专利名称：用于测量振动计中流体参数的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流量计，且更特别涉及用于测量振动流量计中流体参数的方法和设备。
背景技术：
流量计被用来测量流动物质的质量流率、密度和其它特性。流动物质可以包括液体、气体、悬浮在液体或气体中的固体物，或者其任何组合。诸如科里奥利斯(Coriolis)质量流量计和振动密度计之类的振动导管传感器典型地是通过探测含有流动物质的振动导管的运动而工作。与导管内物质相关联的属性可以通过处理从与该导管相关联的运动换能器收到的测量信号来确定，所述属性诸如质量流量、密度等等。装有振动物质的系统的振动方式通常受到该包含导管和在其中所含物质的组合质量、硬度和阻尼特性的影响。典型的科里奥利斯质量流量计包括一个或多个导管，这些导管内联连接在管道或其它运输系统中且运送该系统中的物质，诸如流体、浆液类等等。每个导管可以被看作具有一套自然振动方式，例如包括简单弯曲的、扭转的、径向的和耦合的方式。在典型的科里奥利斯质量流量测量应用中，在物质流动通过导管时该导管以一种或几种振动方式被激励， 且在沿导管间隔开的点处测量该导管的运动。激励典型地由定期性地扰动导管的执行机构 (actuator)提供，所述执行机构例如像音圈式驱动器之类的机电装置。通过测量在换能器位置处各运动之间的时间延迟或相差来确定质量流率。流动物质的密度可以根据流量计振动响应的频率来确定。典型采用两个这样的换能器(或拾取(Pick-off)传感器)以便测量 (一个或多个)流动导管的振动响应，而且，该两个这样的换能器典型地位于执行机构的上游和下游的位置。该两个拾取传感器通常通过电缆连接到电子仪器，诸如通过两对独立的导线。该仪器接收来自这两个拾取传感器的信号，并对这些信号进行处理，以便得出流量测量结果。振动流量计的一个潜在误差源是由可压缩性(又称作为声速效应)引起的。这些误差通常随着管子振荡频率的增加而增加，且因此，误差常常发生在高频操作期间。已经开发出许多模型来表征振动流量计中的声速效应。例如，Hemp J and Kutin J.的在 Flow Measurement and Instrumentation, 17:359-369 (2006)的 Theory of errors in Coriolis flowmeter readings due to compressibility of the fluid being metered 把在所测量的密度和质量流率二者方面的误差影响表征为
权利要求
1.一种用于计算流动通过至少第一振动流量计的流体的流体参数的方法，包括步骤 以一个或更多频率对所述流量计进行振动；接收振动响应；生成所述流体的第一流体属性； 生成所述流体的至少第二流体属性；和基于所述第一流体属性和所述至少第二流体属性计算流体参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和所述至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和所述至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率。
4.如权利要求1所述的方法，其中，对振动流量计进行振动的步骤包括步骤 以第一频率对所述振动流量计进行振动；和还以至少第二频率对所述振动流量计进行振动，其中与所述第一频率相比所述至少第二频率是不同的频率。
5.如权利要求1所述的方法，还包括把所述振动响应分成所述振动响应的第一频率分量和所述振动响应的至少第二频率分量的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性基于所述振动响应的第一频率分量，而所述至少第二流体属性基于所述振动响应的至少第二频率分量。
7.如权利要求1所述的方法，其中，对振动流量计进行振动的步骤包括步骤 以第一频率对所述振动流量计进行振动；和把所述振动响应分成第一频率分量和至少第二频率分量，其中，所述第一频率分量和所述至少第二频率分量通过以所述第一频率的振动生成。
8.如权利要求1所述的方法，还包括步骤 对至少第二振动流量计进行振动；从第一振动流量计生成所述第一流体属性；和从所述至少第二振动流量计生成所述至少第二流体属性。
9.如权利要求8所述的方法，其中，对第一流量计和至少第二流量计进行振动的步骤包括以第一频率对所述第一流量计进行振动；和以至少第二频率对所述至少第二流量计进行振动，其中所述至少第二频率不同于所述第一频率。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，而且其中，所述第一密度测量结果从已知流体密度生成。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，而且还包括步骤将所述第一密度测量结果与预期密度测量结果进行比较；和如果所述第一密度测量结果和所述预期密度测量结果之间的差小于阈值，则确定所述第一密度测量结果构成了实际流体密度。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和所述至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率，而且还包括步骤将所述第一质量流率与预期质量流率进行比较；和如果所述第一质量流率和所述预期质量流率之间的差小于阈值，则确定所述第一质量流率构成了实际质量流率。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，而且还包括步骤将所述第一密度测量结果与预期密度进行比较；和如果所述第一密度测量结果和所述预期密度测量结果之间的差超过阈值，则计算所述流体的实际密度和声速。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率，而且还包括步骤将所述第一质量流率与预期质量流率进行比较；和如果所述第一质量流率和所述预期质量流率之间的差超过阈值，则计算所述流体的实际质量流率和声速。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述流体参数包括密度。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述流体参数包括质量流率。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述流体参数包括所述流体的声速。
18.如权利要求17所述的方法，还包括基于所计算的声速计算密度误差的步骤。
19.如权利要求18所述的方法，还包括基于所计算的密度误差修正密度的步骤。
20.如权利要求17所述的方法，还包括基于所计算的声速计算质量流量误差的步骤。
21.如权利要求20所述的方法，还包括基于所计算的质量流量误差修正质量流率的步骤。
22.如权利要求17所述的方法，还包括将所计算的声速与预期声速进行比较的步骤以及如果所计算的声速和预期声速之间的差超过阈值则确定误差情况的步骤。
23.一种用于计算流动流体的流体参数的振动流量计(5)，其包括含有振动传感器 (104，105，105 ’)的计量组件(10)和耦合到所述振动传感器的计量电子器件00)，其中所述振动流量计(5)的特征在于所述计量电子器件00)被配置成接收来自所述振动传感器的振动响应；生成所述流体的第一流体属性；生成所述流体的至少第二流体属性；和基于所述第一流体属性和所述至少第二流体属性计算流体参数。
24.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果。
25.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性和所述至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率。
