用于檢測振動元件密度計和科里奧利流量計上的腐蝕、侵蝕或產品集結的方法和校準確認的制作方法

專利名稱：用于檢測振動元件密度計和科里奧利流量計上的腐蝕、侵蝕或產品集結的方法和校準確認的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對科里奧利(Coriolis)流量計的校準進行確認的系統。更具體地，本發明涉及于使用密度測量來確定科里奧利流量計的校準是隨時間基本上保持不變還是漂移。還更具體地，本發明涉及于增加該密度測量的精度，以更加精確地確認科里奧利流量計的流量校準因子。
背景技術：
已知如1985年1月1日授予J.E.Smith等人的美國專利No.4491025和1982年2月11日授予J.E.Smith的Re.31450中公開了使用科里奧利效應質量流量計對流經管道的材料的質量流量和其它信息進行測量。這些流量計具有一個或多個彎曲結構的流管。科里奧利質量流量計中的每一流管結構都具有一組固有振動模式，其可以是簡單的彎曲、扭轉、輻射或耦合類型的。每一流管被驅動以在這些固有模式其中之一下以共振振蕩。部分地通過該流管的組合質量和該流管內的材料定義該振動的、充滿材料的系統的固有振動模式。材料從該流量計入口側上的連接管道流入該流量計。該材料然后被引導通過該一個或多個流管并退出該流量計，到達連接在該出口側上的管道。
驅動器向該流管施加力。該力使得該流管振蕩。當沒有材料流經該流量計時，沿著流管的所有點都以相同的相位振蕩。當材料開始流經通過該流管時，科里奧利加速度使得沿著該流管上的每一點具有現對于與沿著該流管上的其它點不同的相位。該流管入口側上的相位遲后于該驅動器，而該出口側上的相位超前該驅動器。將拾取(pick off)傳感器放置在該流管上的兩個不同點上，以產生表示該流管在兩個點上運動的正弦信號。在單位時間中計算從該拾取傳感器接收到的兩個信號的相位差。
該兩個拾取傳感器信號之間的相位差與流經該一個或多個流管的該材料的質量流率成比例。通過將該相位差乘以流量校準因子來確定該材料的質量流率。在將該流量計安裝到管道中之前，通過校準過程來確定該流量校準因子。在該校準過程中，讓流體以給定流速流過該流管，并計算該相位差與該流速之間的關系(流量校準因子)。
該科里奧利流量計通過將該流量校準因子乘以該兩個拾取信號的相位差來確定流速。該流量校準因子與該材料和該流管的橫截面屬性成比例。該材料和該流管橫截面屬性的改變可以改變該流量計的流量校準因子。如果該流量計的流量校準因子改變，那么使用該原始的流量校準因子來計算流速就不夠準確。
流量校準因子此后稱為FCF，其本身取決于該科里奧利流量計的其它參數。該流量校準因子的表達式為FCF＝G1*E0*I0，其中G1是該流管的幾何常數，E0為楊氏彈性模量，并且I0是該流管的轉動慣量。于是，FCF的精確確定就取決于該流管的常數G1、楊氏模量、以及轉動慣量的精確確定。幾何常數G1和楊氏模量是相對穩定的值，并且不改變。然而項I0容易變化，因為其取決于本身可以改變的其它流管參數。
該材料和該流管橫截面屬性的改變可以改變該流管的轉動慣量。改變該流管橫截面屬性的一個范例是由于該流管的腐蝕而產生的改變。該材料和該流管橫截面屬性的改變的第二個范例是由于流經該管的材料涂附在該流管上。
2000年7月25日的美國專利US6092409描述了一種通過將所測得的已知流體的密度與已知密度進行比較來確認該科里奧利流量計的流量校準因子的過程。與該預期密度的偏差可以表示該流管中的可能誤差條件，諸如材料腐蝕或侵蝕。
然而，問題是難以精確地測量密度或實施測量條件以便于進行精確的密度測量。材料密度可能容易隨溫度而顯著變化。密度也可能隨著其它參數諸如材料壓力和材料組成的改變而小范圍的改變。因此，本領域中需要一種系統，其可以更精確地檢測指示科里奧利流量計所測得的質量流率可能會不準確的該材料和流管橫截面屬性的可能變化。

發明內容
通過提供一種用于確認科里奧利流量計的流量校準因子的系統來解決上述和其它問題，并在本領域中實現進步。
