RU2526898C1 - Coriolis-type meter - Google Patents
Coriolis-type meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526898C1 RU2526898C1 RU2012156724/28A RU2012156724A RU2526898C1 RU 2526898 C1 RU2526898 C1 RU 2526898C1 RU 2012156724/28 A RU2012156724/28 A RU 2012156724/28A RU 2012156724 A RU2012156724 A RU 2012156724A RU 2526898 C1 RU2526898 C1 RU 2526898C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transfer function
- unit
- bending
- channel
- flow
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения массового расхода жидкостей, протекающих по трубопроводам, например, при транспортировке нефтепродуктов.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to measure the mass flow rate of liquids flowing through pipelines, for example, during transportation of petroleum products.
Известные измерительные 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, МГЖ G01F 1/84, от 01.01.1985 г.).Known measuring flowmeters 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, MGZH G01F 1/84, 01/01/1985).
В идеальном устройстве при отсутствии потока жидкости через трубку колебания разных точек измерительной (расходной) 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 factors of influence, 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.
Известно измерительное устройство 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 Coriolis type measuring device 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 power 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.
Известно также измерительное устройство кориолисова типа, в котором для стабилизации коэффициента калибровки 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 measuring device is also known, in which, to stabilize the calibration coefficient, it is proposed to use a special design balancing rod 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.
Известно измерительное устройство 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.). Недостатком данного устройства является значительная погрешность измерений из-за того, что измерения жесткости проводятся без учета потока жидкости через расходную трубку, т.е. в условиях приостановки работы массового расходомера.It is known a Coriolis type measuring device in which, in order to solve the problem of minimizing measurement errors arising from the departure of parameters, in particular the bending stiffness of the flow tube, from known initial values, it is proposed to measure the current value of bending stiffness and other parameters and if 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 minutes or more degrees of freedom using the direct measurement or rigidity measurement of the transfer function of the frequency response of the oscillating 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 a significant measurement error 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.
Известно измерительное устройство кориолисова типа, содежащее 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.).A Coriolis-type measuring device is known, comprising a housing in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the housing, two direct flow tubes providing separation of the flow into two equal flows, an outlet connector through which the flow exits from the flowmeter into the pipeline, an oscillation pathogen located in the center of the flow tubes, the generator, the output of which is connected to the pathogen, two sensor receivers located at equal distances 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, a phase difference meter connected to the outputs of the sensor receivers, the first and second temperature receivers mounted respectively on the housing and on the mechanical oscillating system, a temperature correction unit connected to the input of the phase difference meter to exclude temperature influence on the measurement result (US Patent No. 4768384, IPC G01F 1/84, 09/06/1988).
Недостатком устройства является то, что оно обеспечивает компенсацию лишь ограниченного числа вредных факторов на изменения модуля упругости расходомерной трубки. Оно не учитывает, например, в достаточной степени возможные одновременные изменения температуры и давления в жидкости, вариации плотности и вязкости протекающей через расходомерные трубки среды, которые также могут существенно ухудшить точность измерения массового расхода.The disadvantage of this device is that it provides compensation for only a limited number of harmful factors for changes in the elastic modulus of the flow tube. It does not take into account, for example, sufficiently possible simultaneous changes in temperature and pressure in the liquid, variations in the density and viscosity of the medium flowing through the flow tubes, which can also significantly impair the accuracy of the measurement of mass flow.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по достигаемому техническому результату и технической сущности (прототипом) является известное измерительное устройство кориолисова типа, содержащее 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 изгибных колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор широкополосного сигнала, выход которого подключен к возбудителю изгибных 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, блок вычисления передаточной функции изгибных колебаний, входы которого подключены к выходам возбудителя и сенсорных приемников, и блок аппроксимации эталонной функцией, соединенный с выходом блока вычисления передаточной функции, при этом выход блока аппроксимации эталонной функцией соединен с управляющим входом генератора широкополосного сигнала (патент РФ №2457443, МПК G01F 1/84, приоритет от 20.01.2011 г.).Closest to the proposed device according to the achieved technical result and technical essence (prototype) is the well-known Coriolis type measuring device, comprising a housing in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the housing, two straight flow tubes, which allow the flow to be divided into two equal flows, the outlet a connector through which the flow exits from the flowmeter into the pipeline, a bending vibrator located in the center of the flow tubes, a generator an iroqband signal, the output of which is connected to the pathogen of bending vibrations, two sensor receivers located at equal distances from the pathogen, and two direct flow tubes are mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillating system, which is located axially symmetrically in the housing, the calculation unit of the transfer function of the bending oscillations, the inputs of which are connected to the outputs of the pathogen and sensor receivers, and the approximation unit of the reference function, connected to the output of the computational unit the transfer function, while the output of the approximation unit by the reference function is connected to the control input of the broadband signal generator (RF patent No. 2457443, IPC G01F 1/84, priority dated January 20, 2011).
