RU2427804C1

RU2427804C1 - Vibratory flow metre and procedure for introduction of correction for entrained gas in flowing material

Info

Publication number: RU2427804C1
Application number: RU2009148282/28A
Authority: RU
Inventors: Джоэл ВАЙНШТЕЙН (US); Джоэл ВАЙНШТЕЙН; Марк Джеймс БЕЛЛ (US); Марк Джеймс БЕЛЛ
Original assignee: Майкро Моушн, Инк.
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2011-08-27
Also published as: RU2009148282A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibratory flow metre (100) consists of ready-fitted flow metre (10) forming vibratory characteristic for flowing material, of sensor (50) of dimension of bubbles generating signal of bubbles measurement for flowing material and of measuring electronics (20) connected to ready-fitted flow metre (10) and to sensor (50) of bubble dimension. Measuring electronics (20) receives a vibratory characteristic and signal of bubbles measurement, determines dimension of bubbles using at least the signal of bubbles measurement, qualifies one or more characteristics of flow of current material using at least the vibratory characteristic and dimension of bubbles.

EFFECT: upgraded accuracy of measurement of flow characteristic at any level of entrained gas.

40 cl, 9 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к вибрационному расходомеру и способу, а более конкретно, к вибрационному расходомеру и способу для введения поправки на увлеченный газ в текущем материале.The present invention relates to a vibratory flow meter and method, and more particularly, to a vibratory flow meter and method for correcting entrained gas in a flowing material.

ОПИСАНИЕ ПРОБЛЕМЫDESCRIPTION OF THE PROBLEM

Датчики с вибрирующими трубками, такие как кориолисовы массовые расходомеры и вибрационные денситометры, обычно работают посредством обнаружения движения вибрирующей трубки, которая содержит текущий материал. Свойства, связанные с материалом в трубке, такие как массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены посредством обработки измерительных сигналов, принимаемых от измерительных преобразователей, связанных с трубкой. На режимы колебаний заполненной вибрирующем материалом системы, в общем, влияют комбинированные характеристики массы, жесткости и демпфирования вмещающей трубки и материала, содержащегося в ней.Vibrating tube sensors, such as Coriolis mass flow meters and vibrating densitometers, typically work by detecting the movement of a vibrating tube that contains the flowing material. Properties associated with the material in the tube, such as mass flow, density, etc., can be determined by processing the measurement signals received from the transducers associated with the tube. The vibration modes of a system filled with vibrating material are generally affected by the combined characteristics of mass, stiffness and damping of the containing tube and the material contained in it.

Типичный кориолисов массовый расходомер включает в себя одну или более трубок, которые соединены в линию в трубопровод или другую транспортную систему и переносят материал, например, жидкости, суспензии и т.п., в системе. Каждая трубка может рассматриваться как имеющая набор собственных видов колебаний, в том числе, но не только, простое изгибание, скручивание, радиальное колебание и связанные виды колебаний. В типичном варианте применения измерения кориолисова массового расхода трубка возбуждается одним или более видов колебаний по мере того, как материал протекает через трубу, и движение трубки измеряется в точках, разнесенных вдоль трубки. Возбуждение типично обеспечивает посредством привода, например электромеханического устройства, такого как привод типа звуковой катушки, который периодически возмущает трубку. Удельный массовый расход может быть определен посредством измерения временной задержки или разности фаз между движениями в местоположениях измерительных преобразователей. Два таких измерительных преобразователя (или измерительных датчика) типично используются для того, чтобы измерять вибрационную характеристику расходомерной трубки или трубок и типично располагаются в местоположениях до и после привода по ходу потока. Эти два измерительных преобразователя подключены к измерительной посредством кабельной проводки, например двух независимых пар проводов. Измерительная аппаратура принимает сигналы от этих двух измерительных датчиков и обрабатывает сигналы, чтобы выводить результаты измерения удельного массового расхода.A typical Coriolis mass flow meter includes one or more tubes that are connected in line to a pipeline or other transport system and transfer material, such as liquids, suspensions, and the like, into the system. Each tube can be considered as having a set of its own modes of vibration, including, but not limited to, simple bending, twisting, radial vibration, and related modes of vibration. In a typical Coriolis mass flow measurement application, the tube is excited by one or more modes of vibration as the material flows through the tube and the movement of the tube is measured at points spaced along the tube. The excitation is typically provided by a drive, for example an electromechanical device, such as a voice coil type drive, which periodically perturbs the tube. The specific mass flow rate can be determined by measuring the time delay or the phase difference between the motions at the locations of the transducers. Two such transducers (or gauges) are typically used to measure the vibrational characteristics of the flow tube or tubes and are typically located at the locations before and after the drive along the flow. These two measuring transducers are connected to the measuring via cable wiring, for example two independent pairs of wires. The measuring equipment receives signals from these two measuring sensors and processes the signals to output the results of the measurement of specific mass flow rate.

Расходомеры используются для того, чтобы выполнять измерения удельного массового расхода для широкого разнообразия потоков жидкости. Одна область, в которой потенциально могут использоваться кориолисовы расходомеры, заключается в измерении на нефтяных и газовых скважинах. Продукция таких скважин может содержать многофазный поток, включающий в себя нефть или газ, но также включающий в себя другие компоненты, в том числе, например, воду и воздух. Очень желательно, чтобы результирующее измерение было максимально точным, даже для таких многофазных потоков.Flowmeters are used to measure specific mass flow rates for a wide variety of fluid flows. One area in which Coriolis flowmeters can potentially be used is in oil and gas wells. The products of such wells may contain a multiphase flow including oil or gas, but also including other components, including, for example, water and air. It is highly desirable that the resulting measurement be as accurate as possible, even for such multiphase flows.

Кориолисовы датчики предлагают высокую точность для однофазных потоков. Тем не менее, когда кориолисов расходомер используется для того, чтобы измерять аэрированные жидкости или жидкости, включающие в себя увлеченный газ, точность датчика может значительно ухудшаться. Увлеченный газ обычно присутствует в качестве пузырьков в текущем материале. Размер пузырьков может варьироваться в зависимости от качества присутствующего газа, давления текущего материала, температуры и степени смешения в трубопроводе. Степень снижения эффективности связана не только с тем, сколько всего газа присутствует, но также с размером отдельных газовых пузырьков в потоке. Размер пузырьков влияет на точность измерения. Большие пузырьки занимают больше объема, приводя к колебаниям плотности текущего материала. Вследствие сжимаемости газа пузырьки могут изменять количество газа, при этом необязательно изменяться по размеру. Наоборот, если давление изменяется, размер пузырьков может соответствующим образом изменяться, расширяясь по мере того, как давление падает, или сжимаясь по мере того, как давление повышается. Это также может вызывать изменения собственной или резонансной частоты расходомера.Coriolis sensors offer high accuracy for single-phase flows. However, when a Coriolis flowmeter is used to measure aerated fluids or fluids including entrained gas, the accuracy of the sensor can be significantly degraded. Entrained gas is usually present as bubbles in the flowing material. The size of the bubbles can vary depending on the quality of the gas present, the pressure of the flowing material, the temperature and the degree of mixing in the pipeline. The degree of reduction in efficiency is associated not only with how much total gas is present, but also with the size of individual gas bubbles in the stream. The size of the bubbles affects the accuracy of the measurement. Large bubbles take up more volume, leading to fluctuations in the density of the current material. Due to the compressibility of the gas, the bubbles can change the amount of gas, without necessarily changing in size. Conversely, if the pressure changes, the size of the bubbles may accordingly change, expanding as the pressure drops, or contracting as the pressure rises. It can also cause changes in the natural or resonant frequency of the flowmeter.

Другой проблемой, вызываемой газовыми пузырьками, является проскальзывание. Небольшие пузырьки обычно перемещаются с жидким текущим материалом по мере того, как расходомер вибрирует. Тем не менее, большие пузырьки не перемещаются с жидкостью в ходе вибрации расходомерной трубки. Наоборот, пузырьки могут терять связь с жидкостью и могут перемещаться независимо от жидкости. Следовательно, жидкость может обтекать вокруг пузырьков. Это негативно влияет на вибрационный отклик расходомера.Another problem caused by gas bubbles is slippage. Small bubbles typically move with liquid flowing material as the flowmeter vibrates. However, large bubbles do not move with the fluid during vibration of the flow tube. Conversely, bubbles can lose contact with the fluid and can move independently of the fluid. Consequently, fluid may flow around the bubbles. This negatively affects the vibrational response of the flowmeter.

В данной области техники существует потребность в вибрационном расходомере, который обнаруживает проблематичные уровни увлеченного газа. В данной области техники существует потребность в вибрационном расходомере, который позволяет точно измерять характеристики потока при наличии увлеченного газа.There is a need in the art for a vibratory flow meter that detects problematic levels of entrained gas. There is a need in the art for a vibratory flow meter that accurately measures flow characteristics in the presence of entrained gas.

В данной области техники остается потребность в вибрационном расходомере, который может точно измерять характеристики потока при любом уровне увлеченного газа.There remains a need in the art for a vibratory flow meter that can accurately measure flow characteristics at any level of entrained gas.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Вибрационный расходомер для введения поправки на увлеченный газ в текущем материале предложен согласно варианту осуществления изобретения. Вибрационный расходомер содержит расходомер в сборе, выполненный с возможностью формировать вибрационную характеристику для текущего материала, датчик размера пузырьков, выполненный с возможностью формировать сигнал измерения пузырьков для текущего материала, и измерительная электроника, соединенная с расходомером в сборе и с датчиком размера пузырьков. Измерительная электроника выполнена с возможностью принимать вибрационную характеристику и сигнал измерения пузырьков, определять размер пузырьков в текущем материале с использованием, по меньшей мере, сигнала измерения пузырьков, определять одну или более характеристик потока текущего материала с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков.A vibratory flow meter for adjusting for entrained gas in the flow material is provided according to an embodiment of the invention. The vibratory flow meter comprises a complete flowmeter configured to generate a vibrational characteristic for the current material, a bubble size sensor configured to generate a bubble measurement signal for the current material, and measurement electronics connected to the flowmeter assembly and to the bubble size sensor. Measuring electronics is configured to receive a vibrational characteristic and a bubble measurement signal, determine the size of the bubbles in the current material using at least a bubble measurement signal, determine one or more flow characteristics of the current material using at least the vibrational characteristic and size of the bubbles .