科里奧利流量計在該流管上具有拾取傳感器，其與儀表電子裝置連接。通過該儀表電子裝置接收來自該拾取傳感器的信號，并且將其轉換為機器可讀的或數字信號。該數字信號被用作該儀表電子裝置中的處理器所執行的應用程序的數據，以確定流經該流管的材料的某些屬性，諸如質量流率和密度。用于這些應用程序的指令存儲在與該處理器連接的存儲器中。本發明涉及一種通過處理器執行的應用程序，其確認科里奧利流量計的流量校準因子。當具有先知特征密度的材料、諸如當工作流體流經該流管時，該確認應用程序測量該流管的振蕩周期。使用用于根據該流管的振蕩周期確定該材料密度的等式的微分，然后使用所測得的振蕩周期來檢測該流管中的可能誤差條件。
如上所述，該流量校準因子FCF需要可靠的密度信息，從而該流量校準因子才能足夠精確，以便于通過該科里奧利流量計產生可靠的流量信息。然而，通常難以得到可靠的密度信息，因為密度會隨著其它科里奧利流量計參數的改變而顯著改變，隨之改變最大的這種參數是該工作材料的溫度。溫度改變是很平常的，因此當溫度改變時僅僅測量密度而不進行其它測量的處理可以提供的流量校準因子確認精度不夠，不足以滿足科里奧利流量計的操作。
本發明提供一種通過能夠克服不可避免的溫度變化的處理來測量密度的方法和設備。根據本發明的第一可能示范實施例，通過一種定義將被用于該密度確定的參考溫度的處理克服該溫度變化。然后監視該工作材料的溫度變化，并且當該工作材料的溫度等于該預選擇的參考溫度時進行密度測量。此時，進行密度測量并將其記錄下來。該工作材料的溫度可以隨著時間而連續改變，但是每次溫度改變并且變得與該參考溫度相等時就再次確定該密度。通過這種方式，就得到并記錄了一系列密度測量，以提供一系列溫度補償的密度測量。通過該處理，提供給該儀表電子裝置的數據處理設備的密度讀數基本上是常數值，其沒有由于在該工作材料的不同溫度下對該工作材料進行密度測量而產生的誤差。該處理因此減少了密度信息中的誤差，該誤差是由于溫度變化而對該工作材料造成不可避免的變化而產生的。
如上所述，溫度變化是密度測量中最大的誤差來源。由于通過上述方法基本上避免了這些誤差，所得到的該密度測量于是可以用來精確地確認該流量校準因子。然而，如果需要，該溫度補償的密度信息可以進一步補償材料壓力的變化。這是通過確定該材料的密度變化與壓力變化之比并將該比值乘以所測得的該管道壓力與預選參考壓力之差而完成的。這樣就給出了進一步的補償因子，可以將其應用于該密度信息，以產生對溫度變化和壓力變化都進行補償的密度確定。該信息然后可以用于確認該流量校準因子，然而其可以進一步補償隨著材料組成的變化而內在產生的密度變化。如果需要這樣，該溫度和壓力補償密度信息可以進一步補償材料組成的變化，并然后將其應用于確定精確的流量校準因子。
根據本發明的第二可能示范實施例，可以通過編程一個與關于所有可能操作溫度、操作壓力和材料組成的信息關聯的多維查找表的步驟，來進行對溫度和/或壓力和/或材料組成進行補償的密度確定。該表然后可以首先用來提供溫度補償的密度信息。這是通過如下步驟完成的確定瞬時材料溫度和密度讀數；和將該信息輸入到產生表示補償到先前預選參考溫度的密度讀數的查找表中。通過這種方式，可以得到不同溫度時的多個密度讀數，但是每一讀數都是被溫度補償到該預選參考溫度。這樣提供的一系列密度讀數與在該測量溫度等于該預選溫度時的時間間隔期間所得到的密度讀數相等。這樣所得到的該溫度補償的密度讀數然后可以按照所想要的用于流量校準因子的確認，或者可以按照同樣的方式使用該查找表進一步對壓力和材料組成的變化進行補償。
總而言之，雖然該工作材料的操作溫度在使用的時候連續變化，但是本發明的上述兩個示范實施例都可以得到補償到預選溫度的密度信息。如果需要，該溫度補償的密度信息可以按照相似的方式進一步對壓力和材料組成的變化進行補償。該可靠補償的密度信息然后可以用來對該流量校準因子提供具有改進精度的確認。
本發明的一方面包括一種對用于處理材料流的科里奧利流量計的流量校準因子進行確認的方法，所述方法包括下列步驟定義所述材料流在參考溫度下的參考密度；測量所述材料流的管道密度和管道溫度；和當所述管道溫度對應于所述參考溫度時，將所述參考密度與所述管道密度進行比較。
優選地，該方法進一步包括所述測量步驟進一步包括下列步驟定義所述溫度補償的參考密度值的上極限和下極限；確定所產生的每一溫度補償的參考密度是否位于所述極限內；和當所述溫度補償的參考密度位于所述極限內時，繼續所述測量。
