RU2618965C1 - Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности - Google Patents

Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности Download PDF

Info

Publication number
RU2618965C1
RU2618965C1 RU2015150981A RU2015150981A RU2618965C1 RU 2618965 C1 RU2618965 C1 RU 2618965C1 RU 2015150981 A RU2015150981 A RU 2015150981A RU 2015150981 A RU2015150981 A RU 2015150981A RU 2618965 C1 RU2618965 C1 RU 2618965C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
meter
density
specific gravity
mass flow
electronics
Prior art date
Application number
RU2015150981A
Other languages
English (en)
Inventor
Саймон П.Х. УИЛЕР
Original Assignee
Майкро Моушн, Инк.
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 Майкро Моушн, Инк. filed Critical Майкро Моушн, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2618965C1 publication Critical patent/RU2618965C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G01F15/061—Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063—Indicating or recording devices for remote indication using electrical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе (200) датчика расхода. Система (200) датчика расхода включает в себя измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика (204a) и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида. Система (200) датчика расхода дополнительно включает в себя массовый расходомер (203), включающий в себя сборку (205a) датчика и измерительную электронику (205b) массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы. Предоставляется удаленная система (207) обработки, электрически связанная только с одной измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы или с измерительной электроникой (205b) массового расходомера. Удаленная система (207) обработки сконфигурирована для приема измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида, сформированного измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы или измерительной электроникой (205b) измерителя объемного расхода на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и сформированного массового расхода. Технический результат – сокращение количества проводов между измерителями и центральной системой обработки, упрощение замены измерителей посредством исключения необходимости перепрограммирования центральной системы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Описанные ниже варианты реализации относятся к объединенным системам с датчиком расхода и, в частности, к измерителю плотности/удельной массы, электрически связанному с массовым расходомером, который выводит данные измерения массового расхода, измерения объемного расхода или потока энергии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Массовые расходомеры могут измерять массовый расход флюида непосредственно, а также и объемный расход. Например, при определении объема, плотности и массы, измеритель должен использовать следующее уравнение:
dm/dt=Q · ρ, (l)
где dm/dt - массовый расход;
Q - объемный расход; и
ρ - плотность.
Однако в случаях, когда необходимо очень точное измерение объемного расхода или потока энергии, пользователь должен установить измеритель плотности или измеритель удельной массы в комбинации с массовым расходомером.
Одна из проблем в комбинации измерителя плотности, или измерителя удельной массы, и массового расходомера заключается в том, что при получении выходного сигнала для очень точного объемного расхода, или потока энергии, оказывается задействованным большое количество проводных соединений, как показано на Фиг. 1.
На Фиг. 1 показана система 10 с датчиком расхода для техники предшествующего уровня. Система 10 с датчиком расхода, известная из предшествующего уровня техники может включать в себя измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12. Измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12 помещаются в пределах расходомерного трубопровода 5, переносящего технологический флюид. Измеритель 11 плотности может содержать любой из известных измерителей плотности, например измеритель плотности с колеблющимся элементом, гигрометр, рентгеновский денситометр, гамма денситометр, и т.д. Массовый расходомер 12 может содержать любой известный измеритель, который измеряет массовый расход, такой как измеритель Кориолиса, тепловой измеритель массы, и т.д. В вышеупомянутом примере, и всюду далее по этой заявке, измеритель плотности может быть заменен измерителем удельной массы (SG), так, чтобы мог быть получен выходной сигнал потока энергии.
Система 10 с датчиком расхода техники предшествующего уровня также включает в себя центральную систему 13 обработки. Как показано, измеритель 11 плотности электрически связан с центральной системой 13 обработки с помощью электрических кабельных соединений 14. Аналогично, массовый расходомер 12 электрически связан с центральной системой 13 обработки с помощью электрических кабельных соединений 15. Поэтому каждый из измерителей 11, 12 посылает сигналы на центральную систему 13 обработки. Центральная система 13 обработки обрабатывает сигналы, принятые от измерителя 11 плотности, для создания измерения плотности. Аналогично, центральная система 13 обработки обрабатывает сигналы, принятые от массового расходомера 12, для создания измерения массового расхода. Центральная система 13 обработки может затем формировать показатель объемного расхода на основании созданной плотности и созданного массового расхода. Объемный расход может быть затем предоставлен пользователю, или на другую систему обработки, через кабельные соединения 16. Как альтернатива, центральная система 13 обработки может просто вывести отдельно плотность и массовый расход, не вычисляя объемный расход. Потребитель должен затем использовать другую систему обработки для определения объемного расхода на основании выходного сигнала от центральной системы 13 обработки.