Вибрационный расходомер для введения поправки на увлеченный газ в текущем материале предложен согласно варианту осуществления изобретения. Вибрационный расходомер содержит расходомер в сборе, выполненный с возможностью формировать вибрационную характеристику для текущего материала, датчик размера пузырьков, выполненный с возможностью формировать сигнал измерения пузырьков для текущего материала, и измерительную электронику, соединенную с расходомером в сборе и с датчиком размера пузырьков. Измерительная электроника выполнена с возможностью принимать вибрационную характеристику и сигнал измерения пузырьков, определять размер пузырьков в текущем материале с использованием, по меньшей мере, сигнала измерения пузырьков, определять одну или более характеристик потока текущего материала с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и формировать сигнал тревоги, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, при этом сигнал тревоги указывает на то, что одна или более характеристик потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения.A vibratory flow meter for adjusting for entrained gas in the flow material is provided according to an embodiment of the invention. The vibratory flow meter comprises a complete flowmeter configured to generate a vibrational characteristic for the current material, a bubble size sensor configured to generate a bubble measurement signal for the current material, and measuring electronics coupled to the flowmeter assembly and to the bubble size sensor. The measuring electronics is configured to receive a vibrational characteristic and a bubble measurement signal, determine the size of the bubbles in the current material using at least a bubble measurement signal, determine one or more flow characteristics of the current material using at least a vibrational characteristic, and generate a signal alarms if the bubble size exceeds a predetermined threshold size, while the alarm indicates that one or more Stick flow exceeded a predetermined tolerance for measurement error.

Способ введения поправки на увлеченный газ в текущем материале предложен согласно варианту осуществления изобретения. Способ содержит определение размера пузырьков в текущем материале с использованием, по меньшей мере, измерения колебаний текущего материала, формирование вибрационной характеристики посредством задания вибрации расходомерной трубки в сборе и определение одной или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков.A method for adjusting for entrained gas in the current material is proposed according to an embodiment of the invention. The method comprises determining the size of the bubbles in the current material using at least vibration measurements of the current material, generating a vibrational characteristic by setting the vibration of the flow tube assembly and determining one or more flow characteristics using at least the vibrational characteristic and size of the bubbles.

Способ введения поправки на увлеченный газ в текущем материале предложен согласно варианту осуществления изобретения. Способ содержит определение размера пузырьков в текущем материале с использованием, по меньшей мере, измерения колебаний текущего материала, формирование вибрационной характеристики посредством задания вибрации расходомерной трубки в сборе и определение одной или более характеристик потока текущего материала с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и формирование сигнала тревоги, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, при этом сигнал тревоги указывает на то, что одна или более характеристик потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения.A method for adjusting for entrained gas in the current material is proposed according to an embodiment of the invention. The method comprises determining the size of the bubbles in the current material using at least vibration measurements of the current material, generating a vibrational characteristic by setting the vibration of the flow tube assembly and determining one or more flow characteristics of the current material using at least a vibrational characteristic and forming alarm, if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size, while the alarm indicates that one or More flow characteristics exceeded the predefined tolerance on measurement error.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION

В одном аспекте вибрационного расходомера датчик размера пузырьков измеряет реакцию пузырьков на вибрацию одного или более пузырьков в текущем материале.In one aspect of a vibratory flowmeter, a bubble size sensor measures the response of bubbles to the vibration of one or more bubbles in the current material.

В другом аспекте вибрационного расходомера датчик размера пузырьков вызывает вибрацию в текущем материале и впоследствии измеряет реакцию пузырьков на вибрацию.In another aspect of the vibratory flowmeter, the bubble size sensor causes vibration in the flowing material and subsequently measures the reaction of the bubbles to vibration.

В другом аспекте вибрационного расходомера датчик размера пузырьков акустически вызывает вибрацию в текущем материале и впоследствии измеряет реакцию пузырьков на вибрацию.In another aspect of the vibratory flowmeter, the bubble size sensor acoustically vibrates in the current material and subsequently measures the reaction of the bubbles to vibration.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера датчик вибраций пузырьков является отдельным и независимым от расходомера в сборе.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, the bubble vibration sensor is separate and independent of the complete flowmeter.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера датчик вибраций пузырьков выполнен, как часть расходомера в сборе.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, the bubble vibration sensor is configured as part of the complete flowmeter.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера датчик вибраций пузырьков содержит, по меньшей мере, один измерительный датчик расходомера в сборе.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, the bubble vibration sensor comprises at least one complete flowmeter measurement sensor.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера определение размера пузырьков содержит определение размера по существу наибольшего пузырька в текущем материале.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, determining the size of the bubbles comprises determining the size of the substantially largest bubble in the current material.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера определение размера пузырьков дополнительно содержит определение размера пузырьков в текущем материале, которые превышают предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, determining the size of the bubbles further comprises determining the size of the bubbles in the current material that exceed a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера измерительная электроника дополнительно выполнена с возможностью формировать сигнал тревоги, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, при этом сигнал тревоги указывает то, что одна или более характеристик потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, the measurement electronics is further configured to generate an alarm if the bubble size exceeds a predetermined threshold size, wherein the alarm indicates that one or more flow characteristics has exceeded a predetermined measurement error tolerance.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера дополнительно содержится этап формирования выходных данных размера пузырьков.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, a further step is provided for generating bubble size output data.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера дополнительно содержится этап формирования индикации изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the vibratory flow meter, an additional step is the step of generating an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера определение одной или более характеристик потока дополнительно содержит определение одной или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков, только если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, determining one or more flow characteristics further comprises determining one or more flow characteristics using at least the vibrational characteristic and the size of the bubbles, only if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера формирование сигнала тревоги дополнительно содержит формирование выходных данных размера пузырьков, указывающих размер пузырьков.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, generating an alarm further comprises generating bubble size output data indicative of bubble size.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера формирование сигнала тревоги дополнительно содержит формирование выходных данных размера пузырьков по существу наибольшего пузырька в текущем материале.In yet another aspect of the vibratory flow meter, generating an alarm further comprises generating output data of bubble size of the substantially largest bubble in the current material.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера формирование сигнала тревоги дополнительно содержит формирование индикации изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, generating an alarm further comprises generating an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте вибрационного расходомера измерительная электроника дополнительно выполнена с возможностью определять одну или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков.In yet another aspect of the vibratory flowmeter, the measurement electronics is further configured to determine one or more flow characteristics using at least the vibrational characteristic and bubble size.

В одном аспекте способа определение размера пузырьков содержит определение размера по существу наибольшего пузырька в текущем материале.In one aspect of the method, determining the size of the bubbles comprises determining the size of the substantially largest bubble in the current material.

В другом аспекте способа определение размера пузырьков дополнительно содержит определение размера пузырьков в текущем материале, которые превышают предварительно определенный пороговый размер.In another aspect of the method, determining the size of the bubbles further comprises determining the size of the bubbles in the current material that exceed a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте способа способ дополнительно содержит формирование сигнала тревоги, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, при этом сигнал тревоги указывает то, что одна или более характеристик потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения.In yet another aspect of the method, the method further comprises generating an alarm if the bubble size exceeds a predetermined threshold size, wherein the alarm indicates that one or more flow characteristics has exceeded a predetermined measurement error tolerance.

В еще одном аспекте способа способ дополнительно содержит формирование выходных данных размера пузырьков.In yet another aspect of the method, the method further comprises generating bubble size output.

В еще одном аспекте способа способ дополнительно содержит формирование индикации изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the method, the method further comprises providing an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте способа определение характеристики потока дополнительно содержит определение одной или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков, только если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the method, determining a flow characteristic further comprises determining one or more flow characteristics using at least a vibration characteristic and bubble size only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте способа формирование сигнала тревоги дополнительно содержит формирование выходных данных размера пузырьков.In another aspect of the method, generating an alarm further comprises generating bubble size output.

В еще одном аспекте способа формирование сигнала тревоги дополнительно содержит формирование индикации изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In another aspect of the method, generating an alarm further comprises generating an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

В еще одном аспекте способа способ дополнительно содержит определение одной или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков.In yet another aspect of the method, the method further comprises determining one or more flow characteristics using at least a vibration characteristic and bubble size.

В еще одном аспекте способа определение одной или более характеристик потока дополнительно содержит определение одной или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков, только если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.In yet another aspect of the method, determining one or more flow characteristics further comprises determining one or more flow characteristics using at least a vibrational characteristic and bubble size only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS

Фиг.1 показывает расходомер, содержащий расходомер в сборе и измерительную электронику.Figure 1 shows a flow meter comprising a complete flow meter and meter electronics.

Фиг.2 показывает вибрационный расходомер согласно варианту осуществления изобретения.2 shows a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention.

Фиг.3 показывает блок-схему последовательности операций способа введения поправки на увлеченный газ в текущем материале в вибрационном расходомере.Figure 3 shows a flowchart of a method for correcting entrained gas in a flow material in a vibratory flow meter.

Фиг.4 является графиком статистического распределения размеров пузырьков в текущем материале.Figure 4 is a graph of the statistical distribution of bubble sizes in the current material.

Фиг.5 показывает пузырек радиуса R, перемещающийся относительно материала потока жидкости.5 shows a bubble of radius R moving relative to a fluid flow material.