優選地，該方法進一步包括所述測量步驟進一步包括下列步驟僅僅當所述管道溫度等于所述參考溫度時測量所述管道密度；當所述管道溫度等于所述參考溫度時，記錄表示所述密度的所述溫度補償的參考密度。
優選地，該方法進一步包括所述參考溫度介于所述管道溫度的變化極限之間。
優選地，該方法進一步包括步驟根據對超過所述極限的溫度補償的參考密度的檢測，產生誤差信號。
優選地，該方法進一步包括步驟連續測量所述材料流的管道壓力；確定用于所述材料流的密度/壓力補償因子；使用所述密度/壓力補償因子對所述溫度補償的參考密度進行補償，以得到壓力和溫度補償的參考密度；和在確定所述科里奧利流量計的所述流量校準因子中使用所述壓力和溫度補償的參考密度。
優選地，該方法進一步包括所述密度/壓力補償因子通過如下步驟形成確定密度變化與壓力變化的比值；確定所述管道壓力和所述參考壓力之間的壓力差；和將所述比值乘以所述壓力差，以得到所述壓力補償因子。
優選地，該方法進一步包括所述極限進一步定義所述壓力和溫度補償的參考密度變化的上極限和下極限。
優選地，該方法進一步包括步驟連續地測量所述材料流的材料組成；確定用于所述材料流的密度的材料組成補償因子；使用所述材料組成補償因子對所述溫度補償參的考密度進行補償，以得到材料組成和壓力和溫度補償的參考密度；和在確認所述科里奧利流量計的所述流量校準因子中使用所述材料組成和壓力和溫度補償的參考密度。
優選地，該方法進一步包括所述極限進一步定義所述材料組成和所述壓力和溫度補償參的考密度變化的上極限和下極限。
優選地，該方法進一步包括下列步驟對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，形成包含所述材料流的密度值的數據結構；響應于每一測量，將該管道溫度和管道密度應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的溫度補償的參考密度。
優選地，該方法進一步包括對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，所述數據結構包含將材料壓力的值與所述密度值關聯的信息；所述方法進一步包括步驟響應于每一測量，將該管道溫度和管道密度和壓力應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的壓力和溫度補償的參考密度。
優選地，該方法進一步包括對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，所述數據結構包含將材料組成和材料壓力的值與所述密度值關聯的信息；所述方法進一步包括步驟響應于每一讀數，將該材料組成和管道溫度和管道密度和壓力應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的材料組成、壓力和溫度補償的參考密度。
本發明的另一方面包括一種用于校準科里奧利流量計的軟件產品，所述軟件產品包括配置為用于存儲指令的介質；配置為用于從所述介質讀取所述指令的處理系統；所述指令配置為指導所述處理系統執行下列步驟定義由所述科里奧利流量計處理的材料流的參考溫度；連續地測量所述材料流的管道密度和管道溫度；響應于每一測量，產生用于所述參考溫度的補償的密度；和使用所產生的所述溫度補償的參考密度確認所述科里奧利流量計的流量校準因子。
優選地，所述介質被配置為存儲被配置為指導所述處理系統進一步執行下列步驟的指令僅僅當所述管道溫度等于所述參考溫度時測量所述管道密度；當所述管道溫度等于所述參考溫度時，記錄表示所述密度的所述溫度補償的參考密度。
優選地，所述介質被配置為存儲被配置為指導所述處理系統進一步執行下列步驟的指令對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，形成包含所述材料流的密度值的數據結構；響應于每一讀數，將該管道溫度和管道密度應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的溫度補償的參考密度。


