具有上游压力换能器的超声流量计量系统技术方案

本公开涉及用于监控流量系统的操作的装置和方法。在一个实施例中，一种流量计量系统包括流量计、第一和第二压力传感器、流量调节器和条件监控器。流量计被配置成测量流过流量计的流体体积。第一压力传感器被设置成靠近流量计以测量靠近流量计的流体压力。流量调节器设置在流量计上游。第二压力传感器设置在流量调节器上游以测量流量调节器上游的流体压力。条件监控器耦接到流量计和各压力传感器，并且被配置成基于第一和第二压力传感器的压力测量结果之间的差来识别流量计量系统的操作中的潜在矛盾。

【技术实现步骤摘要】
具有上游压力换能器的超声流量计量系统相关申请的交叉引用本申请要求在2012年10月19日提交的美国临时专利申请第61/716,164号（AttorneyDocketNo.1787-27900,M&C201213）的优先权，其整体内容通过引用合并于此。
技术介绍
天然气经由管线从一个地方输送到另一个地方。期望精确地了解在管线中流动的气体量，并且特别地在流体被转手或者“密闭传输”时要求精度。然而，即使在密闭传输未能进行的情况下，仍需要测量精度，并且在这些情况下，可以使用流量计。超声流量计是一种类型的可用于测量在管线中流动的流体量的流量计。超声流量计具有足以用在密闭传输中的精度。在超声流量计中，跨越待测流体流来回发送声学信号。基于接收到的声学信号的参数，确定流量计中的流体流速。可以根据流速和已知的流量计的横截面积来确定流过流量计的流体体积。超声流量计量系统常遇到影响计量系统的校准、精度和/或操作的各种条件。例如，管线中污染物的积累、流量限制和/或操作环境相对于校准环境的差异或变化可以影响流量计精度。因此，需要用于监控与流量计系统操作和精度相关的条件的有效技术。
技术实现思路
这里公开了用于监控流量计操作的装置和方法。在一个实施例中，一种流量计量系统包括流量计、第一和第二压力传感器、流量调节器和条件监控器。流量计被配置成测量流过流量计的流体体积。第一压力传感器被设置成靠近流量计以测量靠近流量计的流体压力。流量调节器设置在流量计上游。第二压力传感器设置在流量调节器上游以测量流量调节器上游的流体压力。条件监控器耦接到流量计和各压力传感器，并且被配置成基于第一和第二压力传感器的压力测量结果之间的差来识别流量计量系统的操作中的潜在矛盾。在另一实施例中，一种用于监控流量计量系统的操作的方法包括从设置成靠近流量计的第一压力传感器和设置在调节提供给流量计的流体流的流量调节器的上游的第二压力传感器接收压力测量结果。建立第一和第二压力传感器之间的参考压力差。基于参考压力差以及从第一和第二压力传感器接收到的压力测量结果来识别流量计量系统的操作中的潜在矛盾。在又一实施例中，一种用于监控流量计量系统的操作的条件监控系统包括参考压力确定引擎和参数检验引擎。参考压力确定引擎被配置成从设置成靠近流量计的第一压力传感器和设置在调节提供给流量计的流体流的流量调节器的上游的第二压力传感器接收压力测量结果。参考压力确定引擎被进一步配置成基于压力测量结果建立第一和第二压力传感器之间的参考压力差。参数检验引擎被配置成基于参考压力差以及从第一和第二压力传感器接收到的压力测量结果来识别流量计量系统的操作中的潜在矛盾。附图说明为了更详细地描述本专利技术的示例性实施例，现将参照附图，在附图中：图1示出了根据各实施例的超声流量计量系统；图2示出了根据各实施例的超声流量计的横截面俯视图；图3示出了根据各实施例的包括流量调节器上游的压力传感器的超声流量计量系统的示意图；图4示出了根据各实施例的条件监控系统的框图；图5示出了根据各实施例的条件监控器的基于处理器的实施例的框图；以及图6示出了根据各实施例的用于监控超声流量计量系统的条件的方法的流程图。具体实施方式在以下讨论以及所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是以开放方式使用的，并且因此应被解释为意味着“包括，但不限于……”。此外，术语“耦接”旨在意味着间接的或直接的电连接。因此，如果第一设备耦接到第二设备，则该连接可以通过直接电连接或者通过经由其他设备和连接实现的间接电连接。此外，术语“软件”包括能够在处理器上运行的任何可执行代码，而与用于存储软件的介质无关。因此，存储器（例如，非易失性存储器）中存储的代码（有时被称为“嵌入固件”）包括在软件的定义内。记载“基于”旨在意味着“至少部分地基于”。因此，如果X基于Y，则X可以基于Y以及许多其他因素。术语“流体”包括液体和气体。以下描述涉及本专利技术的各示例性实施例。附图不一定依比例绘制。为了清楚和简洁起见，实施例的某些特征可能被按比例放大或者以略微示意性的形式示出，并且传统元件的一些细节可能未被示出。所公开的实施例不应被解释为或者另外用于限制包括所附权利要求的本公开的范围。此外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛应用，并且任何实施例的讨论仅作为该实施例的示例，而非旨在宣示包括所附权利要求的本公开的范围限于该实施例。将全面认识到，以下讨论的实施例的不同教导可以被分离地采用或者以任何适当的组合采用以产生期望的结果。此外，在测量碳氢化合物流量（例如，原油、天然气）的背景下开发了各实施例，并且描述遵循该开发背景；然而，所描述的系统和方法同样适用于任何流体流的测量。超声流量计量系统包括条件监控器（例如，基于条件的监控系统）以实现计量系统操作和/或系统操作条件的改变的检测，以及引起这些改变的条件的校正。超声计条件监控器是监控超声计和相关联的仪器的操作的系统。