Фиг.6 показывает объем вытесняемой жидкости и пузырек до и после проскальзывания в материале потока жидкости.6 shows the volume of displaced fluid and the bubble before and after slipping in the fluid flow material.

Фиг.7 показывает блок-схему последовательности операций способа введения поправки на увлеченный газ в текущем материале в вибрационном расходомере.7 shows a flowchart of a method for correcting entrained gas in a flow material in a vibratory flow meter.

Фиг.8 показывает вибрационный расходомер согласно варианту осуществления изобретения.Fig. 8 shows a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention.

Фиг.9 показывает вибрационный расходомер согласно варианту осуществления изобретения.9 shows a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Фиг.1-9 и последующее описание показывают конкретные примеры, чтобы обучать специалистов в данной области техники тому, как создавать и применять оптимальный режим осуществления изобретения. В целях изучения принципов изобретения некоторые традиционные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание отклонения от этих примеров, которые попадают в пределы объема изобретения. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что признаки, описанные ниже, могут комбинироваться различными способами, чтобы формировать несколько вариантов изобретения. Как результат, изобретение ограничено не конкретными примерами, описанными ниже, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.Figures 1-9 and the following description show specific examples in order to train those skilled in the art on how to create and apply an optimal mode for carrying out the invention. In order to study the principles of the invention, some traditional aspects are simplified or omitted. Specialists in the art should take into account deviations from these examples, which fall within the scope of the invention. Specialists in the art should take into account that the features described below can be combined in various ways to form several variants of the invention. As a result, the invention is not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.

Фиг.1 показывает расходомер 5, содержащий расходомер 10 в сборе и измерительную электронику 20. Измерительная электроника 20 подключена к измерителю 10 в сборе через выводы 100 и выполнена с возможностью предоставлять измерения одного или более из плотности, удельного массового расхода, объемного расхода, суммарного массового расхода, температуры и другой информации по каналу 26 связи. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что настоящее изобретение может использоваться в любом типе кориолисова расходомера независимо от числа приводов, измерительных датчиков, расходомерных трубок или рабочего режима колебаний. Помимо этого следует понимать, что расходомер 5 альтернативно может содержать вибрационный денситометр.Figure 1 shows a flowmeter 5 comprising a complete flowmeter 10 and a measurement electronics 20. The measurement electronics 20 is connected to the complete meter 10 through terminals 100 and is configured to provide measurements of one or more of density, specific mass flow rate, volumetric flow rate, total mass flow, temperature and other information on the communication channel 26. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be used in any type of Coriolis flowmeter regardless of the number of drives, measuring sensors, flow tubes, or operating mode of vibration. In addition, it should be understood that the flow meter 5 may alternatively comprise a vibrating densitometer.

Расходомер 10 в сборе включает в себя пару фланцев 101 и 101', коллекторы 102 и 102', привод 104, измерительные датчики 105 и 105' и расходомерные трубки 103А и 103В. Привод 104 и измерительные датчики 105 и 105' соединены с расходомерными трубками 10 ЗА и 103В.The complete flowmeter 10 includes a pair of flanges 101 and 101 ', manifolds 102 and 102', an actuator 104, measuring sensors 105 and 105 ', and flow tubes 103A and 103B. The actuator 104 and the measuring sensors 105 and 105 'are connected to the flow tubes 10 3A and 103B.

В одном варианте осуществления, как показано, расходомерные трубки 103А и 103В представляют собой практически U-образные расходомерные трубки. Альтернативно, в других вариантах осуществления расходомерные трубки могут представлять собой практически прямые расходомерные трубки. Тем не менее, другие формы также могут использоваться и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.In one embodiment, as shown, the flow tubes 103A and 103B are substantially U-shaped flow tubes. Alternatively, in other embodiments, the flow tubes may be substantially straight flow tubes. However, other forms may also be used and are within the scope of the description and claims.

Фланцы 101 и 101' прикреплены к коллекторам 102 и 102'. Коллекторы 102 и 102' могут быть прикреплены к противоположным концам разделителя 106. Распорка 106 сохраняет разнесение между коллекторами 102 и 102', чтобы предотвращать нежелательные вибрации в расходомерных трубах 103А и 103В. Когда расходомер 10 в сборе вставляется в систему трубопровода (не показано), которая транспортирует измеряемый текущий материал, текущий материал поступает в расходомер 10 в сборе через фланец 101, проходит через впускной коллектор 102, где общее количество текущего материала направляется для входа в расходомерные трубки 103А и 103В, протекает через расходомерные трубки 103А и 103В и обратно в выпускной коллектор 102', где он выходит из измерителя 10 в сборе через фланец 101'.Flanges 101 and 101 'are attached to manifolds 102 and 102'. The manifolds 102 and 102 'may be attached to opposite ends of the spacer 106. The spacer 106 maintains spacing between the manifolds 102 and 102' to prevent unwanted vibrations in the flow tubes 103A and 103B. When the complete flow meter 10 is inserted into a piping system (not shown) that conveys the measured flow material, the current material enters the flow meter 10 assembly through the flange 101, passes through the intake manifold 102, where the total amount of flow material is sent to enter the flow tubes 103A and 103B, flows through the flow tubes 103A and 103B and back to the exhaust manifold 102 ', where it exits the complete meter 10 through the flange 101'.

Расходомерные трубки 103А и 103В выбираются и надлежащим образом устанавливаются на впускном коллекторе 102 и на выпускном коллекторе 102', чтобы иметь практически одинаковое распределение масс, моменты инерции и модули упругости вокруг осей изгиба W-W и W-W, соответственно. Расходомерные трубки 103А и 103В идут снаружи от коллекторов 102 и 102' практически параллельно.The flow tubes 103A and 103B are selected and suitably mounted on the intake manifold 102 and on the exhaust manifold 102 ′ to have substantially the same mass distribution, inertia moments, and elastic moduli around the bending axes W-W and W-W, respectively. The flow tubes 103A and 103B extend almost parallel to the outside of the manifolds 102 and 102 '.

Расходомерные трубки 103А и 103В возбуждаются посредством привода 104 в противоположных направлениях вокруг соответствующих осей изгиба W и W и в том, что называется первым режимом несовпадающего по фазе сгиба расходомера 5. Привод 104 может содержать одну из многих известных компоновок, таких как магнит, устанавливаемый на расходомерной трубке 103А, и противостоящая катушка, устанавливаемая в расходомерной трубке 103В. Переменный ток проходит через противостоящую катушку, чтобы заставлять обе трубки колебаться. Надлежащий сигнал возбуждения направляется измерительной электроникой 20 к приводу 104 через вывод 110.The flow tubes 103A and 103B are driven by the actuator 104 in opposite directions around the respective bending axes W and W and in what is called the first phase mismatch of the flowmeter 5. The actuator 104 may include one of many known arrangements, such as a magnet mounted on a flow tube 103A, and an opposing coil mounted in the flow tube 103B. Alternating current passes through the opposing coil to cause both tubes to oscillate. The proper drive signal is routed by measurement electronics 20 to drive 104 through terminal 110.

Измерительная электроника 20 принимает сигналы датчика на выводах 111 и 111', соответственно. Измерительная электроника 20 формирует сигнал возбуждения на выводе 110, который заставляет привод 104 колебать расходомерные трубки 103А и 103В. Измерительная электроника 20 обрабатывает левый и правый сигналы скорости от измерительных датчиков 105 и 105', чтобы вычислять удельный массовый расход. Канал 26 связи образует средство ввода и вывода, которое дает возможность измерительной электронике 20 взаимодействовать с оператором или с другими электронными системами. Описание по фиг.1 предоставляется просто в качестве примера операции кориолисова расходомера и не имеет намерения ограничивать идею настоящего изобретения.The measurement electronics 20 receives sensor signals at terminals 111 and 111 ', respectively. The meter electronics 20 generates an excitation signal at terminal 110, which causes the actuator 104 to vibrate the flow tubes 103A and 103B. The measurement electronics 20 processes the left and right velocity signals from the measurement sensors 105 and 105 'to calculate the specific mass flow rate. The communication channel 26 forms an input and output means, which enables the measuring electronics 20 to interact with the operator or with other electronic systems. The description of FIG. 1 is provided merely as an example of a Coriolis flowmeter operation and is not intended to limit the idea of the present invention.

Одна стандартная проблема в измерении одной или более характеристик потока возникает, когда имеется увлеченный воздух (или любой газ) в текущем материале. Увлеченный газ может присутствовать в качестве пузырьков варьирующегося размера. Когда пузырьки являются относительно небольшими, они оказывают незначительный эффект на измерения расхода жидкости. Тем не менее, по мере того как размер пузырьков увеличивается, ошибка в измерениях расхода жидкости также увеличивается.One common problem in measuring one or more flow characteristics occurs when there is entrained air (or any gas) in the flowing material. Entrained gas may be present as bubbles of varying size. When the bubbles are relatively small, they have little effect on the measurement of fluid flow. However, as the size of the bubbles increases, the error in the measurement of fluid flow also increases.

Фиг. 2 показывает вибрационный расходомер 99 согласно варианту осуществления изобретения. Вибрационный расходомер 99 включает в себя расходомер 10 в сборе, датчик 50 размера пузырьков и измерительную электронику 20. Измерительная электроника 20 соединена с расходомером 10 в сборе посредством выводов 100. Измерительная электроника 20 соединена с датчиком 50 размера пузырьков посредством одного или более выводов 51 в варианте осуществления, показанном на этом чертеже. Расходомер 10 в сборе и датчик 50 размера пузырьков могут быть соединена с трубкой 90, которая проводит текущий материал. Текущий материал может содержать двухфазный или многофазный поток.FIG. 2 shows a vibratory flow meter 99 according to an embodiment of the invention. Vibration flowmeter 99 includes a complete flowmeter 10, a bubble size sensor 50, and measurement electronics 20. The measurement electronics 20 are connected to the flowmeter 10 assembly via leads 100. The measurement electronics 20 is connected to the bubble size sensor 50 through one or more leads 51 in an embodiment the implementation shown in this drawing. The complete flowmeter 10 and the bubble size sensor 50 may be coupled to a tube 90 that conducts the flowing material. The current material may contain a two-phase or multiphase flow.

