用于当材料密度引起流速中不可接受误差时补偿材料质量流速的装置和方法制造方法及图纸

一种用于确定流经振动管道的材料的密度补偿流速的装置（１５０）和方法（３００）。信号是从附着在振动管道（１０３Ａ、１０３Ｂ）上的传感器（１０５、１０５’）接收的。然后根据该信号计算所述材料的非补偿流速。然后根据非补偿流速和将密度和流速中误差联系起来的非线性信息确定密度补偿因子。然后通过将该密度补偿因子应用到非补偿流速确定密度补偿流速。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对流经科里奥利(Coriolis)流量计的材料质量流速的计算。具体而言，本专利技术涉及对测量流速中由被测量材料密度引起的流速误差进行补偿。更具体而言，本专利技术涉及确定材料密度何时在质量流速中引起不可接受的误差并补偿流速中由密度引起的误差。
技术介绍
如1985年1月1日颁发给J.E.Smith等人的美国专利No.4,491,025和1982年2月11日颁发给J.E.Smith的Re.31,450中所公开的，使用Coriolis效应质量流量计测量流经管道的材料的质量流量和其它信息是已知的。这些流量计有一条或多条结构弯曲的流管。Coriolis质量流量计中的每条流管配置都有一组可以是简单的弯曲、扭转、径向或耦合类型的自然振动模式。每条流管都被驱动至以这些自然模式中的一种共振。振动的自然振动模式、材料填充系统部分地是由流管和流管中材料的组合质量定义的。材料从流量计入口侧的连接管道进入流量计。然后材料经过流管并离开流量计，到达连接在出口侧的管道。一个驱动器将向流管施加力。该力使流管振动。当没有材料流经流量计时，沿流管的所有点都同相振动。当材料开始流经流管时，Coriolis加速度使沿流管的每个点都有与沿流管其它点不同的相位。流管入口侧的相位落后于驱动器，而出口侧的相位超前于驱动器。传感器放置在流管上两个不同的点以便产生表示流管在这两点运动的正弦信号。从传感器接收的两个信号之间的相位差是以时间为单位进行计算的。两个传感器信号之间的相位差同流经流管材料的质量流速成正比。材料的质量流速是通过用流量校准因子乘该相位差来确定的。该流量校准因子是由材料属性和流管的截面属性确定的。材料属性会影响由Coriolis流量计测量的质量流速，这是一个问题。可能影响测量流速的一些材料属性包括密度、温度、压力和粘度。在大多数情况下，Coriolis流量计设计为对由这些属性引起的误差不灵敏。在其它情况下，计量电子设备对测量质量流速中由这些属性引起的误差进行补偿。例如，计量电子设备通常可以对由材料温度和压力引起的误差进行补偿。在正常工作环境下有时候由材料属性引起的误差是微不足道的，且流速中的误差不被校正。但是，在超过某个阈值之后，材料的属性可能会引起不可接受的误差。例如，在大多数流量计中，对于大多数密度，材料的密度通常不会影响流速。但是，在低流速Coriolis流量计中，发现材料的密度在某个阈值之后会影响材料的测量流速。对于该讨论，低流速是5lbs./分钟或更低。在这个时候，无法知道是什么引起这些误差。因此，期望能确定测量材料的密度何时超过阈值并对流速中由密度引起的误差进行补偿。
技术实现思路
通过提供一种对Coriolis流量计测量质量流速中由密度引起的误差进行补偿的方法和装置，解决了以上和其它问题并推进了本领域的发展。本专利技术的一个优点是校正了由密度造成的测量流速中的误差。本专利技术的第二个优点是当使用能够更精确拟合测量数据的非线性方程来确定补偿因子时，其补偿比其它系统更精确。本专利技术的第三个优点是只有在密度超过某个阈值之后补偿才发生，其中由密度引起的误差超过了一个不可接受的水平。这减小了提供精确流速所需的补偿量。根据本专利技术，对进行密度补偿的质量流速的确定是以下面的方式执行的。首先材料流经Coriolis流量计的一条振动管道。管道振动，而附着在该管道上的传感器产生表示该管道运动的信号。来自附着在该振动管道上的传感器的信号由计量电子设备来接收。然后由该计量电子设备根据接收到的信号计算材料的非补偿流速。然后利用非补偿流速和将密度与流速中误差联系起来的非线性信息确定密度补偿因子。然后通过将密度补偿因子应用到非补偿流速产生密度补偿流速。根据本专利技术，计量电子设备还可以根据从传感器接收到的信号计算材料密度。