根據附圖和閱讀本發明的詳細描述，可以清楚本發明的這些和其它優點。
圖1是現有技術的普通科里奧利流量計；圖2是科里奧利流量計中的儀表電子裝置的方框圖；圖3描述了ROM 220的詳情；圖4描述了密度關于時間的典型變化；圖5說明的是進行密度讀取的條件；圖6描述了根據本發明的參考密度隨著時間的典型變化；圖7描述了關于密度、溫度和材料組成的數據面；圖8描述了密度關于材料組成改變的典型變化；圖9-11的流程圖描述了用來確定補償的密度信息的步驟。
具體實施例方式
圖1科里奧利流量計概述圖1描述的科里奧利流量計5包括流量計組件10和儀表電子裝置20。儀表電子裝置20通過引線100與流量計組件10連接，以在通道26上提供密度、質量流率、容積流率、總質量流量和其它信息。本領域的熟練技術人員應該理解的是，任何類型的科里奧利流量計都可以使用本發明，而與驅動器的數目和拾取傳感器的數目無關。
流量計組件10包括一對凸緣101和101′、歧管102以及流管103A和103B。與流管103A和103B連接的是驅動器104和拾取傳感器105和105′。斜拉桿106和106′用于限定每一流管103A和103B關于其振蕩的該軸W和W′。
當將流量計組件10插入到攜載所測量的該材料的管道系統(未示出)中時，材料通過凸緣101進入流量計組件10，通過歧管102，在此處將該材料引導進入流管103A和103B，材料流經通過流管103A和103B并返回到歧管102，并通過凸緣101′退出流量計組件10。
選擇流管103A和103B并將其適當地安裝到歧管102上，使其分別關于彎曲軸W-W和W′-W′具有基本上相同的質量分部、轉動慣量和彈性模量。該流管主要以并行方式從該歧管向外延展。
由驅動器104在關于它們各自的彎曲軸W和W′相反的方向上驅動流管103A-B，并且該流量計的隆曲折疊的第一出口終止于該軸。驅動器104可以包括許多熟知結構中的一種，諸如安裝在流管103A上的磁體和安裝在流管103B上的相對線圈。交流電通過該相對的線圈，使得兩個管都產生振蕩。由儀表電子裝置20通過引線110向驅動器104施加適當的驅動信號。圖1的描述僅僅作為科里奧利流量計的范例操作而提供，并且其不對本發明的教導具有限制。
儀表電子裝置20分別接收出現在引線111和111′上的左和右速度信號。儀表電子裝置20在引線110上產生驅動信號，其使得驅動器104振蕩流管103A和103B。如此處所述，本發明可以從多個驅動器產生多個驅動信號。儀表電子裝置20對左和右速度信號進行處理，以計算質量流率并提供本發明的確認系統。通道26提供允許儀表電子裝置20與操作者交互的輸入和輸出裝置。
圖2儀表電子裝置20概述圖2的方框圖描述了執行與本發明相關的處理的儀表電子裝置20的組件。通道111和111′將該左和右速度信號從流量計組件10傳輸到儀表電子裝置20。通過儀表電子裝置20中的模數(A/D)轉換器203接收該速度信號。A/D轉換器203將該左和右速度信號轉換為處理器201可以使用的數字信號，并通過通道213將該數字信號傳輸到I/O總線210。通過I/O總線210將該數字信號帶到處理器201。驅動器信號通過I/O總線210傳輸給通道212，其將該信號應用給數模(D/A)轉換器202。來自D/A轉換器202的模擬信號通過通道110傳輸到驅動器104。通道26與I/O總線210連接，并將信號帶到輸入和輸出裝置(未示出)，其允許儀表電子裝置20能夠接收來自操作者的數據和向其傳送數據。
處理器201通過通道221從只讀存儲器(ROM)220中讀取用于執行該流量計的各種功能的指令，包括計算材料的質量流率、計算材料的容積流率、以及計算材料的密度，但并不限于此。用于執行各種功能的該數據以及指令存儲在隨機訪問存儲器(RAM)230中。處理器201通過通道231執行RAM存儲器230中的讀和寫操作。
圖3簡述圖3中描述了ROM 220的詳情，其中所示包括用于存儲特定控制極限的存儲器部分301；用于存儲密度/溫度關系的存儲器部分302；用于存儲密度/材料組成關系的存儲器部分303；用于存儲密度/壓力關系的存儲器部分304；用于存儲密度/溫度/材料組成關系的存儲器部分305；用于存儲初始化參數的存儲器部分306；用于存儲關于操作和校準該流量計的雜項信息的存儲器部分307；以及用于存儲操作系統和處理器201的操作所需要的其它軟件的存儲器部分308。