Расходомер 99 формирует улучшенное измерение характеристик потока. Измерение характеристик потока улучшается при наличии пузырьков увлеченного газа в текущем материале. Например, расходомер 99 может формировать улучшенное измерение плотности для текущего материала. Тем не менее, следует понимать, что расходомер 99 дополнительно может обеспечивать измерение расхода текущего материала. Как результат, расходомер 99 может содержать вибрационный денситометр и/или кориолисов расходомер. Другие дополнительные измерения расхода жидкости могут быть сформированы и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.Flow meter 99 generates an improved measurement of flow characteristics. The measurement of flow characteristics is improved by the presence of entrained gas bubbles in the flowing material. For example, flow meter 99 may generate an improved density measurement for the current material. However, it should be understood that the flow meter 99 may further provide a measurement of the flow rate of the current material. As a result, the flow meter 99 may include a vibrating densitometer and / or Coriolis flow meter. Other additional measurements of fluid flow can be formed and are within the scope of the description and claims.

Измерительная электроника 20 в одном варианте осуществления выполнена с возможностью вызывать вибрацию в расходомерных трубках 103А и 103В. Вибрация осуществляется посредством привода 104. Измерительная электроника 20 дополнительно принимает результирующие колебательные сигналы от измерительных датчиков 105 и 105'. Колебательные сигналы представляют собой вибрационную характеристику расходомерных трубок 103А и 103В. Измерительная электроника 20 обрабатывает вибрационную характеристику и определяют одну или более характеристик потока, таких как плотность, масса и/или объемный расход и т.д.The meter electronics 20 in one embodiment is configured to cause vibration in the flow tubes 103A and 103B. Vibration is carried out through the actuator 104. The measuring electronics 20 further receives the resulting vibrational signals from the measuring sensors 105 and 105 '. The vibrational signals are the vibrational characteristic of the flow tubes 103A and 103B. Measuring electronics 20 processes the vibrational characteristic and determines one or more flow characteristics, such as density, mass and / or volumetric flow, etc.

Датчик 50 размера пузырьков может составлять неотъемлемую часть вибрационного расходомера 99 и может быть выполнен как часть расходомера 10 в сборе. Альтернативно, датчик 50 размера пузырьков может представлять собой отдельный компонент, который является отдельным и независимым от расходомера 10 в сборе. В другой альтернативе, датчик 50 размера пузырьков может быть частью расходомера 10 в сборе и может содержать, по меньшей мере, один измерительный датчик 105 и/или 105' расходомера 10 в сборе.The bubble size sensor 50 can be an integral part of the vibratory flow meter 99 and can be performed as part of the complete flow meter 10. Alternatively, the bubble size sensor 50 may be a separate component that is separate and independent of the flowmeter 10 assembly. In another alternative, the bubble size sensor 50 may be part of the complete flowmeter 10 and may include at least one measurement sensor 105 and / or 105 'of the complete flowmeter 10.

Датчик 50 размера пузырьков выполнен с возможностью формировать сигнал измерения пузырьков для текущего материала. Датчик 50 размера пузырьков может измерять реакцию пузырьков на вибрацию одного или более пузырьков в текущем материале и формировать сигнал измерения пузырьков из вибрационной характеристики пузырьков. Датчик 50 размера пузырьков может пассивно обнаруживать вибрации пузырьков. Альтернативно, датчик 50 размера пузырьков может вызывать вибрацию в текущем материале и затем может измерять реакцию пузырьков на вибрацию.The bubble size sensor 50 is configured to generate a bubble measurement signal for the current material. The bubble size sensor 50 can measure the reaction of the bubbles to the vibration of one or more bubbles in the current material and generate a bubble measurement signal from the vibrational characteristic of the bubbles. The bubble size sensor 50 can passively detect bubble vibrations. Alternatively, the bubble size sensor 50 may cause vibration in the flowing material and then can measure the reaction of the bubbles to vibration.

Вибрации в некоторых вариантах осуществления представляет собой акустические вибрации. Альтернативно, в других вариантах осуществления вибрации являются неакустическими.Vibrations in some embodiments are acoustic vibrations. Alternatively, in other embodiments, vibrations are inacoustic.

Датчик 50 размера пузырьков в некоторых вариантах осуществления содержит активный элемент, который как формирует, так и обнаруживает вибрации. Датчик 50 размера пузырьков в этом варианте осуществления может вызывать вибрацию в соответствующей расходомерной трубке или текущем материале и может принимать результирующие вибрации. Наведенные вибрации могут быть проанализированы, чтобы определять размеры пузырьков увлеченного газа в текущем материале. Датчик 50 размера пузырьков альтернативно может вызывать вибрацию в потоке непосредственно, например, через порт в трубке. Альтернативно, в других вариантах осуществления датчик 50 размера пузырьков содержит пассивное устройство, которое просто обнаруживает и принимает вибрации. Датчик 50 размера пузырьков может обнаруживать вибрации трубки, в том числе, например, трубки расходомера 10 в сборе, или может непосредственно обнаруживать вибрации текущего материала. Датчик 50 размера пузырьков может принимать вибрации, формируемые посредством потока текущего материала, причем вибрации могут обрабатываться, чтобы определять размер или размеры пузырьков.The bubble size sensor 50 in some embodiments comprises an active element that both forms and detects vibrations. The bubble size sensor 50 in this embodiment may cause vibration in the corresponding flow tube or flow material and may receive the resulting vibrations. The induced vibrations can be analyzed to determine the sizes of entrained gas bubbles in the flowing material. The bubble size sensor 50 can alternatively cause vibration in the flow directly, for example, through a port in the tube. Alternatively, in other embodiments, the bubble size sensor 50 comprises a passive device that simply detects and receives vibrations. The bubble size sensor 50 may detect vibrations of the tube, including, for example, the tubes of the flowmeter assembly 10, or may directly detect vibrations of the current material. The bubble size sensor 50 can receive vibrations generated by the flow of the current material, and vibrations can be processed to determine the size or sizes of the bubbles.

Расходомер 10 в сборе выполнен с возможностью формировать вибрационную характеристику для текущего материала. Измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать сигнал измерения пузырьков и вибрационную характеристику, чтобы определять размер пузырьков, помимо прочего. Измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать сигнал измерения пузырьков и вибрационную характеристику, чтобы определять размер пузырьков в текущем материале, превышающий предварительно определенный пороговый размер. Измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать сигнал измерения пузырьков и вибрационную характеристику, чтобы определять размер по существу наибольшего пузырька в текущем материале.The complete flowmeter 10 is configured to generate a vibrational characteristic for the current material. The measurement electronics 20 may receive and process the bubble measurement signal and vibration characteristic to determine bubble size, among other things. The measurement electronics 20 may receive and process the bubble measurement signal and vibration characteristic to determine the size of the bubbles in the current material in excess of a predetermined threshold size. The measurement electronics 20 can receive and process the bubble measurement signal and vibration characteristic to determine the size of the substantially largest bubble in the current material.

Измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать сигнал измерения пузырьков и вибрационную характеристику, чтобы определять одну или более характеристик потока с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков (см. фиг.3 и сопровождающее пояснение). Альтернативно, измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать сигнал измерения пузырьков и вибрационную характеристику, чтобы формировать сигнал тревоги, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер (см. фиг.7 и сопровождающее пояснение). Сигнал тревоги, следовательно, может указывать, что характеристика потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения.The measurement electronics 20 may receive and process a bubble measurement signal and a vibrational characteristic to determine one or more flow characteristics using at least the vibrational characteristic and the size of the bubbles (see FIG. 3 and the accompanying explanation). Alternatively, the measurement electronics 20 may receive and process the bubble measurement signal and vibration characteristic to generate an alarm if the bubble size exceeds a predetermined threshold size (see FIG. 7 and the accompanying explanation). The alarm, therefore, may indicate that the flow characteristic has exceeded a predetermined tolerance for measurement error.

Измерительная электроника 20 может формировать выходные данные размера пузырьков. В некоторых вариантах осуществления выходные данные размера пузырьков содержат размер одного или более пузырьков. В некоторых вариантах осуществления выходные данные размера пузырьков содержат размер по существу наибольшего пузырька в текущем материале. Выходные данные размера пузырьков могут быть сохранены и/или переданы оператору или могут быть переданы в удаленное местоположение или устройство.Measuring electronics 20 may generate bubble size output. In some embodiments, the bubble size output contains the size of one or more bubbles. In some embodiments, the implementation of the output size of the bubbles contain the size of essentially the largest bubble in the current material. The bubble size output may be stored and / or transmitted to an operator or may be transmitted to a remote location or device.

Измерительная электроника 20 может формировать индикацию изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер. Индикация изменения параметров потока может предлагать оператору или специалисту изменять параметры потока в расходомере 99, к примеру, посредством изменения расхода, давления в потоке или других параметров потока.Measuring electronics 20 may generate an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size. An indication of a change in flow parameters may prompt the operator or a specialist to change the flow parameters in the flow meter 99, for example, by changing the flow rate, pressure in the stream, or other flow parameters.