Расходомерная система 10 предшествующего уровня техники подвержена множеству проблем. Одна из проблем обусловлена увеличением количества проводных соединений, или требуемых каналов передачи сигнала. Хотя измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12 часто располагаются относительно близко друг к другу, центральная система 13 обработки может быть расположена удаленно от измерителя 11 плотности и массового расходомера 12. Следовательно, поскольку каждый измеритель 11 и 12 связывается с центральной системой 13 обработки независимо, количество проводных соединений, или число каналов передачи сигнала, удваивается.
Другая проблема с системой 10 предшествующего уровня техники заключается в том, что если или измеритель 11 плотности, или массовый расходомер 12 должны быть заменены, то центральная система 13 обработки должна быть при этом перепрограммирована для приема новых сигналов от нового измерителя. Часто, центральная система 13 обработки может быть собственным оборудованием пользователя и, таким образом, пользователь должен выполнять обновление программного обеспечения.
Аналогично, многие пользователи хотят знать только объемный расход и необязательно должны знать конкретную плотность или массовый расход. Однако в системе 10 техники предшествующего уровня пользователю предоставляются только сигналы, указывающие плотность и массовый расход, и требуется независимо выполнять вычисление объемного расхода.
Поэтому в данной области техники имеется потребность в системе, которая может предоставить выходной сигнал объемного расхода, или потока энергии, используя измеритель плотности/SG и измеритель массового расхода. Кроме того, в данной области техники имеется потребность в системе, которая может уменьшить или устранить требуемые каналы для сигналов, или проводку кабелей, в частности, между измерителями и центральной системой обработки. Описываемые ниже варианты реализации преодолевают эти и другие проблемы, и достигается усовершенствование в данной области техники. Описываемые ниже варианты реализации предоставляют систему измерения объемного расхода, которая использует один или оба измерителя плотности/SG и измерителя массового расхода для вычисления объемного расхода или потока энергии. Следовательно, только один из измерителей должен быть связан с центральной системой обработки, что дает сокращение числа каналов сигнала и/или уменьшение числа проводных соединений. Поэтому система выводит объемный расход, и каналы сигнала, и/или проводные соединения, требуемые для связи с центральной системой обработки, сокращаются или устраняются.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с вариантом реализации предоставляется комбинированная система датчика расхода. Система датчика расхода содержит измеритель плотности, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику измерителя плотности, сконфигурированную для создания измерения плотности технологического флюида. В соответствии с вариантом реализации, система датчика расхода дополнительно содержит массовый расходомер, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику массового расходомера, сконфигурированную для создания массового расхода технологического флюида и электрически связанную с электронным устройством измерителя плотности. В соответствии с вариантом реализации, система датчика расхода дополнительно содержит удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним электронным устройством - с электронным устройством измерителя плотности или с электронным устройством массового расходомера. Удаленная система обработки сконфигурирована для приема измерения технологического флюида, сформированного электронным устройством измерителя плотности или удельной массы, или электронным устройством массового расходомера, на основании созданного измерения плотности или удельной массы и созданного массового расхода.
В соответствии с вариантом реализации предоставляется способ для получения измерений расхода технологического флюида в расходомерном трубопроводе с флюидом. Способ содержит этап определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности. В соответствии с вариантом реализации, способ дополнительно содержит этап определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера. В соответствии с вариантом реализации, предоставляется электрическая связь между электронным устройством измерителя плотности и электронным устройством массового расходомера. Способ дополнительно содержит этап использования, по меньшей мере, одного из электронных устройств измерителей плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода. Способ дополнительно содержит этап предоставления объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерителя плотности или массового расходомера.
ОБЪЕКТЫ
В соответствии с объектом, система датчика расхода содержит:
измеритель плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида;
массовый расходомер, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с электронным устройством измерителя плотности или удельной массы; и
удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерения плотности или удельной массы, или с электронным устройством измерения массового расхода, и сконфигурированную для приема выходного сигнала измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида, сформированного электронным устройством измерителя плотности или удельной массы, или электронным устройством массового расходомера, на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и сформированного массового расхода.
Предпочтительно, сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера расположены в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.
Предпочтительно, сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.
Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы и массового расхода получается по существу одновременно.
Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.
