RU2457443C1 - Coriolis-type mass flow meter - Google Patents

Coriolis-type mass flow meter Download PDF

Info

Publication number
RU2457443C1
RU2457443C1 RU2011102010/28A RU2011102010A RU2457443C1 RU 2457443 C1 RU2457443 C1 RU 2457443C1 RU 2011102010/28 A RU2011102010/28 A RU 2011102010/28A RU 2011102010 A RU2011102010 A RU 2011102010A RU 2457443 C1 RU2457443 C1 RU 2457443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
housing
output
exciter
tubes
Prior art date
Application number
RU2011102010/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Арсеньевич Миронов (RU)
Михаил Арсеньевич Миронов
Павел Александрович Пятаков (RU)
Павел Александрович Пятаков
Анатолий Александрович Андреев (RU)
Анатолий Александрович Андреев
Андрей Владимирович Свадковский (RU)
Андрей Владимирович Свадковский
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2011102010/28A priority Critical patent/RU2457443C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457443C1 publication Critical patent/RU2457443C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: Coriolis-type mass flow meter has a housing in form of a section of an assembled pipeline, an inlet connector connected to the housing, two straight flow tubes which split the stream into two equal streams, an outlet connector through which the stream comes out of the flow tube into the pipeline, and a vibration exciter lying at the centre of the flow tubes, a generator whose output is connected to the vibration exciter, two touch-sensitive receivers lying at equal distances from the exciter. The two straight flow tubes are mechanically clamped on both ends to form a mechanical oscillating system which lies axially symmetric in the housing. The Coriolis-type mass flow meter is fitted with a transfer function calculating unit whose outputs are connected to outputs of the exciter and the touch-sensitive receivers, and a standard function approximating unit connected to the output of the transfer function calculating unit. The generator used is a broadband signal generator and the output of the standard function approximating unit is connected to the control input of the broadband signal generator.
EFFECT: stable measurement accuracy regardless of possible deviation of parameters of the oscillating system from initial values.
1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения массового расхода жидкостей, протекающих по трубопроводам, например, при транспортировке нефтепродуктов.The present invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure the mass flow rate of liquids flowing through pipelines, for example, during transportation of petroleum products.

Известные расходомеры, основанные на применении силы Кориолиса в колеблющихся трубках, через которые протекает жидкость, используются для измерения массового потока жидкости, ее плотности и некоторых других параметров. Работа измерительной системы происходит на определенной, обычно резонансной частоте одной из собственных мод колебаний измерительной колебательной системы, состоящей из одной или нескольких измерительных расходных трубок различных конфигураций (Патент США №4491025, МПК G01F 1/84, 01.01. 1985 г.).Known flow meters based on the application of the Coriolis force in oscillating tubes through which a fluid flows are used to measure the mass flow of a fluid, its density and some other parameters. The measurement system operates at a specific, usually resonant frequency, of one of the eigenmodes of the oscillations of the measurement oscillation system, consisting of one or more measuring flow tubes of various configurations (US Patent No. 4491025, IPC G01F 1/84, 01.01. 1985).

В идеальном устройстве при отсутствии потока жидкости через трубку колебания разных точек измерительной (расходомерной) трубки происходят с одинаковой фазой. При появлении потока жидкости в результате давления движущихся частиц жидкости на стенки измерительных трубок колебания искажаются. Главный эффект, используемый для измерений, - появление разности фаз между колебаниями разных точек измерительной трубки. Измеряемая разность фаз пропорциональна массовому потоку жидкости. Коэффициент пропорциональности называется калибровочным расходным коэффициентом.In an ideal device, in the absence of fluid flow through the tube, the oscillations of different points of the measuring (flow) tube occur with the same phase. When a fluid flow appears due to the pressure of moving fluid particles on the walls of the measuring tubes, the vibrations are distorted. The main effect used for measurements is the appearance of a phase difference between the vibrations of different points of the measuring tube. The measured phase difference is proportional to the mass flow of the liquid. The proportionality coefficient is called the calibration flow coefficient.

