提供用于仪表校验结果的质量测量的方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种流量计，更具体地涉及用于流量计仪表校验的系统和方法。
【背景技术】
[0002]各种流量计被用于测量通过仪表的流体的流率。某些示例包括祸街流量计、磁性流量计、科里奥利流量计及其他流量计。
[0003]科里奥利流量计为用于测量流体的质量流率和密度的一种类型的流量计。在传统的科里奥利流量计中，当一个或多个驱动器使管道振动时，流体流过一个或多个管道(更广义地，为流管)。两个或多个传感器沿着流管的不同位置检测流管的运动。与流过振动的流管的流体的加速度相关联的力，产生传感器信号中的相位差。该相位差与通过流管的流体的质量流率相关。因此，质量流率的测量可根据传感器的相位差来获得。流管的谐振频率随着流管中流体的密度而变化。因此，科里奥利流量计也可通过追踪流管的谐振频率提供密度的测量。尽管这些基本的工作原理相当简单，许多复杂的控制和测量技术可被用于改进基本的测量技术以补偿各种因素，诸如温度变化、压力变化、多相流体流动效应以及影响科里奥利流量计工作的许多其他变量。例如，美国专利号6，311，136;6，505，519;6，950，760;7，059，199;7，614，312;7，660，681;7，617，055;和8，751，171，其内容通过引用合并于此，阐释了某些用于改进科里奥利流量计测量和操作的更先进的已知技术。
[0004]科里奥利流量计的测量精度部分地取决于仪表是否被适当地校准。典型地，校准数据用于将原始传感器信号转换成质量流量和密度测量结果。该校准数据例如可用于考虑流管的物理特性(例如，刚度，等等)。在某些应用中，流过科里奥利流量计的流体为侵蚀性的、磨蚀性的、腐蚀性的等等。这些流体和/或其他环境条件可使得流管由于磨损或其他破坏而变得损坏。然而，当流管的物理特性变化时，校准数据变得过时，且测量系统可产生不准确的测量值。因此，科里奥利流量计上的正常磨损可使得性能恶化。最终，由于磨损的损坏可变的如此严重以使得流量计灾难性地失效。科里奥利流量计的灾难性失效可对使用它的工艺设施产生的实质的和高代价的损坏，尤其在这里它导致对环境释放侵蚀性的、腐蚀性的、有害的材料，或者很难清理。
[0005]为了避免灾难性故障并限制测量的不精确性，某些科里奥利流量计配备有仪表校验系统。这些系统监测流量计的校准精度以校验它是否产生可靠的测量结果。它们典型地输出当前测量结果是否准确的定性指示。例如，美国专利号5，926，096，其内容合并于此作为参考，提供关于可被用于科里奥利流量计的一种类型的仪表校验系统的更多细节。其它仪表校验系统也被用于科里奥利流量计。类似的仪表校验系统被用于与涡街流量计、磁性流量计以及其他流量计相连接。
[0006]本发明的发明人在流量计校验系统领域作出某些改进，其将在下面被详细描述。
【发明内容】
[0007]本发明的一方面为一种用于评价科里奥利质量流量计的方法，该科里奥利质量流量计具有流管、用于驱动流管的驱动器、一对用于感测流管不同位置的振动响应并提供代表振动响应的信号的传感器、以及构造成基于传感器信号之间的相位差确定流过流管的流体的质量流率的处理器。该方法包括执行诊断测试以用于检测可能损害科里奥利质量流量计操作的流管中的物理变化。诊断测试的结果被输出。利用与过程条件有关的信息来评估诊断测试的可靠性。诊断测试的可靠性指示被输出。
[0008]本发明的另一方面为一种用于评价质量流率测量的系统。该系统包括科里奥利流量计，其包括流管、用于驱动流管的驱动器、以及一对用于感测不同位置流管的振动响应并提供代表振动的传感器信号的传感器。该系统具有诊断系统，其被构造成执行诊断测试以用于检测可能损害科里奥利质量流量计操作的流管中的物理变化，且输出诊断测试结果。该诊断系统还被构造成利用与过程条件相关的信息评价诊断测试的可靠性并输出对诊断测试可靠性的指示。