В соответствии с другим объектом, способ для создания выходного сигнала измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида в трубопроводе с флюидом содержит этапы:
определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы;
определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера;
обеспечения электрической связи между электронным устройством измерителя плотности или удельной массы и электронным устройством массового расходомера;
использования, по меньшей мере, одного из электронных устройств измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода; и
предоставления измерения объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерения плотности или удельной массы или с электронным устройством измерения массового расхода.
Предпочтительно, сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера расположены в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.
Предпочтительно, сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.
Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы и массового расхода определяется по существу одновременно.
Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 изображает систему измерения расхода техники предшествующего уровня.
Фиг. 2 - система датчика расхода в соответствии с вариантом реализации.
Фиг. 3 - измерительная электроника измерителя в соответствии с вариантом реализации.
Фиг. 4 - система датчика расхода в соответствии с другим вариантом реализации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чертежи на Фиг. 2-4 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры для пояснения специалистам в данной области техники того, как осуществить и использовать наилучший из вариантов реализации системы с датчиком расхода. С целью пояснения принципов изобретения, некоторые обычные объекты были упрощены или исключены. Специалистам в данной области техники будут очевидны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний настоящего описания. Например, измеритель удельной массы может быть заменен измерителем плотности в комбинации с датчиком массового расхода для получения измерений выхода энергии. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что описанные ниже признаки могут быть различным образом скомбинированы, образуя множественные вариации системы измерения массового расхода. Таким образом, описанные ниже варианты реализации не ограничиваются описанными ниже конкретными примерами, но только пунктами формулы и их эквивалентами.
На Фиг. 2 показана система 200 с датчиком расхода в соответствии с вариантом реализации. В соответствии с вариантом реализации, система 200 с датчиком расхода может быть установлена в пределах расходомерного трубопровода 201, принимающего технологический флюид или струйный поток некоторого другого типа. Система 200 с датчиком расхода может включать в себя измеритель 202 плотности и массовый расходомер 203. Измеритель 202 плотности может содержать любые известные измерители плотности, такие как измеритель плотности с вибрационным элементом, гигрометр, рентгеновский денситометр, гамма-денситометр, и т.д. Конкретный тип измерителя плотности может зависеть от конкретного применения и никоим образом не должен ограничивать объем притязаний настоящего варианта реализации. Массовый расходомер 203 может содержать любой известный измеритель, который измеряет массовый расход, такой как расходомер Кориолиса, тепловой массовый измеритель, и т.д. В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности и массовый расходомер 203 могут быть помещены последовательно в линии с трубопроводом 201. В показанном варианте реализации, измеритель 202 плотности расположен выше по ходу относительно массового расходомера 203; однако, в других вариантах реализации, порядок может быть обратным. В альтернативных вариантах реализации, измеритель 202 плотности может быть помещен в отводимый поток, который отводится от трубопровода 201 (см. Фиг. 4).
В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности содержит сборку 204a датчика, который принимает текущий флюид. Измеритель 202 плотности дополнительно содержит измерительную электронику 204b измерителя плотности. Хотя измерительная электроника 204b измерителя плотности показана как физически связанная со сборкой 204a датчика, в других вариантах реализации, эти два компонента могут быть просто электрически связаны посредством электрического кабеля или могут быть связаны беспроводным образом. В любом случае, сборка 204a датчика электрически связана с электронным устройством 204b измерителя плотности посредством электрического кабеля или беспроводным образом, используя любой известный беспроводный протокол, включающий в себя Bluetooth, HART или технологию Rosemount THUM (не показано).
В соответствии с вариантом реализации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать сигналы датчика от сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может обработать принятые сигналы датчика для создания измеренной плотности флюида, текущего через трубопровод 201, как это хорошо известно в данной области техники.
В соответствии с вариантом реализации, массовый расходомер 203 содержит сборку 205a датчика, которая принимает технологический флюид во трубопроводе 201 с флюидом. Массовый расходомер 203 дополнительно содержит измерительную электронику 205b массового расходомера. Аналогично измерителю 202 плотности, хотя измерительная электроника 205b массового расходомера показана физически связанной со сборкой 205a датчика, в других вариантах реализации, эти два компонента могут быть просто связаны посредством электрического кабеля. В любом случае, сборка 205a датчика электрически связана с электронным устройством 205b массового расходомера посредством электрического кабеля (не показано).
В соответствии с вариантом реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать сигналы от сборки 205a датчика. Измерительная электроника 205b массового расходомера может обрабатывать сигналы и сформированный показатель массового расхода, как это общеизвестно в данной области техники.