Недостатки такого типа измерительных устройств связаны с возможным появлением разного рода медленных и быстрых изменений (нестабильностей) в параметрах измерительной колебательной системы. Медленная нестабильность параметров может быть связана с изменением температурного поля, появлением механических напряжений в конструкции, с изменением упругости механических сочленений, с изменением поперечного сечения измерительных трубок и т.п. Быстрые изменения обусловлены как внешними вибрациями и ударами, так и внутренними резкими изменениями однородности потока жидкости (воздушные и газовые пузыри, твердые и жидкие включения). При всех этих факторах воздействия стабильность и точность измерений, проводимых традиционным способом, предполагающим неизменность параметров колебательной системы, может нарушаться.The disadvantages of this type of measuring devices are associated with the possible appearance of various kinds of slow and fast changes (instabilities) in the parameters of the measuring oscillatory system. Slow instability of the parameters can be associated with a change in the temperature field, the appearance of mechanical stresses in the structure, with a change in the elasticity of the mechanical joints, with a change in the cross section of the measuring tubes, etc. Rapid changes are due to both external vibrations and shocks, and internal sharp changes in the uniformity of the fluid flow (air and gas bubbles, solid and liquid inclusions). With all these impact factors, the stability and accuracy of measurements carried out in the traditional way, assuming the immutability of the parameters of the oscillatory system, can be violated.

Один из путей преодоления такого рода проблем - различные довольно многочисленные способы температурной компенсации, механической стабилизации и балансировки, акустической изоляции, выполненные в различных видах и комбинациях.One of the ways to overcome such problems is various quite numerous methods of temperature compensation, mechanical stabilization and balancing, acoustic insulation, made in various forms and combinations.

Измерительные приборы могут иметь как криволинейную трубку, так и прямолинейную расходомерную трубку. Те и другие типы расходомеров нуждаются в компенсации изменения модуля упругости расходомерной трубки с изменением температуры, внешних напряжений, внутреннего давления и по другим причинам. Большинство изобретений решают проблему компенсации лишь части воздействующих неблагоприятных факторов.Measuring instruments can have either a curved tube or a straight flow tube. Those and other types of flow meters need to compensate for changes in the elastic modulus of the flow tube with changes in temperature, external stresses, internal pressure, and for other reasons. Most inventions solve the problem of compensating only part of the adverse factors.

Известен массовый расходомер кориолисова типа, в котором специально подобранные форма колеблющейся трубки и места закрепления трубки максимально увеличивают акустическую изоляцию колеблющейся расходомерной трубки, повышая добротность колебательной системы. Изобретение обеспечивает хорошую защиту от вибрационных шумов, повышается стабильность работы и уменьшается энергопотребление измерительного устройства (Патент США №6477902, МПК G01F 1/84). Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от существенных резких изменений плотности, давления и температуры протекающей жидкости.A well-known Coriolis type mass flowmeter is known in which the specially selected shape of the oscillating tube and the fixing points of the tube maximize the acoustic insulation of the oscillating flow tube, increasing the quality factor of the oscillating system. The invention provides good protection against vibrational noise, increases stability and reduces the energy consumption of the measuring device (US Patent No. 6477902, IPC G01F 1/84). The disadvantage of this device is the lack of protection from significant sharp changes in the density, pressure and temperature of the flowing fluid.

Известен также массовый расходомер кориолисова типа, в котором для стабилизации коэффициента калибровки расходомера предложено использовать балансировочный стержень специальной конструкции, выполненный методом отливки и имеющий увеличенное число крепежных элементов, компенсирующих изменения плотности протекающей по расходомерной трубке жидкости (Патент РФ №2234684, МПК G01F 1/84, 13.01.2003 г.). Это изобретение, как и вышеперечисленные, не обеспечивает компенсации полного набора неблагоприятных факторов, приводящих к изменениям эффективного модуля упругости колебательной системы.A Coriolis type mass flowmeter is also known, in which, to stabilize the calibration coefficient of the flowmeter, it is proposed to use a balancing rod of a special design made by casting and having an increased number of fasteners that compensate for changes in the density of the fluid flowing through the flow tube (RF Patent No. 2234684, IPC G01F 1/84 , January 13, 2003). This invention, like the above, does not provide compensation for a complete set of adverse factors leading to changes in the effective modulus of elasticity of the oscillatory system.