Недостатком данного устройства является то, что в нем в силу отсутствия измерителя температуры в недостаточной степени обеспечена компенсация температурных изменений разности фаз при нулевом потоке и калибровочного расходного коэффициента, а также невозможность одновременно с измерением массового расхода и плотности жидкости измерять вязкость и температуру жидкости без использования термодатчиков.The disadvantage of this device is that, due to the absence of a temperature meter, it does not adequately compensate for temperature changes in the phase difference at zero flow and a calibration flow coefficient, as well as the inability to simultaneously measure the viscosity and temperature of the liquid without using temperature sensors .
Техническим результатом изобретения является повышение точности и стабильности измерений физических параметров жидкости за счет улучшенной компенсации температурного дрейфа нулевой разности фаз и калибровочного расходного коэффициента, а также обеспечение возможности одновременно с измерением массового расхода и плотности жидкости измерять вязкость и температуру жидкости без использования термодатчиков.The technical result of the invention is to increase the accuracy and stability of measurements of the physical parameters of the liquid due to the improved compensation of the temperature drift of the zero phase difference and the calibration flow coefficient, as well as providing the ability to simultaneously measure the flow rate and density of the liquid to measure the viscosity and temperature of the liquid without the use of temperature sensors.
Технический результат достигается за счет того, что измерительное устройство кориолисова типа, содержащее 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 изгибных колебаний, расположенный в центре расходомерных трубок, генератор широкополосного сигнала, выход которого подключен к возбудителю изгибных 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, блок вычисления передаточной функции изгибных колебаний, входы которого подключены к выходам возбудителя и сенсорных приемников, и блок аппроксимации эталонной функцией, соединенный с выходом блока вычисления передаточной функции изгибных колебаний, при этом выход блока аппроксимации эталонной функцией соединен с управляющим входом генератора широкополосного сигнала, снабжено возбудителем крутильных колебаний, вмонтированным между расходомерными трубками во впускном разъеме, приемником крутильных колебаний, вмонтированным симметрично между расходомерными трубками в выпускном разъеме, блоком вычисления передаточной функции крутильных колебаний с подключенным к его выходу блоком аппроксимации крутильных колебаний, а также блоком вычисления температуры, при этом генератор широкополосного сигнала выполнен двухканальным с обеспечением генерации на первом канале сигнала в окрестности резонансной частоты изгибных колебаний, а на втором канале - в окрестности резонансной частоты крутильных колебаний, причем выход второго канала подключен к возбудителю крутильных колебаний, приемник крутильных колебаний соединен с входом блока вычисления передаточной функции крутильных колебаний, входы блока вычисления температуры подключены к соответствующим выходам блоков аппроксимации изгибных и крутильных колебаний, а его выходы подключены к соответствующим входам блоков вычисления передаточных функций изгибных и крутильных колебаний.The technical result is achieved due to the fact that the Coriolis type measuring device, comprising a housing in the form of a section of a mounted pipeline, an inlet connector connected to the housing, two direct flow tubes, which allow the flow to be divided into two equal flows, an outlet connector through which the flow exits the flowmeter into a pipeline, a bending vibration pathogen located in the center of the flow tubes, a broadband signal generator, the output of which is connected to the bending vibration pathogen, two seconds sensory receivers located at equal distances 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, the calculation unit of the transfer function of bending vibrations, the inputs of which are connected to the outputs of the pathogen and sensor receivers, and an approximation unit with a reference function connected to the output of the unit for calculating the transfer function of bending vibrations, while the output of the approximation unit of the reference This function is connected to the control input of the broadband signal generator, equipped with a torsional vibration exciter mounted between the flow tubes in the inlet connector, a torsional vibration receiver mounted symmetrically between the flow tubes in the outlet connector, and a torsional vibration transfer function calculation unit with a cool approximation unit connected to its output oscillations, as well as the temperature calculation unit, while the broadband signal generator is made two-channel with the possibility of generating a signal on the first channel in the vicinity of the resonant frequency of bending vibrations, and on the second channel in the vicinity of the resonant frequency of torsional vibrations, the output of the second channel being connected to the torsional vibration exciter, the torsional vibration receiver is connected to the input of the torsional vibration transfer function calculation unit, the inputs of the temperature calculation unit are connected to the corresponding outputs of the approximation units of bending and torsional vibrations, and its outputs are connected to the corresponding inputs odes of blocks for calculating the transfer functions of bending and torsional vibrations.