26.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性基于所述振动响应的第一频率分量而所述至少第二流体属性基于所述振动响应的至少第二频率分量。
27.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中所述计量电子器件00)还配置成以第一频率和至少第二频率对所述振动流量计( 进行振动，其中与所述第一频率相比所述至少第二频率是不同的频率。
28.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中所述计量电子器件OO)还配置成把所述振动响应分成第一频率分量和至少第二频率分量。
29.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中所述计量电子器件OO)还配置成以第一频率对所述流量计进行振动，并把所述振动响应分成第一频率分量和至少第二频率分量，其中所述第一频率分量和所述至少第二频率分量通过以所述第一频率的振动生成。
30.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，其中所述第一密度测量结果从已知流体密度生成。
31.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，且其中所述计量电子器件OO)还配置成将所述第一密度测量结果与预期密度进行比较，且如果所述第一密度测量结果和预期密度之间的差小于阈值，则确定所述第一密度测量结果构成了实际密度。
32.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率，且其中所述计量电子器件OO)还配置成将所述第一质量流率与预期质量流率进行比较，且如果所述第一质量流率和预期质量流率之间的差小于阈值，则确定所述第一质量流率构成了实际质量流率。
33.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述流体参数包括密度。
34.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述流体参数包括质量流率。
35.如权利要求23所述的振动流量计(5)，其中，所述流体参数包括所述流体的声速。
36.如权利要求35所述的振动流量计(5)，其中，所述计量电子器件OO)还配置成基于所计算的声速计算密度误差。
37.如权利要求36所述的振动流量计(5)，其中，所述计量电子器件OO)还配置成基于所述密度误差修正密度。
38.如权利要求35所述的振动流量计(5)，其中，所述计量电子器件OO)还配置成基于所计算的声速计算质量流量误差。
39.如权利要求38所述的振动流量计(5)，其中，所述计量电子器件OO)还配置成基于所述质量流量误差修正质量流率。
40.如权利要求35所述的振动流量计(5)，其中，所述计量电子器件OO)还配置成将所计算的声速与预期声速进行比较以及如果所计算的声速和预期声速之间的差超过阈值则确定误差。
41.一种用于计算流动流体的流体参数的振动流量计系统(700)，其包括第一流量计 (5A)和至少第二流量计(5B)以及耦合到所述第一流量计(5A)和所述至少第二流量计 (5B)的处理系统(707)，其中所述振动流量计系统(700)的特征在于所述处理系统(701)配置成接收来自所述第一流量计(5A)的第一振动响应和接收来自所述至少第二流量计(5B)的至少第二振动响应；基于所述第一振动响应生成所述流体的第一流体属性；基于所述至少第二振动响应生成所述流体的至少第二流体属性；和基于所述第一流体属性和所述至少第二流体属性计算流体参数。
42.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果。
43.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和所述至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率。
44.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成，以第一频率对所述第一流量计(5A)进行振动和以至少第二频率对所述至少第二流量计(5B)进行振动，其中所述至少第二频率不同于所述第一频率。
45.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，而且其中所述第一密度测量结果从已知流体密度生成。
46.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，且其中所述处理系统(701)还配置成将所述第一密度测量结果与预期密度测量结果进行比较；和如果所述第一密度测量结果和预期密度测量结果之间的差小于阈值，则确定所述第一密度测量结果构成了实际流体密度。
47.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一密度测量结果和至少第二密度测量结果，且其中所述处理系统(701)还配置成将所述第一密度测量结果与预期密度进行比较；和如果所述第一密度测量结果和预期密度测量结果之间的差超过阈值，则计算所述流体的实际密度和声速。
48.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率，且其中所述处理系统(701)还配置成将所述第一质量流率与预期质量流率进行比较；和如果所述第一质量流率和预期质量流率之间的差小于阈值，则确定所述第一质量流率构成了实际质量流量。
49.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述第一流体属性和至少第二流体属性包括第一质量流率和至少第二质量流率，且其中所述处理系统(701)还配置成将所述第一质量流率与预期质量流率进行比较；和如果所述第一质量流率和预期质量流率之间的差超过阈值，则计算所述流体的实际质量流量和声速。
50.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述流体参数包括密度。
51.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述流体参数包括质量流率。
52.如权利要求41所述的振动流量计系统(700)，其中，所述流体参数包括声速。
53.如权利要求52所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成基于所计算的声速计算密度误差。
54.如权利要求53所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成基于所计算的密度误差修正密度。
55.如权利要求52所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成基于所计算的声速计算质量流量误差。
56.如权利要求55所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成基于所计算的质量流量误差修正质量流率。
57.如权利要求52所述的振动流量计系统(700)，其中，所述处理系统(701)还配置成将所计算的声速与预期声速进行比较以及如果所计算的声速和预期声速之间的差超过阈值则确定误差。
全文摘要
提供了一种用于计算流动通过振动流量计的流体的流体参数的方法。所述方法包括以一个或更多频率对流量计进行振动并接收振动响应。所述方法还包括生成第一流体属性和生成至少第二流体属性。所述方法还包括基于第一流体属性和至少第二流体属性计算流体参数。
文档编号G01N11/16GK102216739SQ200880131965
公开日2011年10月12日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者A·T·帕滕, J·温斯坦, M·J·贝尔 申请人:微动公司