[0009]本发明的另一方面为一种用于评价流率测量的系统。该系统包括流量计和诊断系统。该诊断系统被配置成，执行诊断测试以用于检测可能损害流量计操作的流量计中的物理变化并输出诊断测试结果。该诊断系统还被构造成利用与过程条件相关的信息评价诊断测试的可靠性并输出对诊断测试的可靠性的指示。
[0010]其他方面及特征部分是显而易见的，部分在下文中指出。
【附图说明】
[0011]图1为科里奥利流量计的一个实施例的立体图；
[0012]图2为一个分布式控制系统实施例中的科里奥利流量计的示意图；
[0013]图3为另一个分布式控制系统实施例中的科里奥利流量计的示意图；
[0014]图4为另一个分布式控制系统实施例中的科里奥利流量计的示意图；
[0015]图5为阐释一个适于科里奥利流量计的仪表校验系统的实施例的操作的流程图；
[0016]图6为阐释由仪表校验系统进行的诊断测试的一个实施例的流程图；
[0017]图7A为阐释对称振动模式的科里奥利流量计的流管的一个实施例的示意顶视图；
[0018]图7B为阐释反对称的振动模式的图7A中的流管的示意顶视图；
[0019]图8为阐释由仪表校验系统进行的诊断测试的另一个实施例的流程图；
[0020]图9为阐释由仪表校验系统进行的诊断测试的另一个实施例的流程图；
[0021]图10为阐释由仪表校验系统进行的诊断测试的另一个实施例的流程图；
[0022]图11为阐释由仪表校验系统进行的另一诊断测试的另一个实施例的流程图。
[0023]在全部附图中，相应的参考标记指示相应的部件。
【具体实施方式】
[0024]参考图1和2，科里奥利流量计的实施例大体由参考标记10指示。在所阐释的实施例中，流量计10包括流管15，其包括一对管道18，20。流量计10在上游和下游法兰12处流体连通于管线(未示出)。流体穿过(串联的)管道18，20中的每一个流入流量计10的入口，并从流量计的出口输出。图1中的管道18，20中的每一个具有直线部分26，其与其他管道的直线部分设置在相同的平面。管道18，20还具有环形构造。其他构造的管道(例如，直线管构造、U形构造，等等)也是可能的。
[0025]如图1中所阐释的，流量计10具有一对驱动器46a，46b，其定位成驱动流管15的振荡，但是在本发明的范围内，仅仅利用单个驱动器来驱动流管的振荡是可能的。传感器48a，48b被定位于流管上的不同位置，以用于检测不同位置处流管的移动。例如，在图1中，传感器48a，48b被定位在环管18，20的直线部分26的相对端部。传感器48a，48b被构造成输出指示管道18，20的移动的信号。在图1中，传感器48a，48b被定位在管道18，20之间，并适于在各个传感器的位置处检测一个管道相对于另一个管道的移动。如图2中所阐释的，流量计10还包括定位成测量流管15中的流体的温度的温度传感器52，和定位成测量流管的温度的另一个温度传感器53。图2中的流量计10还包括压力传感器56，其定位成测量流管15内部的流体压力。尽管图2将温度传感器52，53和压力传感器56描述为流量计10的元件，可理解，流体温度传感器和压力传感器52，56可为单独的设备，并且可被安装成邻近于流量计的将流体传送到或者离开流量计的管线中。
[0026]参考图2，流量计10具有控制及测量系统50，其接收来自于传感器48a，48b的信号。控制及测量系统50适于包括处理器，其被构造成基于传感器信号48a，48b之间的相位差确定流过流管15的流体的质量流率。该处理器适于进一步被构造成确定流体的密度(例如，利用与流管15的谐振频率的相关性)。如在图2中所阐释的，控制及测量系统50还接收来自于温度传感器52，53的信号。该处理器适于利用来自于温度传感器52和53的温度数据以及来自于压力传感器56的压力数据对质量流率测量结果和密度测量结果进行补偿。除了质量流率和流体密度之外，流量计10还适于被构造成利用从传感器48a，48b、温度传感器52及53、以及压力传感器56中的一个或多个所接收的信号来计算流管15中的流体的含气率和/或粘度。流量计10，且更具