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема предложенного измерительного устройства 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 осциллирующую систему, которая расположена аксиально симметрично в корпусе 1, возбудитель изгибных колебаний 6, генератор широкополосных сигналов 7, выполненный двухканальным с обеспечением генерации на первом канале сигнала в окрестности резонансной частоты изгибных колебаний, а на втором канале - в окрестности резонансной частоты крутильных колебаний, первый выход которого подключен к возбудителю изгибных колебаний 6, сенсорные приемники 8 и 9, расположенные на равных расстояниях от возбудителя 6, последовательно соединенные блок вычисления передаточной функции изгибных колебаний 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, а также возбудитель крутильных колебаний 12, вмонтированный между расходомерными трубками 3 и 4 во впускном разъеме 2, приемник крутильных колебаний 13, вмонтированный симметрично между расходомерными трубками 3 и 4 в выпускном разъеме 5, блок вычисления передаточной функции крутильных колебаний 14 с подключенным к его выходу блоком аппроксимации канала крутильных колебаний 15, а также блок вычисления температуры 16, при этом выход второго канала генератора широкополосного сигнала 7 подключен к возбудителю крутильных колебаний 12, приемник крутильных колебаний 13 соединен с входом блока вычисления передаточной функции крутильных колебаний 14, входы блока вычисления температуры 16 подключены к соответствующим выходам блоков аппроксимации изгибных и крутильных колебаний 11 и 15, а его выходы подключены к соответствующим входам блоков вычисления передаточной функции изгибных и крутильных колебаний 10 и 14.The invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of the proposed measuring device of the 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 from the flow meter into the pipeline, two straight flow tubes 3 and 4 are mechanically clamped at both ends, forming a mechanical oscillating system, which is located axially symmetrically in the housing 1, the causative agent of bending vibrations 6, the broadband signal generator 7, made by two-channel providing generation of a signal on the first channel in the vicinity of the resonant frequency of the bending vibrations, and on the second channel, in the vicinity of the resonant frequency of the torsional vibrations, the first output of which is connected to the pathogen of bending vibrations 6, the sensor receivers 8 and 9, located at equal distances from the pathogen 6, in series connected to the calculation unit of the transfer function of the bending vibrations 10 and the approximation unit to the reference function 11, while the outputs of the touch receivers 8 and 9 are connected to the input of the calculation unit before of the exact function 10, and the output of the approximation block by the reference function 11 is connected to the control input of the broadband signal generator 7, as well as a torsional vibration exciter 12 mounted between the flow tubes 3 and 4 in the inlet connector 2, a torsional vibration receiver 13 mounted symmetrically between the flow tubes 3 and 4 in the outlet connector 5, the unit for calculating the transfer function of torsional vibrations 14 with the approximation unit for the channel of torsional vibrations 15 connected to its output, as well as the temperature calculating unit rounds 16, while the output of the second channel of the broadband signal generator 7 is connected to the torsional vibration exciter 12, the torsional vibration receiver 13 is connected to the input of the torsional vibration transfer function calculation unit 14, the inputs of the temperature calculation unit 16 are connected to the corresponding outputs of the bending and torsional vibration approximation blocks 11 and 15, and its outputs are connected to the corresponding inputs of the calculation blocks of the transfer function of the bending and torsional vibrations 10 and 14.
Устройство работает следующим образом. Широкополосный сигнал a(t)изг центральной частотой, приближенно равной одной из резонансных частот, первой или второй моды изгибных колебаний расходомерных трубок 3 и 4, подается на возбудитель изгибных колебаний 6 с первого выхода генератора широкополосных сигналов 7, при этом в расходомерных трубках 3 и 4 возбуждаются противофазные изгибные колебания, являющиеся механическим откликом на возбуждающее воздействие. Сенсорные приемники 8 и 9 принимают изгибные колебания, преобразовывая их в электрические сигналы, являющиеся комплексными функциями амплитудно-частотного отклика колебательной системы, соответственно а1(t) и a2(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)=a1±(t)±a2(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 вид
В блоке аппроксимации 11 над экспериментальными данными, представленными в виде ImD1,2, производится операция аппроксимации с помощью эталонной функции. Эталонная функция является результатом аналитического решения 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 ImD1,2, является функцией круговой частоты ω. Она имеет следующий вид:In the approximation block 11, on the experimental data presented in the form of ImD 1,2 , the approximation operation is performed using the reference function. The reference function is the result of an analytical solution to the problem of oscillations 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. Akustich. Zh. 2010, v. 56 , No. 5, p.1-9). The reference function used to approximate ImD 1,2 is a function of the circular frequency ω. It has the following form:
где U - параметр, пропорциональный массовому расходу, ε - параметр потерь, ω1,2 - резонансные частоты, B, C - 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 широкополосных сигналов 7 для подстройки центральной частоты в соответствии с равенством F0=ω1,2/2π.where U is a parameter proportional to the mass flow rate, ε is the loss parameter, ω 1,2 are resonant frequencies, B, 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 is supplied to the broadband signal generation unit 7 for adjusting the center frequency in accordance with the equality F 0 = ω 1,2 / 2π.