密度和流量校準因子之間的關系使用該振蕩周期來檢測由于該流管的流量校準因子與流經該流管的材料的測得密度之間的關系而可能在該流管中產生的誤差條件。該流量校準因子(FCF)等于第一幾何常數(G1)乘以該流管的楊氏彈性模量(E0)以及該流管的轉動慣量(I0)。通過將該材料流經流管時該流管振蕩周期的平方(P2)乘以第一密度常數(C1)，然后加上第二密度常數(C2)得到結果來計算流經流管的材料的密度。通過將第二幾何常數(G2)乘以該流管的楊氏彈性模量(E0)并乘以該流管的轉動慣量(I0)來確定該第一密度常數(C)。由于該流量校準因子的第一幾何常數和密度的第二幾何常數都乘有該流管的楊氏彈性模量和該流管的轉動慣量，所以該流量校準因子和該第一密度常數成比例。
該第一密度常數(C1)的變化典型地不是由于當該材料和/或該流管的橫截面屬性變化時變化非常小的該第二幾何常數(G2)的變化引起。因此該第一密度常數(C1)的變化通常是由于楊氏模量(E0)或該流管的轉動慣量(I0)的變化而引起的。由于楊氏模量(E0)和轉動慣量(I0)也用來計算該流量校準因子(FCF)，所以可以假定該第一密度常數(C1)的變化表示了流量校準因子(FCF)的變化。
可以從所測量的材料密度中檢測該第一密度常數(C1)的變化。如果所測得的該材料的密度不準確，那么用來計算該密度的第一和第二密度常數(C1和C2)也必定不準確。由于使用當材料流經該流管時該流管的振蕩周期(P)來計算流經該流管的該材料密度，所以有可能使用該振蕩周期(P)來檢測該第一密度常數(C1)的變化，而其又表示該流量校準因子(FCF)的可能變化。
圖4簡述科里奧利流量計內的該典型工作材料的密度不是恒定的，并且隨時間而頻繁變化。其原因是因為材料密度可能會隨著溫度和壓力的變化而改變。而且，該工作材料的密度可能會由于該材料本身的組成而改變。圖4中的圖形400示出了這種關系，其中通過該垂直軸401表示該材料的測量密度；水平軸402表示時間。實線403是正弦的，并且基本上是接近常數的幅度，其表示密度關于時間的一個可能變化。虛線404也是正弦的，并且具有的測量密度的幅度隨時間增加。將其與幅度隨時間變化幾乎為常數的實線403進行比較。線403表示可以接受的密度變化。線404具有的幅度變化隨時間顯著增加。這是所不想要的，其可能是由于溫度變化或在該流量計的流管內集結材料，或者可能是由于其它不想要的特征，諸如該流管內部的腐蝕或侵蝕。
通過圖形404描繪的密度變化是不想要的，必須在處理中進行補償，并且必須使用所測量的該密度信息。必須這樣才能提供隨后可以用來對該流量計所使用的流量校準因子進行確認的密度信息，以產生精確的流量信息。
圖5簡述圖5的圖形示出了該工作材料的測量溫度可以隨時間如何變化。通過垂直軸501表示溫度，軸502所示為時間。實線503顯示該測量溫度可以隨時間隨機變化。點504表示圖形503與該軸502的交點。
根據本發明的第一示范實施例，通過僅當圖5的溫度線503在位置504與軸502相交時測量該管道密度，對圖4中的該測量管道密度進行溫度補償。通過以這種方式測量該管道密度，就消除了由于溫度變化而引起的密度變化，因為所有密度測量都是在50℃的參考溫度下進行的。于是通過下列步驟就消除了密度測量中的所有變化指定需要對該密度進行補償的材料溫度；僅當測量溫度等于該參考溫度時測量該管道密度；將該管道密度信息記錄到存儲器中，以得到一系列沒有溫度變化的溫度補償的密度測量，因為它們都是在該用戶指定的該參考溫度下進行的。
如圖5中所述，該工作材料的溫度在40℃與60℃之間變化，并且參考溫度為50℃，在該軸502上。通過僅在該點504表示的時間測量該密度，就得到了50℃的常數溫度時的一系列溫度補償的密度測量。這一系列溫度補償的密度測量因此不受溫度變化的影響。
圖6簡述圖6中的圖形600所示為該垂直軸601上的密度ρ和水平軸602上的時間。波形605顯示了根據僅當該管道溫度等于參考溫度50℃時測量該管道密度所得到的密度測量。圖6中的線603和604表示可接受的該密度測量的上和下極限。圖6所示的該波形605很好的位于該上和下極限603和604的范圍內。使用本發明的方法的該嚴格控制的密度測量表明該密度測量的變化比圖4中所示在隨機溫度時進行測量所得到的密度測量的結果改進了。