Измерительная электроника 20 может определять одну или более характеристик потока на основе размера пузырьков. Например, размер пузырьков может коррелироваться со значением объемного газосодержания и удельного массового расхода либо объемный расход может регулироваться соответствующим образом. В некоторых вариантах осуществления измерительная электроника 20 определяет одну или более характеристик потока, только если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер.Measuring electronics 20 may determine one or more flow characteristics based on bubble size. For example, the size of the bubbles can be correlated with the value of the volumetric gas content and specific mass flow rate or the volumetric flow rate can be adjusted accordingly. In some embodiments, the measurement electronics 20 determines one or more flow characteristics only if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

Модель жидкости содержит уравнения движения сферической частицы в колеблющемся потоке, как, например, описано в работе R Clift., Grace J.R и Weber M.E., "Bubbles, Drops and Particles", N.Y., Academic Press, 1978, стр. 306-314, включенной в данный документ по ссылке. Решение уравнений находят посредством решения неустановившихся уравнений Стокса и последующего использования эмпирических коррекций для различных членов, чтобы учитывать более высокие числа Рейнольдса, как можно обнаруживать в некоторых вариантах применения кориолисовых измерителей.The fluid model contains the equations of motion of a spherical particle in an oscillating flow, as, for example, described by R Clift., Grace JR and Weber ME, "Bubbles, Drops and Particles", NY, Academic Press, 1978, pp. 306-314, included to this document by reference. The solution to the equations is found by solving the unsteady Stokes equations and then using empirical corrections for the various terms to take into account the higher Reynolds numbers, as can be found in some applications of Coriolis meters.

Фиг.3 показывает блок-схему 300 последовательности операций способа введения поправки на увлеченный газ в текущем материале в вибрационном расходомере. На этапе 301 размер пузырьков определяется через измерение размера одного или более пузырьков в текущем материале. Датчик размера пузырьков может использоваться для того, чтобы определять размер пузырьков. Размер пузырьков может быть определен с использованием вибрационного измерения размера пузырьков или акустического измерения размера пузырьков, как пояснено ранее. Измерение размера пузырьков подробно поясняется ниже, после пояснения блок-схемы 300 последовательности операций способа.FIG. 3 shows a flowchart 300 of a method for correcting entrained gas in a flow material in a vibratory flow meter. At step 301, the size of the bubbles is determined by measuring the size of one or more bubbles in the current material. A bubble size sensor can be used to detect bubble size. The size of the bubbles can be determined using vibrational measurement of the size of the bubbles or acoustic measurement of the size of the bubbles, as explained previously. The measurement of the size of the bubbles is explained in detail below, after explaining the flowchart 300 of the sequence of operations of the method.

Размер пузырьков в некоторых вариантах осуществления представляет собой мгновенный размер пузырьков. Размер пузырьков в некоторых вариантах осуществления содержит практически средний размер пузырьков. Размер пузырьков в некоторых вариантах осуществления содержит измерение размера пузырьков, превышающих предварительно определенный пороговый размер. Размер пузырьков в некоторых вариантах осуществления содержит размер по существу наибольшего пузырька. Может использоваться размер по существу наибольшего пузырька, поскольку наибольшие пузырьки в текущем материале должны иметь наибольшее влияние и воздействие на измеренные характеристики потока.The size of the bubbles in some embodiments, the implementation is the instantaneous size of the bubbles. The size of the bubbles in some embodiments, the implementation contains almost the average size of the bubbles. The size of the bubbles in some embodiments, the implementation includes measuring the size of the bubbles in excess of a predetermined threshold size. The size of the bubbles in some embodiments, the implementation contains the size of essentially the largest bubble. The size of the substantially largest bubble may be used, since the largest bubbles in the flowing material should have the greatest influence and effect on the measured flow characteristics.

На этапе 302 вибрационная характеристика формируется посредством наведения вибрации в расходомерной трубке в сборе. Вибрационная характеристика должна варьироваться согласно потоку текущего материала в расходомерной трубке в сборе.At step 302, a vibrational characteristic is generated by inducing vibration in the flow tube assembly. The vibration characteristic should vary according to the flow of the current material in the flow tube assembly.

На этапе 303 одна или более характеристик потока определяются с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики и размера пузырьков. Одна или более характеристик потока могут включать в себя, например, плотность текущего материала. Одна или более характеристик потока могут включать в себя, например, удельный массовый расход текущего материала. Тем не менее, другие характеристики потока допускаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.At 303, one or more flow characteristics are determined using at least a vibrational characteristic and bubble size. One or more flow characteristics may include, for example, the density of the flowing material. One or more flow characteristics may include, for example, specific mass flow rate of the current material. However, other flow characteristics are permitted and are within the scope of the description and claims.

Определение может обеспечивать высокий уровень точности одной или более характеристик потока. Например, на измерение плотности, как известно, влияет увлеченный газ в жидком текущем материале, что, также, известно как условие двухфазного потока, и, следовательно, плотность может быть более точно и надежно определена с использованием размера пузырьков. Размер пузырьков (и необязательно число пузырьков) может использоваться для того, чтобы определять практически мгновенный газовый объем в текущем материале. Газовый объем может вычитаться из практически мгновенного объемного расхода.The determination may provide a high level of accuracy for one or more flow characteristics. For example, the measurement of density is known to be affected by entrained gas in the liquid flowing material, which is also known as a two-phase flow condition, and therefore, the density can be more accurately and reliably determined using the size of the bubbles. The size of the bubbles (and optionally the number of bubbles) can be used to determine the almost instantaneous gas volume in the flowing material. The gas volume can be subtracted from the almost instantaneous volumetric flow rate.

В некоторых вариантах осуществления, этап определения может быть основан на текущем размере пузырьков. Например, если обнаруживаемые пузырьки не превышают предварительно определенный пороговый размер, то определение может необязательно выполняться с использованием только вибрационной характеристики. Наоборот, когда размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, то этап определения может использовать, по меньшей мере, вибрационную характеристику и размер пузырьков. Пороговое значение может быть установлено так, чтобы этап определения выполнялся только тогда, когда влияние размера пузырьков и увлеченного газа становится значительным.In some embodiments, the determining step may be based on the current size of the bubbles. For example, if the detected bubbles do not exceed a predetermined threshold size, then the determination may optionally be performed using only the vibration characteristic. Conversely, when the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size, the determination step may use at least the vibrational characteristic and the size of the bubbles. The threshold value can be set so that the determination step is performed only when the effect of bubble size and entrained gas becomes significant.

Кориолисовы измерители требуют, чтобы текущий материал перемещался полностью с расходомерными трубками в ходе колебания. Когда газовые пузырьки введены, это допущение больше недействительно, поскольку имеется, по меньшей мере, некоторое относительное движение или потеря связи между этими двумя фазами. Модель жидкости для прогнозирования поведения движущихся флюидов позволяет прогнозировать влияние потери связи в кориолисовом измерителе. Дополнительно, модель флюидов может использоваться для того, чтобы компенсировать увлеченный газ в текущем материале, когда размер пузырьков известен.Coriolis meters require that the current material move completely with the flow tubes during the oscillation. When gas bubbles are introduced, this assumption is no longer valid since there is at least some relative motion or loss of connection between the two phases. A fluid model for predicting the behavior of moving fluids allows predicting the effect of bond loss in a Coriolis meter. Additionally, a fluid model can be used to compensate for entrained gas in the flowing material when bubble size is known.

Размер пузырьков в трубопроводе или трубке - это комплексная функция от геометрии линии, расхода и других свойств жидкости. Точное распределение пузырьков в измерителе может измеряться в реальном времени, и модель жидкости может использоваться для того, чтобы компенсировать ошибки, связанные с потерей связи и может обеспечивать возможность усовершенствований в измерениях увлеченного газа.The size of the bubbles in a pipe or tube is a complex function of line geometry, flow rate and other fluid properties. The exact distribution of bubbles in the meter can be measured in real time, and the fluid model can be used to compensate for errors associated with loss of communication and can provide the opportunity for improvements in measurements of entrained gas.

Несколько компаний предлагают измерение размера пузырьков на основе акустики многофазного потока, в том числе ABS Acoustic Bubble Spectrometer от DynaFlow, Inc, Jessup, Maryland, и в том числе продукт StreamTone от CSIRO Manufacturing & Materials Technology, Clayton, Australia. Принцип измерения является очень простым. Каждый пузырек колеблется радиально на собственной частоте, когда попадает в такт с возмущениями давления в потоке или возмущениями давления от внешних источников. Частота колебаний (ω) моды первого порядка является главным образом функцией от размера пузырька согласно следующему:Several companies are offering bubble size measurement based on multiphase flow acoustics, including ABS Acoustic Bubble Spectrometer from DynaFlow, Inc., Jessup, Maryland, and including StreamTone from CSIRO Manufacturing & Materials Technology, Clayton, Australia. The measurement principle is very simple. Each bubble oscillates radially at its own frequency when it hits the beat with pressure perturbations in the flow or pressure perturbations from external sources. The oscillation frequency (ω) of the first-order mode is mainly a function of the size of the bubble according to the following:

где член (a) - это радиус пузырька, член (ρ) - это плотность жидкости текущего материала, член (γ) - это коэффициент удельной теплоемкости текущего материала, а член (p) - это давление жидкости. Измерение содержит возбуждение пузырька либо с помощью турбулентного потока, либо посредством активного возбуждения на определенных частотах и последующего приема и анализа возвращаемых частот.where member (a) is the radius of the bubble, member (ρ) is the fluid density of the current material, member (γ) is the specific heat coefficient of the current material, and member (p) is the fluid pressure. The measurement contains excitation of the bubble either by means of a turbulent flow or by active excitation at certain frequencies and the subsequent reception and analysis of the returned frequencies.

Колебательное измерение размера пузырьков может не являться высокоточным или надежным для меньших пузырьков. Тем не менее, может быть желательным измерять только пузырьки, превышающие определенный размер, поскольку меньшие газовые пузырьки демонстрируют незначительное влияние на точность расходомера.Vibrational measurement of bubble size may not be highly accurate or reliable for smaller bubbles. However, it may be desirable to measure only bubbles exceeding a certain size, since smaller gas bubbles show little effect on the accuracy of the flowmeter.