Известен массовый расходомер кориолисова типа, в котором для решения проблемы минимизации ошибок измерений, возникающих вследствие ухода параметров, в частности, изгибной жесткости расходной трубки от известных начальных значений, предложено измерять текущее значение изгибной жесткости и других параметров и по факту несовпадения этих значений, начального и текущего, сигнализировать о наличии ошибки и проводить корректировку калибровочного расходного коэффициента, причем текущую жесткость определяют путем решения модели с одной или несколькими степенями свободы с использованием прямых измерений жесткости или измерений передаточной функции частотного отклика колебательной системы. При этом способ измерения массового расхода жидкости основан на его пропорциональности разности фаз колебаний двух разных точек гармонически вибрирующей расходомерной трубки (Патент РФ №2324150, МПК G01F 1/84, 14.01.2006 г.). Недостаток данного устройства - погрешность измерений, возникающая вследствие того, что измерения жесткости проводятся без учета потока жидкости через расходомерную трубку, т.е. в условиях приостановки работы массового расходомера.A mass flowmeter of the Coriolis type is known in which in order to solve the problem of minimizing measurement errors arising from the departure of parameters, in particular, the flexural rigidity of the flow tube from known initial values, it is proposed to measure the current value of the flexural rigidity and other parameters and the fact that these values do not coincide, the initial and the current one, signal the presence of an error and adjust the calibration flow coefficient, and the current stiffness is determined by solving the model with one or several degrees of freedom using direct measurements of stiffness or measurements of the transfer function of the frequency response of the oscillatory system. Moreover, the method of measuring the mass flow rate of the liquid is based on its proportionality of the phase difference of the oscillations of two different points of a harmonically vibrating flow tube (RF Patent No. 2323250, IPC G01F 1/84, 01/14/2006). The disadvantage of this device is the measurement error arising due to the fact that the stiffness measurements are carried out without taking into account the fluid flow through the flow tube, i.e. in conditions of suspension of the mass flow meter.

Наиболее близким к предлагаемому массовому расходомеру кориолисова типа по достигаемому техническому результату и технической сущности (прототипом) является известный массовый расходомер кориолисова типа, содежащий корпус в виде участка монтируемого трубопровода, присоединенный к корпусу впускной разъем, две прямые расходомерные трубки, обеспечивающие разделение потока на два равных потока, выпускной разъем, через который поток выходит из расходомера в трубопровод, возбудитель колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор, выход которого подключен к возбудителю колебаний, два сенсорных приемника, расположенных на равных расстояниях от возбудителя, причем две прямые расходомерные трубки механически зажаты на обоих концах, образуя механическую осциллирующую систему, которая расположена аксиально симметрично в корпусе, измеритель разности фаз, подключенный к выходам сенсорных приемников, первый и второй приемники температуры, установленные соответственно на корпусе и на механической колебательной системе, блок коррекции температуры, соединенный с входом измерителя разности фаз для исключения температурного влияния на результат измерений (Патент США №4768384, МПК G01F 1/84, 06.09.1988 г.).The closest to the proposed Coriolis type mass flowmeter according to the achieved technical result and technical essence (prototype) is the well-known Coriolis type mass flowmeter, comprising a body in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the body, two straight flow tubes, providing a flow equal to two equal flow, outlet connector, through which the flow exits the flowmeter into the pipeline, a vibration exciter located in the center of the flow pipe , a generator, the output of which is connected to the exciter, two sensor receivers located at equal distances from the exciter, with two straight flow tubes mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillating system that is axially symmetrical in the housing, a phase difference meter connected to sensor receivers, first and second temperature receivers mounted respectively on the housing and on the mechanical oscillating system, temperature correction unit, connection the input with the phase difference meter to exclude temperature influence on the measurement result (US Patent No. 4768384, IPC G01F 1/84, 09/06/1988).