В соответствии с вариантом реализации, два электронных устройства 204b, 205b электрически связаны друг с другом посредством электрического кабеля 206. Электрическая связь между двумя измерительными электрониками 204b, 205b измерителя позволяет формировать измерение от одного из электронных устройства измерителя, связанного с другим электронным устройством измерителя. Например, в показанной конфигурации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать сформированный массовый расход от измерительной электроники 205b массового расходомера. С массовым расходом, принятым от массового расходомера 203, наряду с созданной плотностью, измеритель 202 плотности может формировать объемный расход, используя уравнение (1). В соответствии с вариантом реализации, сформированный объемный расход может быть затем выведен на удаленную систему 207 обработки посредством электрического кабеля 208. В соответствии с вариантом реализации, электрический кабель 208 может дополнительно обеспечить питание измерителя 202 плотности и массового расходомера 203. В некоторых вариантах реализации, удаленная система 207 обработки может включать в себя дополнительный выходной кабель 209. Выходной кабель 209 может обеспечить связь с дополнительной обрабатывающей системой, например.
В соответствии с вариантом реализации, удаленная система 207 обработки может быть расположена на большем расстоянии, чем расстояние между измерителем 202 плотности и массовым расходомером 203. Однако, в соответствии с другим вариантом реализации, удаленная система 207 обработки может быть расположена в непосредственной близости от двух измерителей 202, 203. Например, удаленная система 207 обработки может быть расположена на том же самом расстоянии или более коротком расстоянии, чем расстояние между измерителем 202 плотности и массовым расходомером 203. Конкретное местоположение удаленной системы 207 обработки относительно измерителей 202, 203 никоим образом не должно ограничивать объем притязаний настоящего варианта реализации и будет зависеть от конкретного применения.
Удаленная система 207 обработки может содержать универсальный компьютер, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторое другое универсальное или специализированное устройство обработки. Удаленная система 207 обработки может быть распределена среди множественных процессорных устройств. Удаленная система 207 обработки может включать в себя любого рода объединенный или независимый электронный носитель данных.
Как можно видеть, только один из измерителей 202 плотности или массового расхода 203 непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. Хотя в показанном на Фиг. 2 варианте реализации измеритель 202 плотности непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки, в других вариантах реализации, вместо этого, массовый расходомер 203 может быть непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В любой ситуации, количество необходимых проводных соединений по существу уменьшено по сравнению с системой техники предшествующего уровня, которая показана на Фиг. 1. Кроме того, измерительная электроника измерителя, которая электрически связана с удаленной системой 207 обработки, выводит объемный расход. Поэтому удаленная система 207 обработки не должна быть специально сконфигурирована для вычисления объемного расхода из плотности и массового расхода.
На Фиг. 3 показана измерительная электроника 204b измерителя плотности в соответствии с вариантом реализации изобретения. Следует отметить, что многие из признаков измерительной электроники 204b измерителя плотности могут также быть найдены в измерительной электронике 205b массового расходомера 203. Однако описание измерительной электроники 205b массового расходомера опущено для краткости. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может включать в себя интерфейс 301 и систему 303 обработки. Система 303 обработки может включать в себя систему 304 памяти. Система 304 памяти может содержать внутреннюю память, как это показано, или, альтернативно, может содержать внешнюю память. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может формировать сигнал 311 привода и подавать сигнал 311 привода на привод (не показано) сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может также принимать сигналы 310 датчика от сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может обрабатывать сигналы 310 датчика для получения плотности 312 материала, текущего через трубопровод 201. Плотность 312 может быть сохранена для дальнейшего использования.
В дополнение к сигналам 310 датчика, принятым от сборки 204a датчика, интерфейс 301 может также принимать сформированный массовый расход 314 от измерительной электроники 205b массового расходомера. Интерфейс 301 может выполнить любое необходимое или желаемое формирование сигнала, такое как любого рода форматирование, усиление, буферизацию, и т.д. Альтернативно, некоторые или все формирования сигнала могут быть выполнены в системе 303 обработки. Кроме того, интерфейс 301 может дать возможность связывания между электронным устройством 204b измерителя плотности и удаленной системой 207 обработки. Интерфейс 301 может иметь возможность любого рода связи - электронной, оптической или беспроводной.