Фиг.4 является графиком статистического распределения размеров пузырьков в текущем материале. Общеизвестно, что распределение пузырьков в трубопроводе хорошо описывается посредством логарифмически нормального распределения, значительно искажаясь для меньших диаметров. Как показано ниже, значительно искажаясь для меньших диаметров. Как показано ниже, это является полезным, поскольку это означает, что имеется небольшое количество больших пузырьков, содержащих большую часть газового объема. Как и в случае нормального распределения, среднее значение и среднеквадратическое отклонение, как должно быть известно, задают форму распределения. Для последующих разработок эти параметры представляют типичные потоки воды и газа при умеренных расходах.Figure 4 is a graph of the statistical distribution of bubble sizes in the current material. It is well known that the distribution of bubbles in a pipeline is well described by a log-normal distribution, significantly distorted for smaller diameters. As shown below, significantly distorting for smaller diameters. As shown below, this is useful because it means that there are a small number of large bubbles containing most of the gas volume. As in the case of the normal distribution, the mean and standard deviation, as should be known, determine the shape of the distribution. For subsequent developments, these parameters represent typical gas and water flows at moderate flow rates.

Предусмотрено два аспекта управления в отношении ошибки потери связи в кориолисовом расходомере. На измеритель влияет объем газа в измерителе, поскольку этот объем определяет величину жидкости с потерей связи, когда относительное движение возникает между этими двумя фазами. Другими словами, для измерителя не имеет значения, сколько имеется пузырьков, а вместо этого на него влияет объем жидкости, которую вытесняют эти пузырьки. Во-вторых, если данный пузырек является настолько небольшим, что он не теряет связь с жидкостью, в таком случае он не вызывает ошибок и не должен учитываться. Только большие пузырьки должны иметь значение с точки зрения потери связи. Эффект от одного пузырька 5-миллиметров в диаметре может вызывать большую ошибку в измерителе, чем от сотен 0,5-миллиметровых пузырьков.There are two control aspects with respect to communication loss error in a Coriolis flowmeter. The meter is affected by the volume of gas in the meter, since this volume determines the amount of fluid with a loss of bond when relative motion occurs between the two phases. In other words, it does not matter for the meter how many bubbles there are, but instead it is affected by the volume of liquid that these bubbles displace. Secondly, if a given bubble is so small that it does not lose contact with the liquid, then it does not cause errors and should not be taken into account. Only large bubbles should matter in terms of loss of connection. The effect of a single bubble of 5 millimeters in diameter can cause a larger error in the meter than from hundreds of 0.5 millimeter bubbles.

С точки зрения объема при распределении имеют значение только небольшое количество больших пузырьков, поскольку они содержат почти весь суммарный объем. Это интуитивно понятно, поскольку объем сферы является кубом ее радиуса.From the point of view of volume, only a small number of large bubbles are relevant in the distribution, since they contain almost the entire total volume. This is intuitive, since the volume of a sphere is a cube of its radius.

Тем не менее, есть другой переход к большим размерам пузырьков, когда рассматривается фактическая потеря связи, прогнозируемая посредством модели флюидов. Модель прогнозирует, что для очень небольших размеров пузырьков потеря связи отсутствует. Таким образом, для обычного логарифмически нормального распределения, которое уже искажено для меньших размеров, многие из пузырьков в распределении полностью блокируются одновременно с жидкостью и не вызывают ошибки в измерениях плотности или массового расхода.However, there is another transition to larger bubble sizes when the actual bond loss predicted by the fluid model is considered. The model predicts that for very small bubble sizes there is no loss of connection. Thus, for a conventional logarithmically normal distribution, which is already distorted for smaller sizes, many of the bubbles in the distribution are completely blocked simultaneously with the liquid and do not cause errors in density or mass flow measurements.

Выяснилось, что размер пузырьков соотносится с частотой колебания пузырька. Следовательно, размер пузырьков может быть определен посредством обнаружения вибрационной характеристики. Если только имеющие наибольший размер, т.е. наиболее значимые пузырьки в потоке должны обнаруживаться, то должен анализироваться относительно низкочастотный сигнал примерно в диапазоне 800-2000 Гц. Это намного превышает частоты большей части вибраций от насосов и других компонентов. Как результат, принимаемая вибрационная характеристика может анализироваться на предмет радикального увеличения принимаемого сигнала примерно между 800-2000 Гц, что должно представлять большие пузырьки в потоке.It turned out that the size of the bubbles correlates with the frequency of the bubble. Therefore, the size of the bubbles can be determined by detecting a vibrational characteristic. If only having the largest size, i.e. If the most significant bubbles in the flow are to be detected, then a relatively low-frequency signal should be analyzed in the range of approximately 800-2000 Hz. This far exceeds the frequencies of most vibrations from pumps and other components. As a result, the received vibrational characteristic can be analyzed for a radical increase in the received signal between approximately 800-2000 Hz, which should represent large bubbles in the stream.

При условии, что характеристики жидкости известны, и размеры пузырьков в измерителе известны, величина относительного движения (т.е. потеря связи), возникающая в измерителе, может вычисляться. Следовательно, может быть определено то, насколько дальше перемещается каждый пузырек, чем жидкость, что указывает точно, сколько жидкости вытеснено обратно в другом направлении в ответ на движение пузырька. Это приводит непосредственно к определению погрешности плотности и объемного газосодержания через линейное уравнение с одним неизвестным. Способ содержит подход на основе центра тяжести. Следует понимать, что другие способы допускаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.Provided that the characteristics of the fluid are known and the dimensions of the bubbles in the meter are known, the magnitude of the relative motion (i.e., loss of coupling) that occurs in the meter can be calculated. Therefore, it can be determined how much further each bubble moves than the liquid, which indicates exactly how much liquid is pushed back in the other direction in response to the movement of the bubble. This leads directly to the determination of the error in density and volumetric gas content through a linear equation with one unknown. The method comprises a center of gravity approach. It should be understood that other methods are allowed and are within the scope of the description and claims.

Фиг.5 показывает пузырек радиуса R, перемещающийся относительно материала потока жидкости. Пузырек содержит сферическое тело в текучей среде. Текучая среда колеблется синхронно с расходомерной трубкой. Частица имеет радиус R и перемещается на суммарное расстояние в (А_р) с каждым колебанием трубки от нуля до пика. Наибольший интерес заключается в том, как далеко пузырек перемещается через жидкость, а не в ее абсолютном движении относительно лабораторной системы отсчета. Это относительное движение может быть задано как (A_p-A_f), где (A_f) - это амплитуда непрерывной текучей среды. Амплитуда жидкости (A_f), по существу, является амплитудой вибрации расходомерной трубки известной величины.5 shows a bubble of radius R moving relative to a fluid flow material. A bubble contains a spherical body in a fluid. The fluid oscillates synchronously with the flow tube. The particle has a radius R and moves to the total distance in (A _p ) with each tube oscillation from zero to peak. Of greatest interest is how far the bubble travels through the liquid, and not in its absolute movement relative to the laboratory reference frame. This relative motion can be defined as (A _p -A _f ), where (A _f ) is the amplitude of the continuous fluid. The fluid amplitude (A _f ) is essentially the vibration amplitude of a flow tube of a known magnitude.

Чертеж показывает пузырек, перемещающийся от средней линии движения трубки (левой позиции на чертеже) до максимальной амплитуды колебаний на одной стороне. Суммарный объем, на который воздействует частица, перемещающаяся от нуля до пиковой амплитуды через жидкость, является следующим;The drawing shows a bubble moving from the midline of the tube (left position in the drawing) to the maximum vibration amplitude on one side. The total volume affected by the particle moving from zero to peak amplitude through the liquid is as follows;

Тем не менее, фактический объем жидкости, который перемещается, не включает в себя объем газового пузырька. Только объем жидкости, который перемещается в ходе вибрации расходомерной трубки, представляет интерес, и задается следующим образом:However, the actual volume of fluid that moves does not include the volume of the gas bubble. Only the volume of liquid that moves during the vibration of the flow tube is of interest, and is defined as follows:

С использованием этого объема и вышеупомянутого чертежа можно видеть, что анализ центра тяжести может использоваться для того, чтобы находить среднее вытеснение жидкости по пути пузырька. Уравнение для центра тяжести вытесняемой жидкости перед тем, как пузырек перемещается от нуля до пика

, следующее:Using this volume and the aforementioned drawing, it can be seen that a center of gravity analysis can be used to find the average displacement of the liquid along the bubble path. The equation for the center of gravity of the displaced fluid before the bubble moves from zero to peak

following:

Уравнение для центра тяжести вытесняемой жидкости после того, как пузырек перемещается от нуля до пика (X_after), следующее:The equation for the center of gravity of the displaced fluid after the bubble moves from zero to peak (X _after ) is as follows:

Таким образом, объем (πR² (A_p-A_f) ) перемещается на среднее расстояние (-4/3R) для каждого колебания трубки от нуля до пикового вытеснения.Thus, the volume (πR ² (A _p -A _f )) moves an average distance (-4 / 3R) for each tube oscillation from zero to peak displacement.

Фиг.6 показывает объем вытесняемой жидкости и пузырек до и после потери связи в материале потока жидкости. Член (X) - это центр тяжести объема вытесняемой жидкости. Чертеж показывает смещение центра тяжести (X) вследствие потери связи. Смещение центра тяжести (X) возникает в противовес вибрации расходомерной трубки.6 shows the volume of the displaced fluid and the bubble before and after loss of bond in the fluid flow material. Member (X) is the center of gravity of the volume of fluid displaced. The drawing shows the displacement of the center of gravity (X) due to loss of connection. A shift in the center of gravity (X) occurs as opposed to vibration of the flow tube.