Аналогичные преобразования производятся в канале крутильных колебаний. Широкополосный сигнал a(t)крут с центральной частотой, приближенно равной резонансной частоте первой моды крутильных колебаний расходомерных трубок 3 и 4, подается на возбудитель крутильных колебаний 12 со второго выхода генератора широкополосных сигналов 7, при этом в расходомерных трубках 3 и 4 возбуждаются противофазные крутильные колебания, являющиеся механическим откликом на возбуждающее воздействие. Сенсорный приемник 13 принимает крутильные колебания, преобразовывая их в электрический сигнал a3(t). При возникновении потока жидкости сигнал с приемного сенсора 13 изменяется. Изменения в электрическом сигнале, вызванные потоком, в отличие от изменений сигнала в канале изгибных колебаний не зависят от скорости потока, а являются лишь следствием изменения температуры, вязкости и плотности жидкости. В блоке вычисления передаточной функции 14 производятся операции частотной фильтрации, вычисления комплексных Фурье-образов A(ω)крут, A3(ω) сигналов a(t)крут, a3(t) и передаточной функции канала крутильных колебаний
Измеренные в канале обработки изгибных колебаний параметр плотности ρ и в канале обработки крутильных колебаний параметр вязкости η используются в блоке 16 для вычисления поправки второго приближения к значению температуры. Эта поправка учитывает возможные изменения в плотности и вязкости жидкости и пропорциональна
Изобретение позволяет решить две задачи. Во-первых, расширить функциональные возможности измерительного устройства, взятого за прототип, путем добавления к функциям измерения массового потока и плотности еще и измерения параметров вязкости и температуры. Во-вторых, обеспечить улучшенную температурную компенсацию значения массового расхода для измерительного устройства кориолисова типа, причем без использования датчиков температуры.The invention allows to solve two problems. Firstly, to expand the functionality of the measuring device, taken as a prototype, by adding to the functions of measuring the mass flow and density also measuring the parameters of viscosity and temperature. Secondly, to provide improved temperature compensation of the mass flow value for the Coriolis type measuring device, without using temperature sensors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156724/28A RU2526898C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Coriolis-type meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156724/28A RU2526898C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Coriolis-type meter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012156724A RU2012156724A (en) | 2014-07-10 |
RU2526898C1 true RU2526898C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51215463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012156724/28A RU2526898C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Coriolis-type meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526898C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714513C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-02-18 | Николай Васильевич Сизов | Coriolis flow meter - viscosimeter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351561A (en) * | 1992-11-06 | 1994-10-04 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis-type flow meter having an improved temperature range of operation |
US7234363B2 (en) * | 2003-08-04 | 2007-06-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Mass flow meter |
RU2457443C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Coriolis-type mass flow meter |
-
2012
- 2012-12-26 RU RU2012156724/28A patent/RU2526898C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351561A (en) * | 1992-11-06 | 1994-10-04 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis-type flow meter having an improved temperature range of operation |
US7234363B2 (en) * | 2003-08-04 | 2007-06-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Mass flow meter |
RU2457443C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Coriolis-type mass flow meter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714513C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-02-18 | Николай Васильевич Сизов | Coriolis flow meter - viscosimeter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012156724A (en) | 2014-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2502962C2 (en) | Method and device to measure fluid parameter in vibration metre | |
US9400203B2 (en) | Vibratory flow meter and zero check method | |
RU2569048C2 (en) | Vibration meter and appropriate method to determine resonant frequency | |
US10782171B2 (en) | System, method, and computer program product for detecting a process disturbance in a vibrating flow device | |
JP5307292B2 (en) | Method and apparatus for determining flow rate error of vibratory flow meter | |
US20100134304A1 (en) | Vibratory flow meter and method for correcting for entrained gas in a flow material | |
US9689735B2 (en) | Vibratory flowmeter friction compensation | |
JP2014522972A5 (en) | ||
RU2598160C1 (en) | Coriolis flow meter and method with improved zero component of the meter | |
RU2643226C1 (en) | Device and method for detecting asymmetric flow in vibration flowmeters | |
US20220307885A1 (en) | Coriolis meter | |
RU2457443C1 (en) | Coriolis-type mass flow meter | |
RU2526898C1 (en) | Coriolis-type meter | |
EP3129755B1 (en) | Improved vibrating flowmeter and related methods | |
Mironov et al. | Forced flexural vibrations of a pipe with a liquid flow | |
RU2532593C1 (en) | Coriolis measurement device | |
RU2584277C1 (en) | Coriolis-type mass flowmeter | |
US11592379B2 (en) | Flowing vapor pressure apparatus and related method | |
RU2427804C1 (en) | Vibratory flow metre and procedure for introduction of correction for entrained gas in flowing material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160920 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200204 |