Интерфейс 301 в одном варианте реализации может включать в себя цифровой преобразователь (не показан); причем сигналы 310 датчика содержат аналоговые сигналы датчика. Цифровой преобразователь может выбирать и оцифровывать аналоговые сигналы датчика и производить цифровые сигналы датчика. Цифровой преобразователь может также выполнять любое необходимое прореживание, причем цифровой сигнал датчика прореживается для уменьшения количества необходимой обработки сигналов и сокращения продолжительности обработки.
Система 303 обработки может управлять работой измерительной электроники 204b измерителя плотности. Система 303 обработки может выполнять обработку данных, требуемую для осуществления одной или нескольких подпрограмм обработки, такой как подпрограмма 313 определения объемного расхода. Подпрограмма 313 определения объемного расхода может использовать уравнение (1), наряду с созданной плотностью 312 и принятым массовым расходом 314, для создания объемного расхода 315. Как рассмотрено выше, объемный расход 315 может быть затем выведен на внешнюю удаленную систему 207 обработки. В некоторых вариантах реализации, система 300 обработки может дополнительно вывести плотность 312 и/или массовый расход 314.
Следует понимать, что измерительная электроника 220 измерителя может включать в себя различные другие компоненты и функции, которые являются общеизвестными в данной области техники. Эти дополнительные признаки опущены из описания и чертежей для краткости. Поэтому настоящее изобретение не должно быть ограничено конкретными показанными и рассмотренными вариантами реализации.
На Фиг. 4 показана система 200 с датчиком расхода в соответствии с другим вариантом реализации. В показанном на Фиг. 4 варианте реализации, сборка 204a датчика измерителя 202 плотности расположена в пределах отвода потока 401, который отводится от главного трубопровода 201. Отвод потока 401 обычно бывает меньше, чем трубопровод 201, так, что только малое количество флюида попадает в отвод потока 401. Хотя массовый расходомер 203 установлен между первым и вторым концами отвода потока 401 в варианте реализации, показанном на Фиг. 4, массовый расходомер 203 может быть установлен в других областях трубопровода 201. Например, в некоторых вариантах реализации, массовый расходомер 203 помещается только вне концов отвода потока 401, так, что весь флюид течет через массовый расходомер 203, и участок флюида не обходит массовый расходомер 203. Поэтому не должна выполняться коррекция для учета количества флюида, обходящего массовый расходомер 203. Однако, во многих вариантах реализации, массовый расходомер 203 помещается близко к отводу потока 401 так, чтобы массовый расходомер 203 и измеритель 202 плотности измеряли по существу тот же самый флюид в любое данное время.
В соответствии с вариантом реализации, показанным на Фиг. 4, сборка 204a датчика может принимать малый участок флюида, текущего через систему 200. Это может быть преимущественным в некоторых вариантах реализации, поскольку сборка 204a датчика может быть выполнена по существу меньшей, чем в варианте реализации, показанном на Фиг. 2, поскольку меньший расход принимается измерителем 202 плотности на Фиг. 4. Поэтому, если измеритель 202 плотности сформирован из дорогостоящих материалов, например с трубопроводом, выполненным из титана или тантала, стоимость сборки 204a датчика может быть снижена благодаря уменьшенному размеру.
В соответствии с показанным на Фиг. 4 вариантом реализации, два электронных устройства 204b, 205b электрически связаны друг с другом так, чтобы только один из электронных устройств 205a или 205b измерителя должен был быть непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В показанном на Фиг. 4 варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, а не измеритель 202 плотности. Как можно заметить, в этом варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера должна быть сконфигурирована для приема измерения плотности от измерительной электроники 204b измерителя плотности и формировать объемный расход на основании принятых плотности 312 и массового расхода 314.
При работе система 200 датчика расхода может использоваться для создания объемного расхода на основании индивидуально определенных массовых расходов и плотностей, сформированных двумя отдельными сборками 204a, 205a датчика. В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности может формировать измерение 312 плотности, когда технологический флюид течет через трубопровод 201. В соответствии с вариантом реализации, по существу одновременно, массовый расходомер 203 может формировать показатель массового расхода 314. В соответствии с другим вариантом реализации, измеритель 202 плотности может формировать среднее измерение плотности. Например, измерительная электроника 204a измерителя может формировать и сохранять скользящую среднюю плотность, определенную из предыдущих измерений плотности. Предыдущие измерения плотности могут быть основанными на заданном числе предварительно принятых сигналов 310 датчика, например.