Недостатком данного расходомера является то, что он обеспечивает компенсацию лишь ограниченного числа вредных факторов, влияющих на изменения модуля упругости расходомерной трубки. Он не учитывает, например, в достаточной степени возможные изменения температуры и давления, а также вариации плотности и вязкости протекающей через расходомерные трубки среды, которые также могут существенно ухудшить точность измерения массового расхода.The disadvantage of this flow meter is that it provides compensation for only a limited number of harmful factors affecting changes in the elastic modulus of the flow tube. It does not take into account, for example, sufficiently possible changes in temperature and pressure, as well as variations in the density and viscosity of the medium flowing through the flow tubes, which can also significantly impair the accuracy of the mass flow measurement.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства измерения массового расхода в расходомере кориолисова типа, обеспечивающего стабильную точность измерений, не зависящую от возможных отклонений параметров колебательной системы от первоначальных значений.The technical result of the present invention is the creation of a device for measuring mass flow in a Coriolis type flowmeter, which provides stable measurement accuracy that does not depend on possible deviations of the parameters of the oscillatory system from the original values.

Технический результат достигается за счет того, массовый расходомер кориолисова типа, содержащий корпус в виде участка монтируемого трубопровода, присоединенный к корпусу впускной разъем, две прямые расходомерные трубки, обеспечивающие разделение потока на два равных потока, выпускной разъем, через который поток выходит из расходомера в трубопровод, возбудитель колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор, выход которого подключен к возбудителю колебаний, два сенсорных приемника, расположенных на равных расстояниях от возбудителя, причем две прямые расходомерные трубки механически зажаты на обоих концах, образуя механическую осциллирующую систему, которая расположена аксиально симметрично в корпусе, снабжен блоком вычисления передаточной функции, входы которого подключены к выходам возбудителя и сенсорных приемников, и блоком аппроксимации эталонной функцией, соединенным с выходом блока вычисления передаточной функции, при этом в качестве генератора использован генератор широкополосного сигнала, а выход блока аппроксимации эталонной функцией соединен с управляющим входом генератора широкополосного сигнала.The technical result is achieved due to the fact that the Coriolis type mass flow meter contains a housing in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the housing, two direct flow tubes that provide for the separation of the flow into two equal flows, an outlet connector through which the flow exits from the flowmeter into the pipeline , an oscillator located in the center of the flow tubes, a generator whose output is connected to an oscillator, two sensor receivers located at equal distances si from the pathogen, and two straight flow tubes are mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillating system, which is located axially symmetrically in the housing, equipped with a transfer function calculation unit, the inputs of which are connected to the outputs of the pathogen and sensor receivers, and an approximation unit with a reference function connected with the output of the transfer function calculation unit, the broadband signal generator being used as the generator, and the output of the approximation unit of the reference function connected to the control input of the broadband signal generator.

