获得在参考温度下的流动流体粘度的仪表电子设备和方法_3

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施例中包括被存储为数据结构的关系表达式。
[0072]存储系统204可存储两个或更多参考流动流体曲线221,其中该两个或更多参考流动流体曲线221反映在流动流体温度的预定范围内两个或更多流动流体的温度-粘度关系。存储系统204可存储预定多项式阶次223。应理解的是另外的操作数据可存储在存储系统204中。
[0073]存储系统204可存储由处理操作生成的数据。存储系统204可存储例如使用温度-粘度关系数据218由测量流体粘度214生成的参考温度粘度227。应理解的是另外的所生成的数据可存储在存储系统204中。
[0074]在操作中,处理系统203可取回并执行温度转化例程231。因此,处理系统203可获得测量流体温度215、获得测量流体粘度214并使用测量流体粘度214和温度-粘度关系数据218来生成参考温度粘度227,其中所生成的参考温度粘度227对应于预定的参考温度211。
[0075]此外,在一些实施例中,存储系统204可存储两个或更多参考流动流体曲线221和预定多项式阶次223,其中处理系统203配置成获得预定多项式阶次223并根据两个或更多参考流动流体曲线221、测量流体温度215、预定参考温度211和预定多项式阶次223来创建温度-粘度关系数据218。
[0076]参考温度粘度223可存储在存储系统204中。参考温度粘度223可累积在存储系统204中。参考温度粘度223可经由通信路径26 (参见图1)被传送或传递到外部设备或位置。
[0077]振动传感器5因此可包括使用多曲线方法来计算仅仅在参考温度下而不是在测量流体温度下的流体粘度的单个粘度计。仪表电子设备20可保存预先定义的一组参考粘度曲线(即,两个或更多参考流动流体曲线221)。
[0078]图5是根据本发明的实施例的生成温度-粘度关系数据的方法的流程图500。在步骤501中,对特定的流动流体(即,特定的参考流动流体)获得两个或更多温度-粘度数据点。应理解,如果需要,可使用多于两个温度-粘度数据点,因为更大数目的数据点可增加所得到的曲线的准确度或精确度。在不同的流动流体温度下获得两个或更多温度-粘度数据点。优选地,在显著地不同的流动流体温度下获得两个或更多温度-粘度数据点。应理解,参考流体不必与在实际操作中测量的流动流体相同。
[0079]在步骤502中,确定是否还存在尚待表征的剩余的流动流体。至少两个流动流体被表征,以便提供温度-粘度关系数据。如果更多的流动流体仍然要被表征,则该方法回环到步骤502,且下一流动流体被表征。否则,该方法继续进行到步骤504。
[0080]在步骤503中,处理两个或更多参考流动流体的温度-粘度数据点,以便生成两个或更多对应的参考流动流体曲线。针对每个参考流动流体而生成参考流动流体曲线。大量参考流动流体的表征和大量参考流动流体曲线的产生将通常给出更好的、更准确的结果。
[0081]使用两个或更多所获得的温度-粘度数据点,可将适当的曲线拟合技术用来生成每个参考流动流体的代表性曲线。曲线拟合技术可应用于每个参考流动流体的温度-粘度数据点,以便生成对应的参考流动流体曲线。这个过程对每个参考流动流体重复,以便生成两个或更多参考流动流体曲线。
[0082]图6是可用于生成温度-粘度关系数据的多个参考流动流体曲线的图。在本示例中,针对六个参考流动流体示出参考流动流体曲线。多个参考流动流体曲线可包括通过例如上面的步骤501和502的重复而生成的曲线。曲线中的每个反映在特定流动流体的温度范围内的以厘沲(cSt)为单位的粘度值。在曲线图中的温度的范围是从30到100摄氏度,但应理解,可使用其它温度范围。
[0083]再次参考图5,在步骤504中,确定期望多项式阶次,其中温度-粘度关系数据预期包括温度-粘度关系多项式方程。阶次可包括比参考流动流体的数目N小一的数字,S卩,多项式的阶次可从一变动到高达(N-1)。可存储所选择的多项式阶次以用于随后在生成代表性曲线(即,生成温度-粘度关系数据)时使用。
[0084]多项式阶次在一些实施例中可由流量计设计者选择。替代地,在其它实施例中,多项式阶次可由流量计技术人员或操作员选择,其中技术人员或操作员可具有作出正确的选择的知识和/或经验。作为另一替代,流量计设计者可选择多项式阶次(即,默认多项式阶次),且技术人员或操作员可例如基于振动传感器5的场准确度或期望准确度来修改阶次。