Тем не менее, знание количества жидкости, которая перемещается обратно, не является полезным для определения эффекта на измерение плотности. Вместо этого требуется эквивалентный объем, который должен перемещаться обратно на то же расстояние, на какое трубка перемещается вперед, чтобы формировать такое же изменение в центре тяжести. В таком случае можно предположить, что этот объем не участвует в колебании трубки, и масса, содержащаяся в объеме, отсутствует в измерении плотности. Это содержит неизменность вычисления объема при условии, что пузырек не изменяется в объеме в ходе колебания. Следующее вычисление находит неучаствующий объем.However, knowing the amount of fluid that moves back is not useful for determining the effect on density measurement. Instead, an equivalent volume is required, which must move back the same distance that the tube moves forward to form the same change in the center of gravity. In this case, we can assume that this volume is not involved in the oscillation of the tube, and the mass contained in the volume is absent in the density measurement. This contains a constant calculation of the volume, provided that the bubble does not change in volume during the oscillation. The following calculation finds the non-participating volume.

или:or:

Неучаствующий объем содержит объем частицы, умноженный на отношение относительного смещения частицы к смещению трубки. При суммировании по всем частицам в трубке, результат может быть сформулирован в показателях объемного газосодержания (Г):The non-participating volume contains the particle volume multiplied by the ratio of the relative particle displacement to the tube displacement. When summing over all particles in the tube, the result can be formulated in terms of volumetric gas content (G):

или:or:

Результат отражает перемещение газовой сферы вправо (A_p-A_f) и перемещение жидкой сферы на идентичное расстояние влево. Такие же способы и уравнения дополнительно могут использоваться для того, чтобы извлекать неучаствующий объем.The result reflects the movement of the gas sphere to the right (A _p -A _f ) and the movement of the liquid sphere an identical distance to the left. The same methods and equations can additionally be used in order to extract non-participating volume.

Уравнения для фактической плотности (ρ_actual) и плотности с развязыванием (ρ_decoupled) могут задаваться следующим образом:The equations for actual density (ρ _actual ) and decoupled density (ρ _decoupled ) can be specified as follows:

Ошибка плотности может вычисляться как разность между плотностью и фактической плотностью с потерей связи, поделенной на фактическую плотность:The density error can be calculated as the difference between the density and the actual density with the loss of connection divided by the actual density:

Это уравнение непосредственно дает ошибку плотности до тех пор, пока относительное движение частиц, т.е. члены А_р известны из модели жидкости. Измерение размера пузырьков и известные характеристики жидкости текущего материала предоставляют информацию, требуемую для модели жидкости. С этой информацией вывод плотности измерителя может корректироваться. Помимо этого информация дополнительно может использоваться для того, чтобы определять объемное газосодержание Г, поскольку фактическая плотность жидкости уже известна из характеристик жидкости текущего материала.This equation directly gives a density error until the relative motion of the particles, i.e. members of A _{p are} known from the fluid model. Bubble size measurements and known fluid characteristics of the current material provide the information required for a fluid model. With this information, the meter density output can be adjusted. In addition, the information can additionally be used to determine the volumetric gas content G, since the actual density of the liquid is already known from the characteristics of the liquid of the current material.

Использование измерения размера пузырьков обеспечивает полностью независимое измерение, которое может использоваться для того, чтобы очень надежно обнаруживать наличие газа. Технология не только обеспечивает возможность обнаружения газа, но может предоставлять оценку того, насколько увлеченный газ влияет на измерения расхода жидкости.The use of bubble size measurement provides a completely independent measurement that can be used to very reliably detect the presence of gas. The technology not only provides the ability to detect gas, but can provide an estimate of how entrained gas affects the measurement of fluid flow.

Фиг.7 показывает блок-схему последовательности операций способа 700 введения поправки на увлеченный газ в текущем материале в вибрационном расходомере. На этапе 701 определяется размер пузырьков, как пояснено ранее.7 shows a flowchart of a method 700 for correcting entrained gas in a flow material in a vibratory flow meter. At step 701, the size of the bubbles is determined, as previously explained.

На этапе 702 вибрационная характеристика формируется посредством вызывания вибрации в расходомерной трубке в сборе. Одна или более характеристик потока текущего материала определяются с использованием, по меньшей мере, вибрационной характеристики. Определение дополнительно может включать в себя использование размера пузырьков.At step 702, a vibrational characteristic is generated by causing vibration in the flow tube assembly. One or more flow characteristics of the current material are determined using at least a vibration characteristic. The determination may further include the use of bubble size.

На этапе 703 размер пузырьков сравнивается с предварительно определенным пороговым размером. Предварительно определенный пороговый размер в некоторых вариантах осуществления может содержать допустимый порог увлеченного газа. Если размер пузырьков меньше или равен предварительно определенному пороговому размеру, то размер пузырьков является допустимым, и способ обходит этап 704 и завершается. Если размер пузырьков превышает предварительно определенный пороговый размер, то размер пузырьков является недопустимым, и способ переходит к этапу 704.At step 703, the size of the bubbles is compared with a predetermined threshold size. A predetermined threshold size in some embodiments may comprise an acceptable entrained gas threshold. If the size of the bubbles is less than or equal to a predetermined threshold size, then the size of the bubbles is valid, and the method bypasses step 704 and ends. If the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size, then the size of the bubbles is invalid and the method proceeds to step 704.

На этапе 704 формируется сигнал тревоги. Сигнал тревоги указывает, что одна или более характеристик потока превысила предварительно определенный допуск на погрешность измерения. Например, если пузырьки являются слишком большими, то на измерение плотности текущего материала можно оказываться негативное влияние, и оно может быть неприемлемо точным вследствие увлеченного газа. Другие характеристики потока также могут ухудшаться вследствие увлеченного газа.At 704, an alarm is generated. An alarm indicates that one or more of the flow characteristics has exceeded a predetermined tolerance for measurement error. For example, if the bubbles are too large, then the density measurement of the current material can be adversely affected, and it may be unacceptably accurate due to entrained gas. Other flow characteristics may also deteriorate due to entrained gas.

Формирование сигнала тревоги может включать в себя ввод условия сигнала тревоги в измерительной электронике 20. Формирование сигнала тревоги может включать в себя передачу условия или индикатора сигнала тревоги в другие устройства, например в систему мониторинга. Формирование сигнала тревоги может включать в себя формирование любого типа визуального или звукового сигнала тревоги.The generation of an alarm may include inputting an alarm condition in the measurement electronics 20. The generation of an alarm may include transmitting an alarm condition or indicator to other devices, such as a monitoring system. The generation of an alarm may include the generation of any type of visual or audible alarm.

Формирование сигнала тревоги дополнительно может включать в себя передачу, отображение или иное указание размера пузырьков, к примеру формирование выходных данных размера пузырьков. Размер пузырьков может содержать наибольший размер пузырьков. Альтернативно, выходные данные размера пузырьков могут содержать обычный размер пузырьков или средний размер пузырьков.The generation of an alarm may further include transmitting, displaying, or otherwise indicating the size of the bubbles, for example, generating output data for the size of the bubbles. The size of the bubbles may contain the largest size of the bubbles. Alternatively, the bubble size output may contain a typical bubble size or an average bubble size.

В некоторых вариантах осуществления формирование сигнала тревоги дополнительно может содержать формирование индикации смешения, который указывает на необходимость изменения параметров потока. В некоторых вариантах осуществления формирование сигнала тревоги дополнительно может содержать изменение параметров потока. Например, давление текущего материала может увеличиваться, чтобы понижать ошибку увлеченного газа. Повышенное давление может уменьшать размер пузырьков. Альтернативно, расход может увеличиваться, чтобы разрывать пузырьки и обеспечивать действие смешения. В другой альтернативе, действие смешения может быть инициировано, чтобы разрушать пузырьки или иным образом уменьшать размеры пузырьков.In some embodiments, the implementation of the formation of the alarm signal may further comprise forming an indication of mixing, which indicates the need to change the flow parameters. In some embodiments, the implementation of the alarm may further comprise changing the parameters of the stream. For example, the pressure of the flowing material may increase to reduce the entrained gas error. High blood pressure can reduce bubble size. Alternatively, the flow rate may increase to burst the bubbles and provide a mixing effect. In another alternative, a mixing action may be initiated to destroy the bubbles or otherwise reduce the size of the bubbles.

Индикация смешения может предлагать изменение параметров потока, чтобы разрушать пузырьки или иным образом уменьшать размеры пузырьков.The mixing indication may suggest a change in flow parameters in order to destroy the bubbles or otherwise reduce the size of the bubbles.

Фиг.8 показывает вибрационный расходомер 99 согласно варианту осуществления изобретения. Вибрационный расходомер 99 в этом варианте осуществления включает в себя измерительную электронику 20 и измеритель 10 в сборе. Измеритель 10 в сборе содержит расходомерные трубки 103А и 103В, привод 104 и измерительные датчики 105 и 105'. Измеритель 10 в сборе соединен с измерительной электроникой 20 посредством выводов 100, как и ранее. Помимо этого датчик 50 размера пузырьков может содержать секцию расходомера 10 в сборе и может быть соединен с измерительной электроникой 20 посредством линии 51. Датчик 50 размера пузырьков этого варианта осуществления может находиться в любом месте расходомера 10 в сборе или альтернативно может входить в расходомерную трубку расходомера 10 в сборе. В некоторых вариантах осуществления датчик 50 размера пузырьков может содержать вибродатчик или датчик, прикрепленный или составляющий часть расходомерной трубки.FIG. 8 shows a vibratory flow meter 99 according to an embodiment of the invention. Vibration flow meter 99 in this embodiment includes meter electronics 20 and meter 10 assembly. The complete meter 10 comprises flow tubes 103A and 103B, a actuator 104, and measuring sensors 105 and 105 '. The meter 10 assembly is connected to the measuring electronics 20 via terminals 100, as before. In addition, the bubble size sensor 50 may comprise a complete section of the flowmeter 10 and may be connected to the measurement electronics 20 via line 51. The bubble size sensor 50 of this embodiment may be located anywhere in the flowmeter 10 assembly or may alternatively fit into the flowmeter tube of the flowmeter 10 assembled. In some embodiments, the implementation of the bubble size sensor 50 may include a vibration sensor or sensor attached to or forming part of the flow tube.