Технический результат достигается посредством использования широкополосного (например, линейно- частотно-модулированного) возбуждающего сигнала, отклик на который колебательной системы, включающей расходомерную трубку, аппроксимируется эталонной функцией с несколькими подгоночными параметрами. Центральная частота широкополосного сигнала F0 приблизительно равна одной из частот собственных колебаний колебательной системы, соответствующих первой или второй моде изгибных колебаний расходомерных трубок. Полоса частот ΔF определяется диапазоном возможного ухода резонансных частот колебаний при отклонениях плотности измеряемой жидкости от номинальных значений. Эталонная функция является аналитическим решением физической модели колебательной системы, представляющей собой колеблющийся участок трубы, с определенными граничными условиями и с протекающей по расходомерной трубке жидкостью. Подгоночные параметры имеют определенный физический смысл. Они могут быть выражены через материальные параметры и геометрические размеры расходомерной трубки и параметры (плотность, вязкость и массовый расход) протекающей через расходомерную трубку жидкости. Процесс «измерения» состоит в определении подгоночных параметров. Подгонка проводится одним из известных методов, например методом наименьших квадратов, при аппроксимации амплитудно-частотного отклика измерительной колебательной системы эталонной функцией. Найденные параметры самосогласованным образом определяют как массовый расход протекающей по трубке жидкости, так и эффективные параметры колебательной системы, учитывающие возможные изменения плотности и вязкости протекающей через расходомерные трубки среды. Из самого способа «измерения» следует, что он не чувствителен к дрейфу или скачку параметров измерительной колебательной системы, т.к. величины этих параметров вычисляются при каждом отдельном «измерении» массового расхода, при этом найденные значения являются средними величинами за время действия возбуждающего импульса. Другими словами, математическая формула эталонной передаточной функции сравнения автоматически подстраивается при каждом измерении, учитывая возможные изменения в параметрах колебательной системы.The technical result is achieved through the use of a broadband (for example, linearly frequency-modulated) excitation signal, the response to which of the oscillating system, including the flow tube, is approximated by a reference function with several adjustable parameters. The center frequency of the broadband signal F 0 is approximately equal to one of the natural frequencies of the oscillatory system corresponding to the first or second mode of bending vibrations of the flow tubes. The frequency band ΔF is determined by the range of possible departure of the resonance frequencies of oscillations when the density of the measured liquid deviates from the nominal values. The reference function is an analytical solution to the physical model of the oscillatory system, which is an oscillating pipe section, with certain boundary conditions and with a fluid flowing through the flow tube. The fitting parameters have a certain physical meaning. They can be expressed in terms of material parameters and geometric dimensions of the flow tube and parameters (density, viscosity and mass flow) of the fluid flowing through the flow tube. The process of "measurement" consists in determining the fitting parameters. The fitting is carried out by one of the known methods, for example, by the least squares method, when approximating the amplitude-frequency response of a measuring vibrational system by a reference function. The parameters found in a self-consistent manner determine both the mass flow rate of the fluid flowing through the tube and the effective parameters of the oscillatory system, taking into account possible changes in the density and viscosity of the medium flowing through the flow tubes. It follows from the “measurement” method itself that it is not sensitive to drift or a jump in the parameters of the measuring oscillatory system, since the values of these parameters are calculated for each individual “measurement” of the mass flow rate, while the values found are average values for the duration of the exciting pulse. In other words, the mathematical formula of the reference transfer function of comparison is automatically adjusted for each measurement, taking into account possible changes in the parameters of the oscillatory system.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема предложенного массового расходомера кориолисова типа. Устройство содержит корпус 1 в виде участка монтируемого трубопровода, присоединенный к корпусу 1 впускной разъем 2, расходомерные трубки 3 и 4, через которые поток разделяется на два равных потока, выпускной разъем 5, через который поток выходит из расходомера в трубопровод, две прямые расходомерные трубки 3 и 4 механически зажаты на обоих концах, образуя механическую колебательную систему, которая расположена аксиально симметрично в корпусе 1, возбудитель колебаний 6, генератор широкополосного сигнала 7, выход которого подключен к возбудителю колебаний 6, сенсорные приемники 8 и 9, расположенные на равных расстояниях от возбудителя 6, последовательно соединенные блок вычисления передаточной функции 10 и блок аппроксимации эталонной функцией 11, при этом выходы сенсорных приемников 8 и 9 соединены с входом блока вычисления передаточной функции 10, а выход блока аппроксимации эталонной функцией 11 соединен с управляющим входом генератора широкополосного сигнала 7.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the proposed mass flow meter Coriolis type. The device comprises a housing 1 in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector 2 connected to the housing 1, flow tubes 3 and 4 through which the flow is divided into two equal flows, an outlet 5 through which the flow exits the flow meter into the pipeline, two straight flow tubes 3 and 4 are mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillatory system, which is located axially symmetrically in the housing 1, the vibration exciter 6, the broadband signal generator 7, the output of which is connected to excite For oscillations 6, sensor receivers 8 and 9, located at equal distances from the pathogen 6, are connected in series to the transfer function calculation unit 10 and the approximation unit by the reference function 11, while the outputs of the sensor receivers 8 and 9 are connected to the input of the transfer function calculation unit 10, and the output of the approximation unit by the reference function 11 is connected to the control input of the broadband signal generator 7.