В соответствии с вариантом реализации, по меньшей мере, одна из измерительной электроники 204b, 205b измерителя может принимать измерение флюида от другой измерительной электроники измерителя. Например, в показанном на Фиг. 2 варианте реализации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать массовый расход 314 от измерительной электроники 205b массового расходомера. И наоборот, в показанном на Фиг.3 варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать измерение плотности 312 от измерительной электроники 204b измерителя плотности. Предпочтительно, измерительная электроника измерителя, которая принимает измерение флюида, представляет собой измерительную электронику измерителя, которая непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки. Однако настоящий вариант реализации не должен быть так ограничен. Например, на Фиг. 2 измеритель 202 плотности непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В некоторых вариантах реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать измерение плотности от измерителя 202 плотности. Еще в одном варианте реализации, каждая измерительная электроника 204b, 205b измерителя может послать созданное измерение на другую измерительную электронику измерителя, так, что каждая измерительная электроника 204b, 205b измерителя включает в себя и измерение плотности, и измерение массового расхода.
В соответствии с вариантом реализации, если только одно из электронных устройств измерителя включает в себя и измерение плотности 312, и массовый расход 314, то измерительная электроника измерителя может обрабатывать два измерения для создания объемного расхода 315. Формируемый объемный расход 315 может быть затем послан на удаленную систему 207 обработки посредством кабеля 208. Если измерительная электроника измерителя, которая создает объемный расход, не непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, формируемый объемный расход может быть послан на измерительную электронику измерителя, которая непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, и затем передать объемный расход 315 удаленной системе 207 обработки.
Поэтому, как можно заметить, удаленная система 207 обработки может принимать объемный расход от объединенных измерителя 202 плотности и массового расходомера 203 без необходимости в отдельном выполнении вычисления объемного расхода. Это преимущественно упрощает обработку, требуемую от удаленной системы 207 обработки, а также по существу сокращает количество необходимых проводных соединений. Кроме того, если любой из измерителей 202, 203 необходимо заменить, удаленная система 207 обработки не должна быть реконфигурирована.
В соответствии с вариантом реализации, если оба электронных устройства 204b, 205b измерителя включают в себя измерение плотности и измерение массового расхода, оба электронных устройства 204b, 205b измерителя могут формировать измерение объемного расхода. Это позволяет любому из электронных устройств 204b, 205b измерителя посылать измерение объемного расхода на удаленную систему 207 обработки. Кроме того, когда один из измерителей 202, 203 необходимо заменить, остающийся измеритель может легко предоставить измерение объемного расхода на удаленную систему 207 обработки.
Подробные описания вышеупомянутых вариантов реализации не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов реализации, рассматриваемых авторами как находящиеся в пределах объема притязаний настоящего описания. Действительно, специалисты в данной области техники увидят, что некоторые элементы вышеописанных вариантов реализации могут быть по-разному объединены или исключены, образуя дополнительные варианты реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний и принципов настоящего описания. Специалистам в данной области техники также будет очевидно, что вышеописанные варианты реализации могут быть объединены полностью или частично, образуя дополнительные варианты реализации в пределах объема притязаний и принципов настоящего описания.
Таким образом, хотя определенные варианты реализации и примеры изобретения описаны здесь в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема притязаний настоящего описания, как будет видно специалистам в данной области техники. Представленные здесь принципы могут быть применены к другим системам массовых расходомеров, а не только к вариантам реализации, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний описанных выше вариантов реализации должен быть определен из пунктов формулы.

Claims (18)

   1. Система (200) датчика расхода, содержащая:
измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку (204a) датчика и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы флюида процесса;
массовый расходомер (203), включающий в себя сборку (205a) датчика и измерительную электронику (205b) массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы; и
удаленную систему (207) обработки, электрически связанную только с одной измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы, или с измерительной электроникой (205b) массового расходомера, и сконфигурированную для приема измерений технологического флюида, формируемых измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроникой (205b) массового расходомера на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и массового расхода.
    2. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой сборка (204a) датчика измерителя (202) плотности или удельной массы и сборка (205a) датчика массового расходомера (203) располагаются в линии с трубопроводом (201) с флюидом, переносящим технологический флюид.
    3. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой сборка (205a) датчика массового расходомера (203) располагается в линии с трубопроводом (201) с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка (204a) датчика измерителя (202) плотности или удельной массы располагается в отводе (401) потока, связанном с трубопроводом (201) с флюидом, для приема участка технологического флюида.
   4. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой измерение плотности или удельной массы и массовый расход формируются по существу одновременно.