然后计算出的密度同一个阈值作比较以确定密度是否超过了阈值。如果密度超过了阈值则产生密度补偿流速。否则输出非补偿流速。在一种可选实施方案中，如果没有超过阈值，则可以利用非补偿流速和将质量流速中的误差与材料密度联系起来的线性信息计算线性密度补偿因子。可以通过将所述线性密度补偿应用到所述非补偿质量流速计算补偿流速。根据本专利技术，可以通过将非补偿流速插入到一个将密度和流速误差数据联系起来的N次多项式方程中确定密度补偿因子，其中N大于1。该N次多项式是对关于测量质量流量中误差率的密度的曲线拟合。可以通过对关于流速误差数据的密度执行N次曲线拟合产生该多项式，其中N大于1。本专利技术一方面是确定流经振动管道材料的密度补偿流速的方法，包括步骤从附着在所述振动管道上的传感器接收信号，根据所述信号计算所述材料的非补偿流速，根据所述非补偿流速和将密度与流速中误差联系起来的非线性信息确定密度补偿因子，并通过将所述密度补偿因子应用到所述非补偿流速产生所述密度补偿流速。另一方面是根据所述信号计算所述材料的密度，确定所述密度是否超过了阈值，并响应所述密度超过所述阈值而产生所述密度补偿流速。另一方面是所述阈值为1.030的伪密度。另一方面是所述管道直径为.130英寸。另一方面是响应所述密度没有超过所述阈值，根据所述非补偿流速和将所述非补偿流速中误差与所述材料密度联系起来的线性信息确定线性密度补偿因子，并通过将所述线性密度补偿因子应用到所述非补偿流速产生所述补偿流速。另一方面是所述确定密度补偿因子的步骤包括将所述非补偿流速插入到一个将密度和流速误差数据联系起来的N次多项式方程中的步骤，其中N大于1。另一方面是对关于流速误差数据的所述密度执行N次曲线拟合以确定所述N次多项式方程，其中N大于1。另一方面是所述执行N次曲线拟合的步骤包括执行一次至少平方曲线拟合的步骤。另一方面是N等于4。另一方面是根据所述信号计算所述材料的非补偿密度。另一方面是所述确定密度补偿因子的步骤包括将所述非补偿流速和所述非补偿密度插入到一个将密度和流速误差数据联系起来的二维N次多项式方程中的步骤，其中N大于1。另一方面是对关于所述密度补偿因子的所述非补偿密度和所述非补偿流速执行二维N次曲线拟合以确定所述N次多项式。另一方面是所述执行二维N次曲线拟合的步骤包括对用于所述非补偿流速和所述非补偿密度的数据执行一次至少平方曲线拟合以确定所述二维N次多项式的步骤。另一方面是Coriolis流量计的计量电子设备具有一个提供密度补偿流速的处理单元并包括用于控制所述处理单元的指令，以便从附着在振动管道上的传感器接收信号、根据所述信号计算所述材料的非补偿流速、根据所述非补偿流速和将密度与流速中误差联系起来的非线性信息确定密度补偿因子、并通过将所述密度补偿因子应用到所述非补偿流速产生所述密度补偿流速。该计量电子设备还包括所述处理单元可读的、存储所述指令的介质。另一方面是控制所述处理单元根据所述信号计算所述材料的密度、确定所述密度是否超过了阈值并响应所述密度超过所述阈值而产生所述密度补偿流速的指令。另一方面是所述阈值为1.030的密度。另一方面是响应所述密度没有超过所述阈值，控制所述处理单元根据所述非补偿流速和将所述非补偿流速中误差与所述材料密度联系起来的线性信息确定线性密度补偿因子，并通过将所述线性密度补偿应用到所述非补偿质量流速产生所述补偿流速的指令。另一方面是控制所述处理单元将所述非补偿流速插入到一个将密度和流速误差数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定流经振动管道（１０３Ａ、１０３Ｂ）的材料的密度补偿流速的方法（３００），包括步骤： 从附着在所述振动管道上的传感器（１０５、１０５’）接收信号（３０１）； 根据所述信号计算所述材料的非补偿流速（３０２）； 所述方法的特征在于步骤： 根据所述非补偿流速和将密度与流速中误差联系起来的非线性信息确定密度补偿因子（３０３）；及 通过将所述密度补偿因子应用到所述非补偿流速产生所述密度补偿流速（３０４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PJ海斯，AT帕滕，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]