Фиг.9 показывает вибрационный расходомер 99 согласно варианту осуществления изобретения. Вибрационный расходомер 99 в этом варианте осуществления использует один из измерительных датчиков 105 как в качестве измерительного датчика, так и в качестве датчика 50 размера пузырьков. Следовательно, расходомер 10 в сборе соединен с измерительной электроникой 20 посредством выводов 100. Выводы 100 передают как вибрационную характеристику, так и измерение размера пузырьков.9 shows a vibratory flow meter 99 according to an embodiment of the invention. The vibratory flow meter 99 in this embodiment uses one of the measuring sensors 105 both as a measuring sensor and as a bubble size sensor 50. Therefore, the complete flowmeter 10 is connected to the measurement electronics 20 via terminals 100. The terminals 100 transmit both a vibrational characteristic and a measurement of bubble size.

Вибрационный расходомер и способ согласно изобретению при необходимости могут использоваться согласно любому из вариантов осуществления, чтобы предоставлять несколько преимуществ. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять точные характеристики потока. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять одну или более измеренных характеристик потока, когда увлеченный газ присутствует в текущем материале. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять характеристики потока, получаемые из расходомера в сборе, только если размер пузырьков превышает пороговый размер.The vibratory flow meter and the method according to the invention, if necessary, can be used according to any of the embodiments to provide several advantages. A vibratory flow meter and method can be used to determine the exact flow characteristics. A vibratory flow meter and method can be used to determine one or more measured flow characteristics when entrained gas is present in the flowing material. The vibratory flow meter and method can be used to determine flow characteristics obtained from the complete flow meter only if the bubble size exceeds a threshold size.

Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять размер пузырьков. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять объем пузырьков. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять количество увлеченного газа, включающее в себя объем увлеченного газа. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять объемное газосодержание в текущем материале.A vibratory flow meter and method can be used to determine bubble size. A vibratory flow meter and method can be used to determine the volume of bubbles. A vibratory flow meter and method can be used to determine the amount of entrained gas, including the amount of entrained gas. A vibratory flow meter and method can be used to determine the volumetric gas content in the flowing material.

Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять пузырьки, превышающие критический размер. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы определять объем критических пузырьков. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы формировать сигнал тревоги, если размер пузырьков превышает пороговый размер. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы формировать выходные данные размера пузырьков. Вибрационный расходомер и способ могут использоваться для того, чтобы формировать индикацию изменения параметров потока, если размер пузырьков превышает пороговый размер.A vibratory flow meter and method can be used to detect bubbles exceeding a critical size. A vibratory flow meter and method can be used to determine the volume of critical bubbles. A vibratory flow meter and method can be used to generate an alarm if the bubble size exceeds a threshold size. A vibratory flow meter and method can be used to generate bubble size output. A vibratory flow meter and method can be used to generate an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a threshold size.

Claims

1. A vibratory flow meter (99) for adjusting for entrained gas in a flow material containing
a flow meter (10) assembly configured to generate a vibrational characteristic for the current material;
a bubble size sensor (50) configured to generate a bubble measurement signal for the current material; and
measuring electronics (20) connected to the flowmeter (10) assembly and to the bubble size sensor (50) and configured to receive a vibrational characteristic and a bubble measurement signal, determine the size of the bubbles in the current material using at least a bubble measurement signal determine one or more flow characteristics of the current material using at least the vibrational characteristic and the size of the bubbles.

2. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) measures the reaction of the bubbles to the vibration of one or more bubbles in the current material.

3. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) causes vibration in the current material and then measures the reaction of the bubbles to vibration.

4. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) acoustically vibrates in the current material and then measures the reaction of the bubbles to vibration.

5. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) is separate and independent of the flow meter (10) assembly.

6. The vibration meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) is configured as part of the meter (10) assembly.

7. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein the bubble size sensor (50) comprises at least one measuring sensor (105) of the flow meter (10) assembly.

8. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein determining the size of the bubbles comprises determining the size of the substantially largest bubble in the current material.

9. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein determining the size of the bubbles further comprises determining the size of the bubbles in the current material that exceed a predetermined threshold size.

10. The vibratory flow meter (99) according to claim 9, in which the measuring electronics (20) is configured to generate an alarm if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size, while the alarm indicates that one or more flow characteristics exceeded previously certain tolerance for measurement error.

11. A vibratory flow meter (99) according to claim 1, further comprising generating bubble size output data.

12. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, further comprising forming an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

13. The vibratory flow meter (99) according to claim 1, wherein determining one or more flow characteristics using at least a vibration characteristic and a bubble size, comprises determining said characteristic only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size .

14. A vibration meter (99) for detecting entrained gas in a flow material, comprising
a flow meter (10) assembly configured to generate a vibrational characteristic for the current material;
a bubble size sensor (50) configured to generate a bubble measurement signal for the current material; and
measuring electronics (20) connected to the flowmeter (10) assembly and to the bubble size sensor (50) and configured to receive a vibrational characteristic and a bubble measurement signal, determine the size of the bubbles in the current material using at least a bubble measurement signal , determine one or more flow characteristics of the current material using at least a vibration characteristic, and generate an alarm if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold the size, while the alarm indicates that one or more flow characteristics has exceeded a predetermined tolerance for measurement error.

15. A vibratory flow meter (99) according to claim 14, wherein the bubble size sensor (50) measures the reaction of the bubbles to the vibration of one or more bubbles in the current material.

16. A vibratory flow meter (99) according to claim 14, wherein the bubble size sensor (50) causes vibration in the current material and then measures the reaction of the bubbles to vibration.

17. The vibratory flow meter (99) of claim 14, wherein the bubble size sensor (50) acoustically vibrates in the current material and then measures the reaction of the bubbles to vibration.

18. The vibratory flow meter (99) according to 14, wherein the bubble size sensor (50) is separate and independent of the complete flow meter (10).

19. The vibration meter (99) of claim 14, wherein the bubble size sensor (50) is configured as part of the meter (10) assembly.

20. The vibratory flow meter (99) of claim 14, wherein the bubble size sensor (50) comprises at least one measuring sensor (105) of the flow meter (10) assembly.

21. The vibratory flow meter (99) of claim 14, wherein determining the size of the bubbles comprises determining the size of the substantially largest bubble in the current material.

22. The vibration meter (99) of claim 14, wherein determining the size of the bubbles comprises determining the size of the bubbles in the current material that exceed a predetermined threshold size.

23. The vibration meter (99) of claim 14, wherein generating the alarm further comprises generating bubble size output.

24. The vibration meter (99) of claim 14, wherein generating the alarm further comprises generating an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

25. The vibratory flow meter (99) of claim 14, wherein the measuring electronics (20) is further configured to determine one or more flow characteristics using at least a vibration characteristic and bubble size.

26. The vibratory flow meter (99) according to claim 25, wherein determining one or more flow characteristics using at least a vibrational characteristic and a bubble size comprises determining said characteristic only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size .

27. A method of adjusting for entrained gas in a flowing material in a vibratory flowmeter, the method comprising the steps of
determining the size of the bubbles in the current material using at least a measurement of vibrations of the current material;
form a vibrational characteristic by inducing vibration in the flow tube assembly; and
determining one or more flow characteristics using at least a vibrational characteristic and bubble size.

28. The method according to item 27, in which determining the size of the bubbles contains the stage of determining the size of essentially the largest bubble in the current material.

29. The method according to item 27, in which the determination of the size of the bubbles contains the stage of determining the size of the bubbles in the current material, which exceed a predetermined threshold size.

30. The method of claim 27, further comprising generating an alarm if the bubble size exceeds a predetermined threshold size, wherein the alarm indicates that one or more flow characteristics has exceeded a predetermined measurement error tolerance.

31. The method according to item 27, further comprising the stage of forming the output data of the size of the bubbles.

32. The method according to item 27, containing the stage of forming an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

33. The method of claim 27, wherein determining the flow characteristic comprises determining one or more flow characteristics using at least a vibration characteristic and bubble size only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size.

34. A method for detecting entrained gas in a flowing material in a vibratory flow meter, the method comprising the steps of:
determining the size of the bubbles in the current material using at least a measurement of vibrations of the current material;
form a vibrational characteristic by inducing vibration in the flow tube assembly; and
determining one or more flow characteristics of the current material using at least a vibration characteristic; and
an alarm is generated if the bubble size exceeds a predetermined threshold size, while the alarm indicates that one or more flow characteristics has exceeded a predetermined measurement error tolerance.

35. The method according to clause 34, in which the determination of the size of the bubbles contains the stage of determining the size of the substantially largest bubble in the current material.

36. The method according to clause 34, in which the determination of the size of the bubbles contains the stage of determining the size of the bubbles in the current material, which exceed a predetermined threshold size.

37. The method according to clause 34, in which the formation of the alarm signal further comprises the step of forming the output data of the size of the bubbles.

38. The method according to clause 34, in which the formation of an alarm further comprises the step of forming an indication of a change in flow parameters if the size of the bubbles exceeds a predetermined threshold size.

39. The method according to clause 34, comprising the step of determining one or more flow characteristics using at least a vibrational characteristic and bubble size.

40. The method of claim 39, wherein determining one or more flow characteristics comprises determining one or more flow characteristics using at least a vibrational characteristic and a bubble size only if the bubble size exceeds a predetermined threshold size.