  5. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой измерение плотности или удельной массы содержит средние плотность или удельную массу.
   6. Способ получения измерения расхода технологического флюида в трубопроводе с флюидом, содержащий этапы:
определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы;
определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера;
предоставления электрической связи между измерительной электроникой измерителя плотности или удельной массы и измерительной электроникой массового расходомера;
использования, по меньшей мере, одного из измерительной электроники измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода; и
предоставления объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одной из измерительной электроники измерителя плотности или удельной массы или с измерительной электроникой массового расходомера.
  7. Способ по п. 6, в котором сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера располагаются в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.
   8. Способ по п. 6, в котором сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.
   9. Способ по п. 6, в котором измерение плотности или удельной массы и массовый расход определяются по существу одновременно.
   10. Способ по п. 6, в котором измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.
RU2015150981A 2013-04-30 2013-04-30 Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности RU2618965C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/038732 WO2014178828A1 (en) 2013-04-30 2013-04-30 Volume flow sensor system comprising a mass flowmeter and a density meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618965C1 true RU2618965C1 (ru) 2017-05-11

Family

ID=48326485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150981A RU2618965C1 (ru) 2013-04-30 2013-04-30 Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9618375B2 (ru)
EP (1) EP2992300A1 (ru)
JP (1) JP6105156B2 (ru)
KR (1) KR101784262B1 (ru)
CN (1) CN105378439A (ru)
AR (1) AR096106A1 (ru)
AU (2) AU2013388134A1 (ru)
BR (1) BR112015027330B1 (ru)
CA (1) CA2910027C (ru)
HK (1) HK1222222A1 (ru)
MX (1) MX346620B (ru)
RU (1) RU2618965C1 (ru)
SG (1) SG11201508787QA (ru)
WO (1) WO2014178828A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201405678PA (en) * 2012-03-13 2014-11-27 Micro Motion Inc Indirect mass flow sensor
US11002720B2 (en) * 2016-01-27 2021-05-11 Micro Motion, Inc. Gas energy measurement method and related apparatus
CN108700444A (zh) 2016-02-26 2018-10-23 高准公司 用于两个或更多仪表配件的仪表电子器件
CN106769655A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 青岛澳威流体计量有限公司 用于输油系统的在线平均密度计量装置
CN108572014B (zh) * 2017-12-31 2023-03-17 深圳市前海海洋仪表科技有限公司 超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3739635A (en) * 1971-05-12 1973-06-19 Simmonds Precision Products Fuel management system
US3785204A (en) * 1972-04-06 1974-01-15 Exxon Research Engineering Co Mass flow meter
DE19633416A1 (de) * 1996-08-20 1997-04-03 Merkel Wolfgang Volumenstrom- und Dichtemesser VD 1
US20040069290A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Electrolux Home Products, Inc. Method and arrangement for achieving an adjusted engine setting utilizing engine output and/or fuel consumption
US20070151333A1 (en) * 2005-12-15 2007-07-05 Hamilton Sundstrand Ultrasonic-densiometer mass flow sensor for use in flow metering units

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60150422U (ja) * 1984-03-19 1985-10-05 横河電機株式会社 超音波流量計
JPS6162820A (ja) * 1984-09-04 1986-03-31 Toyota Motor Corp カルマン渦エアフロ−センサを用いた吸入空気質量流量検出装置
JPH0532734Y2 (ru) * 1986-05-16 1993-08-20
JP2866021B2 (ja) 1995-01-27 1999-03-08 石油公団 タ−ビン型流量計による２相流体の流量計測方法
US5812803A (en) * 1995-09-29 1998-09-22 Intel Corporation Method and apparatus for controlling data transfers between a bus and a memory device using a multi-chip memory controller
US5661232A (en) * 1996-03-06 1997-08-26 Micro Motion, Inc. Coriolis viscometer using parallel connected Coriolis mass flowmeters
US5687100A (en) 1996-07-16 1997-11-11 Micro Motion, Inc. Vibrating tube densimeter
