompensacji temperaturowej przepływomierza Coriolisa z wibrującym kanałem prostym, mającego rurę przepływową z osłoną równoważącą, drgające w czasie używania w przeciwnych fazach, w płaszczyźnie wzbudzenia, przy czym przepływomierz wytwarza wychylenia w wyniku działania siły Coriolisa drgającej rury przepływowej w odpowiedzi na przepływ materiału przez drgającą rurę przepływową i zawierające lewy i prawy czujnik przesunięcia do wytwarzania pierwszego sygnału przedstawiającego wychylenia w wyniku działania siły Coriolisa drgającej rury przepływowej, pierwszy czujnik temperaturowy do wytwarzania drugiego sygnału przedstawiającego temperaturę rury przepływowej, co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy połączony z elementami przepływomierza wyłączając rurę przepływową, znamienny tym, że co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) stanowi zespół do wytwarzania trzeciego sygnału przedstawiającego stan termiczny elementów przepływomierza (100) wyłączywszy rurę przepływową (101).
37. 37. Układ według zastrz. 36, znamienny tym, że zespół do wytwarzania drugiego sygnału zawiera pierwszy czujnik temperaturowy (S1) połączony z rurą przepływową (101), oraz połączony układem przenoszącym sygnały z pierwszego czujnika (S1) do elektronicznych układów pomiarowych, z elektronicznym układem pomiarowym (130) określającym temperaturę rury przepływowej (101) i co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) do wytwarzania trzeciego sygnału połączony układem przesyłającym sygnał z wyjść dodatkowych czujników temperaturowych (S2, S3, S4) do elektronicznych układów pomiarowych (130) określający złożoną temperaturę wielu elementów (102, 103) przepływomierza (100).
38. 38. Układ według zastrz. 37, znamienny tym, że elementy stanowią osłonę równoważącą (102) i obudowę (103) przy czym jeden czujnik temperaturowy (S4) z dodatkowych czujników temperaturowych jest dołączony do obudowy (103), a co najmniej jeden dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, s3) jest dołączony do osłony równoważącej (102).
39. 39. Układ według zastrz. 38, znamienny tym, że zawiera układ do łączenia dodatkowych czujników temperaturowych (S2, S3, S4) szeregowo dla utworzenia zespołu.
40. 40. Układ według zastrz. 39, znamienny tym, że zawiera układ, łączący wyjście zespołu co najmniej dwoma przewodami (132, 134) z elektronicznymi układami pomiarowymi (130).
41. 41. Układ według zastrz. 40, znamienny tym, że drugi dodatkowy czujnik temperaturowy (S2) i trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3) każdy jest dołączony do różnych miejsc osłony równoważącej (102), a czwarty dodatkowy czujnik temperaturowy (S4) jest dołączony do obudowy (103), zaś pierwszy układ zawiera szeregowe połączenie wyjść sygnałowych drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego, i jest układem przenoszącym szeregowe połączenie wyjść drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego połączonym z elektronicznymi układami pomiarowymi (130), dostarczając informacje dotyczące złożonej temperatury części obudowy (103) i osłony równoważącej (102), do których drugi (S2) i trzeci (53) i czwarty (S4) dodatkowe czujniki temperaturowe są dołączone.
42. 42. Układ według zastrz. 41, znamienny tym, że trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3) jest umieszczony w pobliżu części końcowej osłony równoważącej (102).
43. 43. Układ według zastrz. 42, znamienny tym, że drugi dodatkowy czujnik temperaturowy (S2) jest dołączony do części osłony równoważącej (102), osiowo wewnętrznej, w stosunku do części osłony równoważącej (102), do której jest dołączony trzeci dodatkowy czujnik temperaturowy (S3).
44. 44. Układ według zastrz. 43, znamienny tym, że czwarty dodatkowy czujnik temperaturowy (54) jest dołączony do wewnętrznej ścianki (112) obudowy (103).
45. 45. Układ według zastrz. 44, znamienny tym, że każdy dodatkowy czujnik temperaturowy (S2, S3, S4) ma pierwszy i drugi zacisk wyjściowy, przy czym szeregowe połączenie wyjść drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego są połączone pierwszym i drugim zaciskiem wyjściowym drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego szeregowo z pierwszym układem, a sygnały podawane do układu przedstawiają złożony sygnał wyjściowy drugiego (S2), trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego.
46. 46. Układ według zastrz. 45, znamienny tym, że układ zawiera pierwszy układ, który stanowią dwa przewody (132, 134) umieszczone pomiędzy szeregowym połączeniem wyjść drugiego (S2),

    PL 205 218 B1 trzeciego (S3) i czwartego (S4) dodatkowego czujnika temperaturowego i elektronicznymi układami pomiarowymi (130).
47. 47. Układ według zastrz. 46, znamienny tym, że układ ponadto zawiera drugi układ, który stanowią dwa przewody (132, 134) łączące pierwszy czujnik temperaturowy (S1) dołączony do rury przepływowej (101) z elektronicznym układem pomiarowym (130).
48. 48. Układ według zastrz. 47, znamienny tym, że drugi układ, który łączy wyjście sygnałowe pierwszego czujnika temperaturowego (S1) z elementami przetwarzania sygnałów zawiera dwa przewody (132, 134) z których jeden przewód (134) jest jednym z dwóch przewodów (132, 134) pierwszego układu, a drugi przewód (132) należy tylko do drugiego układu.
49. 49. Układ według zastrz. 48, znamienny tym, że każdy z układów ma zacisk masy połączony wspólnie z zaciskiem masy każdego pozostałego układu, a pojedynczy przewód (134) łączy wspólny zacisk masy każdego czujnika temperaturowego (S1, S2, S3, S4) z elektronicznymi układami pomiarowymi (130).
50. 50. Układ według zastrz. 49, znamienny tym, że trzy przewody (132, 133, 134) łączą wyjścia układów z elektronicznymi układami pomiarowymi (130), przy czym pierwszy przewód (132) z trzech przewodów (132, 133, 134) należy tylko do pierwszego układu, drugi przewód (133) z trzech przewodów (132, 133, 134) należy tylko do drugiego układu, trzeci przewód (134) z trzech przewodów (132, 133, 134) jest wspólny dla pierwszego i drugiego układu.