Устройство работает следующим образом. Широкополосный сигнал a(t) с центральной частотой, приближенно равной одной из резонансных частот, соответствующих первой или второй моде изгибных колебаний расходомерных трубок, подается на возбудитель 6 с выхода генератора широкополосного сигнала 7, при этом в расходомерных трубках 3 и 4 возбуждаются противофазные колебания, являющиеся механическим откликом на возбуждающее воздействие. Сенсорные приемники 8 и 9 принимают механические колебания, преобразовывая их в электрические сигналы, являющиеся функциями амплитудно-частотного отклика колебательной системы, соответственно a 1(t) и a 2(t). При возникновении потока жидкости через впускной разъем 2, расходомерные трубки 3 и 4 и выпускной разъем 5 сигналы с приемных сенсоров 8 и 9 изменяются. Главным изменением, вызванным потоком, является появление в функции амплитудно-частотного отклика мнимой части, т.е. сигнала, сдвинутого по фазе на 90° по отношению к сигналу без потока. Эти сигналы и возбуждающий сигнал с возбудителя 6 поступают в блок вычисления передаточной функции 10. В этом блоке на первом этапе вычисляются сумма и разность сигналов, снятых с сенсорных датчиков a ±(t)=a 1(t)±a 2(t). На втором этапе производится операция вычисления передаточной функции. Функционирование устройства возможно в двух вариантах: в частотном диапазоне, включающем окрестность резонансной частоты первой моды и второй моды. В первом варианте на втором этапе вычисляется передаточная функция, имеющая видThe device operates as follows. A broadband signal a (t) with a central frequency approximately equal to one of the resonant frequencies corresponding to the first or second mode of bending vibrations of the flow tubes is supplied to the exciter 6 from the output of the broadband signal generator 7, while antiphase oscillations are excited in the flow tubes 3 and 4, being a mechanical response to a stimulating effect. Sensor receivers 8 and 9 receive mechanical vibrations, converting them into electrical signals, which are functions of the amplitude-frequency response of the oscillatory system, respectively a 1 (t) and a 2 (t). When fluid flow occurs through inlet connector 2, flow tubes 3 and 4 and outlet connector 5, the signals from the receiving sensors 8 and 9 change. The main change caused by the flow is the appearance of the imaginary part in the amplitude-frequency response function, i.e. a signal phase-shifted 90 ° with respect to a signal without flow. These signals and the exciting signal from the pathogen 6 are fed to the transfer function calculation unit 10. In this block, at the first stage, the sum and difference of the signals taken from the sensor sensors a ± (t) = a 1 (t) ± a 2 (t) are calculated. At the second stage, the operation of calculating the transfer function is performed. The functioning of the device is possible in two versions: in the frequency range, including the vicinity of the resonant frequency of the first mode and the second mode. In the first embodiment, in the second stage, the transfer function is calculated, having the form

Figure 00000001
Figure 00000001

где А-(ω), A+(ω), A(ω) - комплексные Фурье - образы соответствующих сигналов a -(t), a +(t), a(t). Во втором варианте при работе в окрестности второго резонанса предпочтительнее использование функции в видеwhere A - (ω), A + (ω), A (ω) are the Fourier complex - images of the corresponding signals a - (t), a + (t), a (t). In the second embodiment, when working in the vicinity of the second resonance, it is preferable to use a function in the form

Figure 00000002
Figure 00000002

Затем выделяются действительные и мнимые части передаточных функций: Re D1,2 и Im D1,2.Then, the real and imaginary parts of the transfer functions are distinguished: Re D 1,2 and Im D 1,2 .