JPH1090028A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Oval Corp 超音波質量流量計
US6327914B1 (en) * 1998-09-30 2001-12-11 Micro Motion, Inc. Correction of coriolis flowmeter measurements due to multiphase flows
US6505517B1 (en) * 1999-07-23 2003-01-14 Rosemount Inc. High accuracy signal processing for magnetic flowmeter
JP2002062178A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Tokyo Gas Co Ltd ガスメータ
US6636815B2 (en) * 2001-08-29 2003-10-21 Micro Motion, Inc. Majority component proportion determination of a fluid using a coriolis flowmeter
US6957586B2 (en) * 2003-08-15 2005-10-25 Saudi Arabian Oil Company System to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids, meter, and related methods
US6959609B2 (en) * 2003-09-24 2005-11-01 Halliburton Energy Services, Inc. Inferential densometer and mass flowmeter
DK1730476T3 (da) * 2004-03-25 2021-06-21 Micro Motion Inc Simplificeret måling af fluidegenskaber
US8676526B2 (en) * 2004-12-29 2014-03-18 Micro Motion, Inc. High speed frequency and phase estimation for flow meters
JP2007263777A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Yokogawa Electric Corp コリオリ質量流量計
JP5121166B2 (ja) * 2006-05-18 2013-01-16 アズビル株式会社 流量計およびガス流量計測システム
US8200450B2 (en) * 2007-06-30 2012-06-12 Endress + Hauser Flowtec Ag Medium density measuring system
WO2009063023A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 Minch Norton Limited A process and apparatus for analysing and separating grain
DE102008029469B3 (de) * 2008-06-20 2009-10-29 Airbus Deutschland Gmbh Luftfahrzeugleitungsüberwachungssystem und -verfahren, insbesondere für ein Luftfahrzeugflügelenteisungssystem und eine Luftfahrzeugklimaanlage
GB2483293A (en) 2010-09-03 2012-03-07 Spirax Sarco Ltd Steam flow meter with thermoelectric power source
SG11201405678PA (en) * 2012-03-13 2014-11-27 Micro Motion Inc Indirect mass flow sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3739635A (en) * 1971-05-12 1973-06-19 Simmonds Precision Products Fuel management system
US3785204A (en) * 1972-04-06 1974-01-15 Exxon Research Engineering Co Mass flow meter
DE19633416A1 (de) * 1996-08-20 1997-04-03 Merkel Wolfgang Volumenstrom- und Dichtemesser VD 1
US20040069290A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Electrolux Home Products, Inc. Method and arrangement for achieving an adjusted engine setting utilizing engine output and/or fuel consumption
US20070151333A1 (en) * 2005-12-15 2007-07-05 Hamilton Sundstrand Ultrasonic-densiometer mass flow sensor for use in flow metering units

Also Published As

Publication number Publication date
US9618375B2 (en) 2017-04-11
JP2016520829A (ja) 2016-07-14
US20160084691A1 (en) 2016-03-24
AU2017203529B2 (en) 2019-01-17
CA2910027A1 (en) 2014-11-06
BR112015027330B1 (pt) 2021-01-26
KR20160003043A (ko) 2016-01-08
MX2015014467A (es) 2016-02-03
JP6105156B2 (ja) 2017-03-29
HK1222222A1 (zh) 2017-06-23
AU2013388134A1 (en) 2015-11-05
CA2910027C (en) 2018-02-20
BR112015027330A2 (pt) 2017-07-25
CN105378439A (zh) 2016-03-02
EP2992300A1 (en) 2016-03-09
AR096106A1 (es) 2015-12-09
SG11201508787QA (en) 2015-11-27
MX346620B (es) 2017-03-27
WO2014178828A1 (en) 2014-11-06
KR101784262B1 (ko) 2017-11-06
AU2017203529A1 (en) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2577380C1 (ru) Датчик косвенного массового потока
AU2017203529B2 (en) Volume flow sensor system comprising a mass flowmeter and a density meter
US10371553B2 (en) Transducer apparatus as well as measuring system formed therewith
CN107884089A (zh) 热通量传感器
US20220205890A1 (en) Device and method for fluid and equipment monitoring
US10612959B2 (en) Split electronic volume corrector (EVC)
KR101573679B1 (ko) 접지링 구조를 갖는 전자유량계
JP2019045320A (ja) フィールド機器、システム、および波形データ出力方法
JP4160797B2 (ja) 磁気誘導式流量計
US11703407B2 (en) Multifunctional sensor for the process industry
CN111566457B (zh) 用于根据科里奥利原理确定介质的质量流量测量值的具有至少一个弯曲测量管的测量装置
CN118518170A (zh) 流量检测装置及水泵
KR101573678B1 (ko) 디지털 필터를 이용한 균등자계분포 방식의 전자유량계
CN204085596U (zh) 一种用于科里奥利质量流量计传感器信号检测的线圈骨架