圖4、5和6中所示的該時間軸可以表示分鐘、小時或天，因為密度和流量校準因子變化是相對較慢的變化現象。
圖7簡述根據本發明的第二可能示范實施例，圖7描述的元素701是表示密度、溫度和材料組成之間的密度/溫度/濃度關系的符號面。該三維圖形700沿X軸702表示材料組成、沿Y軸703表示溫度和沿Z軸704表示密度ρ。面701表示描述在本發明的操作中所使用的密度、溫度和材料組成的所有組合所需要的位置。數據面是本領域中所熟知的，并且例如在2001年9月13日的公開文本WO0167052A1中有介紹。該公開文本顯示了密度、溫度和壓力參數的關聯。
也可以通過存儲在圖2中所示處理器201的存儲器220中的三維查找表實施面701。根據所熟知的查找表過程，可以通過使用表示溫度和密度組合的查找表將如圖5中所示60℃時的管道密度讀數補償到50℃的參考溫度。例如，可以通過尋址包含具有表示在60℃時得到的密度讀數的參數和表示理想參考溫度50℃的參數的該查找表的存儲器，將在60℃時的管道密度讀數補償到50℃的參考溫度。對具有這些參數的查找表存儲器進行尋址會產生輸出，該輸出表示溫度補償到50℃參考溫度的該測量管道密度讀數。通過相同的方式，使用三維查找表，通過對具有60℃時的該測量管道密度、該測量管道密度補償到的50℃參考溫度的存儲器進行尋址，以及進一步對具有表示該材料組成的參數的存儲器進行尋址，可以得到該溫度、材料組成和密度的參數的三維描繪。該三維查找表存儲器輸出表示參考密度的信息，其已經被用于50℃的參考溫度的溫度補償，并且進一步補償了材料組成的變化。所得到的該密度信息不會受到溫度變化的影響，如圖6中所示。密度信息也可以通過相同的方式使用查找表對壓力變化進行補償。
圖8簡述圖8的圖形800表示密度、溫度和材料組成是如何相互關聯的。軸802所示為密度。溫度通過Y軸801表示，線804、805、806和807表示不同百分比的材料組成。線804表示30％，線805表示40％，線806表示50％，并且線807表示60％。對于給定的材料組成的百分比、例如30％，通過線804描述該密度溫度關系。類似地，線805、806和807分別表示材料百分比為40％、50％和60％時可能的密度/溫度組合。線803表示溫度補償到50℃的參考密度。
圖9簡述圖9描述的過程900具有步驟901-905，其初始化該流量計，準備確定參考密度ρ以及參考溫度T和參考壓力P。使用這三個參數來確定參考條件能夠更加精確地確認該流量校準因子FCF。過程900起始于步驟901，其初始化該儀表裝配。這包括儀表物理裝配以及建立確定該儀表的精度、線性和零流量讀數的校準。步驟902執行趨向(trending)該流量計的參數的功能。這包括該流量計的測量密度、測量溫度和測量壓力的讀數。該趨向步驟需要記錄它們處理之后的密度、溫度和壓力的多個連續測量，以得到平均值或中間值。完成此以確定密度、溫度和壓力的值，用作隨后處理步驟的參考值。
在步驟903中，該用戶提供該密度、溫度和壓力參數所要使用的上和下工作控制極限。這些極限使得該處理設備能夠識別超過該極限的隨后測量，并且需要告知給該用戶。步驟904記錄在隨后的處理步驟中要用作參考溫度的溫度。步驟905記錄在隨后的處理步驟中要使用的該參考壓力的值。在步驟905之后，根據本發明的第一可能示范實施例，該過程繼續到圖10。可替換地，根據本發明的第二示范實施例，該過程繼續到圖11。
圖10第一可能示范實施例的過程描述在過程1000的步驟1001中，每次當該工作材料的管道溫度對應于50℃參考溫度時，測量該管道密度并將其與該參考密度值進行比較。記錄該管道密度，并保存留做后用。步驟1001也為該工作材料的壓力執行相同的功能。這樣就給出了溫度補償的參考壓力。
步驟1002確定密度變化Δρ與壓力變化ΔP的比值。這可以通過在不同值連續測量密度和壓力得到。