В блоке аппроксимации эталонной функцией 11 производится операция аппроксимации экспериментальных данных, представленных в виде Im D1,2, с помощью эталонной функции. Эталонная функция является аналитическим решением задачи колебаний участка трубы с потоком жидкости внутри него (М.А.Миронов, П.А.Пятаков, А.А.Андреев. Вынужденные колебания трубы с потоком жидкости. Акустич. ж. 2010, т.56, №5, с.1-9). Эталонная функция, используемая для аппроксимации Im D1,2, является функцией круговой частоты ω. Она имеет следующий вид:In the approximation unit with the reference function 11, the operation of approximating the experimental data presented in the form of Im D 1,2 is performed using the reference function. The reference function is an analytical solution to the problem of vibrations of a pipe section with a fluid flow inside it (M.A. Mironov, P.A. Pyatakov, A.A. Andreev. Forced vibrations of a pipe with a fluid flow. Acoustic J. 2010, v. 56, No. 5, p.1-9). The reference function used to approximate Im D 1,2 is a function of the circular frequency ω. It has the following form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где U - параметр, пропорциональный массовому расходу, ε - параметр потерь, ω1,2 - резонансные частоты, В, С - параметры, определяющие свойства колебательной системы. Параметры B, C, U, ω1,2, ε, являясь подгоночными, определяются при аппроксимации полученных данных эталонной функцией одним из известных методов, например методом наименьших квадратов. Если при изменении массового расхода параметры колебательной системы меняются, то это находит отражение в изменении соответствующих подгоночных параметров. При проведении каждой операции аппроксимации на выходе вычислительного блока 11 формируется полный набор «измеренных» параметров среды и колебательной системы. Вычисленное значение резонансной частоты поступает в блок генерации широкополосного сигнала 7 возбуждения для подстройки центральной частоты в соответствии с равенством F01,2/2π.where U is a parameter proportional to the mass flow rate, ε is the loss parameter, ω 1,2 are resonant frequencies, B and C are parameters that determine the properties of the oscillatory system. The parameters B, C, U, ω 1,2 , ε, being adjustable, are determined by approximating the obtained data by the reference function using one of the known methods, for example, the least squares method. If, when the mass flow rate changes, the parameters of the oscillatory system change, then this is reflected in the change in the corresponding fitting parameters. During each approximation operation, a complete set of “measured” parameters of the medium and the oscillatory system is formed at the output of the computing unit 11. The calculated value of the resonant frequency enters the generating unit of the broadband excitation signal 7 to adjust the center frequency in accordance with the equality F 0 = ω 1,2 / 2π.

Таким образом, предложенный массовый расходомер кориолисова типа обеспечивает стабильную точность измерений, не зависящую от возможных изменений параметров колебательной системы.Thus, the proposed mass flowmeter of the Coriolis type provides stable measurement accuracy, independent of possible changes in the parameters of the oscillatory system.

Claims (1)