[0085]多项式方程的阶次可与用作参考的流动流体的数目相关,但多项式阶次不一定与参考流动流体的数目相同。在输入数据是准确的情况下,较高阶次拟合将通常导致在所产生的参考温度粘度值中的较低残留误差。
[0086]然而,在一些实施例中,数据集可以是超定的。在超定系统中,系统可产生方程组,其中存在比未知量更多的方程。在超定系统的情况下,曲线拟合过程可使用比数学上可能的更低阶次拟合,以便将振铃或可与较高阶次曲线拟合过程一起出现的其它伪像最小化。替代地或此外,可选择较低阶次,以便减少必要的处理时间。
[0087]最小二乘法是对超定系统的近似解的标准方法。最小二乘解将在每个单个方程的结果中形成的误差的平方的和最小化。
[0088]在一些实施例中,流量计设计者设置默认多项式阶次。随后的多项式方程(或等效数据结构)被编程到振动传感器5中。然而,在一些实施例中,用户可例如基于结果的准确度来改变默认多项式阶次。
[0089]图7是根据本发明的实施例的获得在预定参考温度下的流动流体粘度的方法的流程图700。在步骤701中,测量当前流动流体的流体温度。可直接测量或间接获得流体温度测量。流体温度测量可包括从流管或振动传感器或其它传感器的其它结构或部件获得的温度测量。替代地,可从在振动传感器5外部的源中获得温度测量。
[0090]在步骤702中,测量当前流动流体的流体粘度。可直接测量或间接获得流体粘度测量,如上面讨论的。流体粘度测量包括在测量温度下的流动流体的测量粘度。
[0091]可以用任何方式执行粘度测量。在一些实施例中,例如使用至少振动传感器5(例如振动叉传感器或振动导管传感器)来获得粘度测量。振动传感器5可以单独地确定流动流体粘度,或可结合其它测量设备和其它测量来确定流动流体粘度。
[0092]使用振动流量计执行的粘度测量在授予Van Cleve等人的美国专利号5,661,232中被公开,并通过引用被全部并入本文。在这个布置中,两个科里奥利质量流量计用于测量具有对流体流动的不同阻力的两个不同的流动部分。两个仪表测量两个流动的流速以及测量两个质量流速率和两个密度。流动流体的粘度可从流体流速、流体流动质量流速率和流体密度导出。
[0093]在步骤703中,由该组的两个或更多参考流动流体曲线生成预定阶次的多项式方程。多项式方程可包括更精确地拟合样本数据的非线性方程。该组的两个或更多流动流体曲线中的所有流动流体曲线被用于生成多项式方程,即使在为多项式方程选择相对低的阶次的情况下。所得到的多项式方程包括代表性曲线,即,代表性曲线包括温度-粘度关系数据。温度-粘度关系数据使在测量温度下的粘度与在指定参考温度下的粘度相关。
[0094]这个步骤可包括请求、召回或以其它方式获得预定参考温度。参考温度可包括被编程到振动传感器5中并由振动传感器5存储或由仪表电子设备20存储的默认或标准温度。替代地,如技术人员或操作员所需的,参考温度可被输入到振动传感器5或仪表电子设备20中。
[0095]温度-粘度关系数据可包括任何适当的关系数据。温度-粘度关系数据可以采取任何适当的形式。
[0096]在一些实施例中,温度-粘度关系数据可包括多项式方程,其中温度测量和粘度测量包括到多项式方程中的输入。多项式方程输出在预定参考温度下的参考温度粘度。
[0097]适当的曲线拟合技术可用于根据这组的两个或更多流动流体曲线来生成代表性曲线。在一些实施例中,多项式回归曲线拟合技术可用于生成代表性曲线。
[0098]替代地,温度-粘度关系数据可转换成对应的数字数据结构,其中温度-粘度关系数据可以以数字形式被存储和访问。数字数据结构可存储在计算机或其它数字设备中,并可在需要时被访问。存储温度-粘度关系数据的数字数据结构可接收测量粘度输入,并可随后生成并输出参考温度粘度值。这样的数字数据结构可实质上复制多项式方程的功能,其中测量粘度值可例如被输入到表格中,且表格输出参考温度的粘度值。
[0099]生成参考温度粘度输出的数字数据结构的使用可包括在所存储的数据点之间的内插,其中所产生的值落在所存储的数据点的范围或量程内。生成参考温度粘度输出的数字数据结构的使用可包括在所存储的数据点之间的外插,其中所产生的值落在所存储的数据点的范围外部或之外。
[0100]可在任何适当的时间生成温度-粘度关系数据。温度-粘度关系数据的生成可取决于流动流体条件和/或振动传感器条件。可按需要来生成温度-粘度关系数据,其中振动传感器可使用预定多项式阶次来处理两个或更多参考流动流体曲线并生成温度-粘度关系数据。可在振动传感器的操
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