条件监控器可以通过执行诸如以下功能的示例性功能来分析计量系统的操作：●检测诸如流态、流动对称、旋流、紊流等的流动特性的改变；●检测诸如超声信号检测的错误率、增益水平、噪声水平、峰开关检测等的超声诊断结果的改变；●使用美国煤气协会（AGA）10标准的从超声流量计测量的声速与气体组分、压力和温度的比较；●测量的温度与从声速得到的温度的比较；●从气体组分传感器（例如，气体色谱仪）得到的密度与从声速得到的密度的比较。由于流动压力的改变影响通过超声计量产生的流体体积测量结果的精度，因此超声流量计量系统包括靠近流量计的压力传感器以提供流体压力测量结果。定期检验压力传感器的精度以确保计量精度不会受到压力传感器误测量的不利影响。在传统的超声流量计量系统中，通过自重测试器、或者泵和已在认可实验室校准的额外的压力传感器来检验压力传感器的精度。替选地，假设两个压力传感器将不会体验共模故障或漂移，可以将冗余的压力传感器设置成靠近超声流量计。本公开的实施例包括流量调节器上游的压力传感器，而非如传统的超声计量系统中的那样的靠近超声流量计（例如，在该超声流量计处或其下游）的额外的压力传感器。这里公开的流量计量系统应用上游的压力传感器提供的压力测量结果来检验靠近流量计的压力传感器的操作并且识别流量调节器的操作中的潜在改变。图1示出了根据各实施例的超声流量计量系统100。系统100包括超声流量计101，传感器134、136、138以及条件监控器128。在系统100中，超声流量计101耦接到管道或其他结构132。在一些实施例中，管道132设置在超声流量计101的下游。管道132包括允许传感器134-138接入流过系统100的流体流的开口144。条件监控器128耦接到传感器134-138以及超声计101。在一些实施例，条件监控器128可以是耦接到超声计101的流量计算机的一部分。在其他实施例中，条件监控器128可以与超声计101的电子装置124集成，或者被实现为分立设备。超声流量计101包括仪器本体或短管件102，其限定中心通道或孔。短管件102被设计并构造为耦接到管线或者承载流体（例如，天然气）的其他结构，使得在管线中流动的流体行进通过中心孔。在流体行进通过中心孔时，超声流量计101测量流率（因此，该流体可以被称为被测流体）。短管件102包括凸缘106，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.10.19 US 61/716,1641.一种流量计量系统，包括：流量计，其被配置成测量流过所述流量计的流体体积；第一压力传感器，其被设置成靠近所述流量计以测量靠近所述流量计的流体压力；流量调节器，其设置在所述流量计上游；第二压力传感器，其设置在所述流量调节器上游以测量所述流量调节器上游的流体压力；以及条件监控器，其耦接到所述流量计和各压力传感器，并且被配置成：基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的压力测量结果之间的差来识别所述流量计量系统的操作中的潜在矛盾；建立所述第一压力传感器和所述第二压力传感器之间的参考压力差；以及基于参考压力和所述第二压力传感器测量的压力来计算靠近所述流量计的压力的期望值。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述条件监控器被配置成基于相对于流体的雷诺数和速度至少之一的、所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的压力测量结果之间的差来建立所述参考压力差。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述条件监控器被配置成基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器之间的压力差超过所述参考压力差预定量以上来生成指示所述流量调节器的阻塞的警报。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述条件监控器被配置成基于所述第二压力传感器测量的压力的增加来生成所述警报。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述条件监控器被配置成基于所述第一压力传感器测量的压力与所述期望值的差大于预定量来生成指示关于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器至少之一的问题的警报。6.一种用于监控流量计量系统的操作的方法，包括：从设置成靠近流量计的第一压力传感器接收压力测量结果；从设置在用于调节提供给所述流量计的流体流的流量调节器的上游的第二压力传感器接收压力测量结果；建立所述第一压力传感器和所述第二压力传感器之间的参考压力差；基于所述参考压力差以及从所述第一压力传感器和所述第二压力传感器接收到的压力测量结果来识别所述流量计量系统的操作中的潜在矛盾；以及基于参考压力和所述第二压力传感器测量的压力来计算靠近所述流量计的压力的期望值。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述建立包括：基于相对于流体流的流体的雷诺数和速度至少之一的、所述第一压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉姆赛·劳森，
申请(专利权)人：丹尼尔测量和控制公司，
类型：发明
国别省市：