步驟1003通過解算表達式在(T，P)時進行補償的參考密度＝參考密度(T)×(P管道-P參考)Δρ/ΔP來確定補償溫度和壓力的參考密度。該表達式說明，通過選取該溫度補償的參考密度并將其乘以Δρ/ΔP的比值，最后乘以該測量管道壓力(P管道)與該參考壓力(P參考)之差，來確定補償參考溫度和參考壓力的參考密度。該表達式確定補償溫度和壓力的參考密度。對于大多數非氣體工作材料，得到的由于壓力變量引起的參考密度變化較小，并且表達式(P管道-P參考)Δρ/ΔP接近1。所得到的補償壓力的該參考密度變化較小。對于處理氣體而言，該情況不同，其中補償壓力的該參考密度會變化非常大。
步驟1003的輸出是補償參考溫度和參考壓力的密度信號。將該信號應用到步驟1004，其將該溫度和壓力補償的密度與在步驟903中該用戶所選擇的上和下控制極限進行對比。
將步驟1004的輸出應用到步驟1007，其對該流量校準因子FCF進行確認。步驟1004的輸出也應用到步驟1005，其表明如果該補償密度在該控制極限之外，那么該過大偏離可以是由于不期望的因數，諸如腐蝕或侵蝕或產品集結。步驟1006向該用戶傳輸信號，指示該補償的密度超出該用戶所選擇的極限之外。
圖11第二可能優選示范實施例的描述步驟1101從圖9的步驟接收密度、溫度和壓力的測量值、所確定的該上和下控制極限以及該參考溫度和壓力。
同前面描述了圖2一樣，使用如圖7所描述的查找表信息對儀表電子裝置120的處理器201及其ROM存儲器220進行編程。該信息包括關聯密度、溫度、壓力和材料組成的三維數據。
步驟1001重復地測量該管道密度。通過圖5的該查找表信息處理每一管道密度測量，其補償所測量的該管道密度的測量溫度值與參考溫度值之間的差值。通過存儲在存儲器中的該查找表，所得到的每一測量密度表示補償50℃溫度的測量管道密度值。通過步驟1102將該溫度補償密度存儲在RAM存儲器230中。將步驟1102的輸出應用到步驟1103。
步驟1103測量該管道壓力和存儲在圖7的該查找表工具中的預編程的壓力關系，以確定補償溫度和壓力的管道密度。
將步驟1103的該溫度和壓力補償的密度信息應用到步驟1104的該輸入，其對所接收的該補償密度信息的材料組成變化進行補償。也通過該查找表工具進行該補償，其將該流量計處理的各種材料與密度、溫度和壓力值關聯起來。然后將步驟1104的輸出應用到步驟1105，其對照所指定的該控制極限檢查其接收的信息。步驟1105的輸出應用到步驟1108，其確認該流量校準因子。步驟1105的輸出也應用到步驟1106，其確定所接收的該密度讀數是在該控制極限之內還是之外，如果超過該極限，其向步驟1107發送信號，告知該用戶所處理的該密度信息超出該用戶所指定的控制極限。該用戶然后可以采取任何認為適當的措施。
雖然上面已經公開了本發明的具體實施例，但是顯然本領域的熟練技術人員可以并會設計出本發明的替換實施，其從字面上或通過等同物的道理都落入下面權利要求書的范圍之內。
權利要求
1.一種對用于處理材料流的科里奧利流量計的流量校準因子進行確認的方法，所述方法包括下列步驟定義所述材料流在參考溫度下的參考密度；測量所述材料流的管道密度和管道溫度；和當所述管道溫度對應于所述參考溫度時，將所述參考密度與所述管道密度進行比較。
2.權利要求1的方法，其中所述測量步驟進一步包括下列步驟定義所述溫度補償的參考密度值的上極限和下極限；確定所產生的每一溫度補償的參考密度是否位于所述極限內；和當所述溫度補償的參考密度位于所述極限內時，繼續所述測量。
3.權利要求1或2的方法，其中所述測量步驟進一步包括下列步驟僅僅當所述管道溫度等于所述參考溫度時測量所述管道密度；當所述管道溫度等于所述參考溫度時，記錄表示所述密度的所述溫度補償的參考密度。
4.權利要求2的方法，其中所述參考溫度介于所述管道溫度的變化極限之間。
5.權利要求2的方法，其特征在于所述方法進一步包括根據對超過所述極限的溫度補償的參考密度的檢測產生誤差信號的步驟。
6.權利要求1-5的任何一個的方法，其特征在于所述方法進一步包括下列步驟連續測量所述材料流的管道壓力；確定用于所述材料流的密度/壓力補償因子；使用所述密度/壓力補償因子對所述溫度補償的參考密度進行補償，以得到壓力和溫度補償的參考密度；和在確定所述科里奧利流量計的所述流量校準因子中使用所述壓力和溫度補償的參考密度。