Массовый расходомер кориолисова типа, содержащий корпус в виде участка монтируемого трубопровода, присоединенный к корпусу впускной разъем, две прямые расходомерные трубки, обеспечивающие разделение потока на два равных потока, выпускной разъем, через который поток выходит из расходомера в трубопровод, возбудитель колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор, выход которого подключен к возбудителю колебаний, два сенсорных приемника, расположенных на равных расстояниях от возбудителя, причем две прямые расходомерные трубки механически зажаты на обоих концах, образуя механическую осциллирующую систему, которая расположена аксиально симметрично в корпусе, отличающийся тем, что он снабжен блоком вычисления передаточной функции, входы которого подключены к выходам возбудителя и сенсорных приемников, и блоком аппроксимации эталонной функции, соединенным с выходом блока вычисления передаточной функции, при этом в качестве генератора использован генератор широкополосного сигнала, а выход блока аппроксимации эталонной функцией соединен с управляющим входом генератора широкополосного сигнала. A Coriolis type mass flow meter, comprising a housing in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the housing, two direct flow tubes that divide the flow into two equal flows, an outlet connector through which the flow exits from the flowmeter into the pipeline, a vibration exciter located in the center flow tubes, a generator whose output is connected to the oscillation pathogen, two sensor receivers located at equal distances from the pathogen, with two direct flow meters The tubes are mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillating system, which is located axially symmetrically in the housing, characterized in that it is equipped with a transfer function calculation unit, the inputs of which are connected to the outputs of the exciter and sensor receivers, and an approximation unit for the reference function connected to the output the transfer function calculation unit, while the broadband signal generator is used as the generator, and the output of the approximation unit of the reference function is connected to the control their input wideband signal generator.
RU2011102010/28A 2011-01-20 2011-01-20 Coriolis-type mass flow meter RU2457443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102010/28A RU2457443C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Coriolis-type mass flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102010/28A RU2457443C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Coriolis-type mass flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457443C1 true RU2457443C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102010/28A RU2457443C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Coriolis-type mass flow meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457443C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526898C1 (en) * 2012-12-26 2014-08-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российсой Федерации Coriolis-type meter
RU2532593C1 (en) * 2013-08-14 2014-11-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Coriolis measurement device
RU2584277C1 (en) * 2015-03-20 2016-05-20 Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Coriolis-type mass flowmeter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4768384A (en) * 1986-09-26 1988-09-06 Flowtec Ag Mass flow meter operating by the Coriolis principle
EP1319930A2 (en) * 2001-12-17 2003-06-18 Yokogawa Electric Corporation Coriolis mass flowmeter
RU2233432C2 (en) * 1998-08-31 2004-07-27 Майкро Моушн, Инк. Coriolis flow meter and method of its exploitation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4768384A (en) * 1986-09-26 1988-09-06 Flowtec Ag Mass flow meter operating by the Coriolis principle
RU2233432C2 (en) * 1998-08-31 2004-07-27 Майкро Моушн, Инк. Coriolis flow meter and method of its exploitation
EP1319930A2 (en) * 2001-12-17 2003-06-18 Yokogawa Electric Corporation Coriolis mass flowmeter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526898C1 (en) * 2012-12-26 2014-08-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российсой Федерации Coriolis-type meter
RU2532593C1 (en) * 2013-08-14 2014-11-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Coriolis measurement device
RU2584277C1 (en) * 2015-03-20 2016-05-20 Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Coriolis-type mass flowmeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9395236B2 (en) Vibratory meter and method for determining resonant frequency
US9400203B2 (en) Vibratory flow meter and zero check method
US10782171B2 (en) System, method, and computer program product for detecting a process disturbance in a vibrating flow device
RU2598160C1 (en) Coriolis flow meter and method with improved zero component of the meter
JP5307292B2 (en) Method and apparatus for determining flow rate error of vibratory flow meter
KR100463371B1 (en) Method and apparatus for type identification for drive control of a coriolis flowmeter
RU2011123896A (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING VOLUME METER PARAMETER IN VIBRATION METER
RU2643226C1 (en) Device and method for detecting asymmetric flow in vibration flowmeters
CN107850474B (en) Method for determining a physical parameter of a gas
US20220307885A1 (en) Coriolis meter
RU2457443C1 (en) Coriolis-type mass flow meter
RU2526898C1 (en) Coriolis-type meter
RU2715371C2 (en) Coriolis flow meter
RU2532593C1 (en) Coriolis measurement device
RU2640122C1 (en) Vortex acoustic flow transducer
RU2584277C1 (en) Coriolis-type mass flowmeter
RU2377503C1 (en) Electronic gauge and methods of determination of one or several stiffness factors or mass factors
JP2017083465A (en) Enhanced coriolis flowmeter and method associated with meter zero

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130121

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170121

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190409

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200204