7.權利要求6的方法，其中所述密度/壓力補償因子通過如下步驟形成確定密度變化與壓力變化的比值；確定所述管道壓力和所述參考壓力之間的壓力差；和將所述比值乘以所述壓力差，以得到所述壓力補償因子。
8.權利要求2-7的任何一個的方法，其中所述極限進一步定義所述壓力和溫度補償的參考密度變化的上極限和下極限。
9.權利要求1-5的任何一個的方法，其特征在于所述方法進一步包括下列步驟連續地測量所述材料流的材料組成；確定用于所述材料流的密度的材料組成補償因子；使用所述材料組成補償因子對所述溫度補償的參考密度進行補償，以得到材料組成和壓力和溫度補償的參考密度；和在確認所述科里奧利流量計的所述流量校準因子中使用所述材料組成和壓力和溫度補償的參考密度。
10.權利要求9的方法，其中所述極限進一步定義所述材料組成和壓力和溫度補償的參考密度變化的上極限和下極限。
11.權利要求1的方法，進一步包括下列步驟對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，形成包含所述材料流的密度值的數據結構；響應于每一測量，將該管道溫度和管道密度應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的溫度補償的參考密度。
12.權利要求11的方法，其中對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，所述數據結構包含將材料壓力的值與所述密度值關聯的信息；所述方法進一步包括步驟響應于每一測量，將該管道溫度和管道密度和壓力應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的壓力和溫度補償的參考密度。
13.權利要求11或12的方法，其中對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，所述數據結構包含將材料組成和材料壓力的值與所述密度值關聯的信息；所述方法進一步包括步驟響應于每一讀數，將該材料組成和管道溫度和管道密度和壓力應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的材料組成、壓力和溫度補償的參考密度。
14.一種用于校準科里奧利流量計的軟件產品，所述軟件產品包括配置為用于存儲指令的介質；配置為用于從所述介質讀取所述指令的處理系統；所述指令配置為指導所述處理系統執行下列步驟定義由所述科里奧利流量計處理的材料流的參考溫度；連續地測量所述材料流的管道密度和管道溫度；響應于每一測量，產生用于所述參考溫度的補償的密度；和使用所產生的溫度補償的參考密度確認所述科里奧利流量計的流量校準因子。
15.權利要求14的軟件產品，其特征在于所述介質被配置為存儲被配置為指導所述處理系統進一步執行下列步驟的指令僅僅當所述管道溫度等于所述參考溫度時測量所述管道密度；當所述管道溫度等于所述參考溫度時，記錄表示所述密度的所述溫度補償的參考密度。
16.權利要求14的軟件產品，其特征在于所述介質被配置為存儲被配置為指導所述處理系統進一步執行下列步驟的指令對于一個范圍的管道溫度和參考溫度，形成包含所述材料流的密度值的數據結構；響應于每一讀數，將該管道溫度和管道密度應用于所述結構；和讀出所述數據結構，以得到用于所述參考溫度的溫度補償的參考密度。
全文摘要
一種用于確認科里奧利流量計的流量校準因子的方法和設備。根據第一實施例，當材料的溫度等于預定參考溫度時，通過測量材料密度獲得改進的材料密度。根據第二實施例，預編程的數據庫存儲密度/溫度關系。通過測量該材料的密度和溫度，應用來自該數據庫的測量密度/溫度信息，并且獲得補償預定參考溫度的密度信息，從而獲得改進的密度信息。兩個實施例所獲得的該改進密度信息都不會受到溫度變化的影響，并且可以用來確認該流量校準因子。通過相同的方式獲得補償壓力變化和材料組成變化的流量校準因子。
文檔編號G01N9/00GK1856697SQ03827136
公開日2006年11月1日 申請日期2003年9月29日 優先權日2003年9月29日
發明者A·T·帕滕, G·R·杜菲爾 申請人:微動公司