[發明專利]用于確定流動特性的科里奧利流量計和方法

有效

• 申請號: 200580049320.5
• 申請日: 2005-03-29
• 公開（公告）號: CN101147047A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: A·T·帕藤;G·R·達菲爾;D·M·亨羅特
• 申請（專利權）人: 微動公司
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

技術領域

本發明涉及一種用于確定流動特性的科里奧利流量計和方法，更特別地涉及一種使用兩個或更多個振動響應來確定流動特性的科里奧利流量計和方法。

背景技術

振動管道傳感器，例如科里奧利質量流量計，典型地通過檢測包含流動物質的振動管道的運動來操作。與管道中的物質相關聯的特性，例如質量流量、密度等等，可以通過處理從與管道相關聯的運動換能器接收的測量信號而被確定。振動物質填充系統的振動模式一般受到所述包含管道以及在其中所包含的物質的組合的質量、剛度和阻尼特性的影響。

一個典型的科里奧利質量流量計包括一個或多個管道，這些管道被串聯連接在管線或其他運輸系統中，并且在該系統中運送諸如液體、泥漿等等之類的物質。每個管道可以被看作具有一組固有振動模式，所述固有振動模式例如包括單純彎曲、扭轉、徑向和耦合模式。在一個典型的科里奧利質量流量測量應用中，當物質流過管道時，以一種或多種振動模式對管道進行激勵，并且在沿該管道隔開的各個點處測量該管道的運動。激勵通常由致動器例如機電設備來提供，比如音圈型驅動器，其以周期性方式擾動該管道。通過測量在多個換能器位置處的運動之間的時間延遲或相位差，可以確定質量流速。通常采用兩個這樣的換能器(或者拾取傳感器)，以便測量所述一個流動管道或者多個管道的振動響應，并且所述兩個這樣的換能器通常位于致動器的上游和下游位置。這兩個拾取傳感器通過電纜線路例如兩對獨立的導線被連接到電子儀器。該儀器從這兩個拾取傳感器接收信號，并且處理該信號以便導出質量流速測量值。

傳統的科里奧利質量流量計提供對流過流量計的流動介質的質量流速、密度和溫度的連續測量。然而，流動介質的任何流動特性的變化都可引起在流量計上加載的質量的增加或減少，因此尤其在所指示的密度中將引起誤差。

振動元件換能器例如科里奧利質量流量計或密度計的設計者通常試圖使得對質量、密度和溫度的靈敏度最大，同時使得換能器對粘度、VOS、剪切速率、壓力和雷諾數的靈敏度最小。因此，典型的現有技術流量計能夠精確地測量質量、密度和溫度，但是不能精確地測量附加流動特性，例如粘度、VOS、剪切速率、壓力和雷諾數中的一個或多個。在流量計應用中，除了質量、密度和溫度之外還需要測量其他流動特性。

發明內容

本發明有助于解決與確定流量計的流動特性相關聯的問題。

根據本發明的一個實施例，提供一種科里奧利流量計。該科里奧利流量計包括一個或多個流管、固定到所述一個或多個流管的至少兩個拾取傳感器、被配置成使所述一個或多個流管振動的驅動器、以及耦合到所述至少兩個拾取傳感器和所述驅動器的儀表電子設備。該儀表電子設備被配置成：利用第一振動頻率并以第一異相(out-of-phase)彎曲模式使流量計的所述一個或多個流管振動；測量所述一個或多個流管的第一振動響應，其中所述第一振動響應是響應于第一振動頻率而生成的；利用至少第二振動頻率并以第一異相彎曲模式使所述一個或多個流管振動；測量第二振動響應，其中所述第二振動響應是響應于第二振動頻率而生成的；并且使用第一振動響應和第二振動響應來至少確定質量流速和粘度。

根據本發明的一個實施例，提供一種用于確定科里奧利流量計中的流動特性的方法。該方法包括：利用第一振動頻率并以第一異相彎曲模式使流量計的一個或多個流管振動，并且測量所述一個或多個流管的第一振動響應。所述第一振動響應是響應于第一振動頻率而生成的。該方法進一步包括：利用至少第二振動頻率并以第一異相彎曲模式使所述一個或多個流管振動，并且測量第二振動響應。所述第二振動響應是響應于第二振動頻率而生成的。該方法進一步包括：使用第一振動響應和第二振動響應來至少確定流動介質的質量流速和粘度。

根據本發明的一個實施例，提供一種用于確定科里奧利流量計中的流動特性的科里奧利流量計軟件產品。該軟件產品包括控制軟件，所述控制軟件被配置成指導處理系統：利用第一振動頻率并以第一異相彎曲模式使流量計的一個或多個流管振動；測量所述一個或多個流管的第一振動響應，其中所述第一振動響應是響應于第一振動頻率而生成的；利用至少第二振動頻率并以第一異相彎曲模式使所述一個或多個流管振動；測量第二振動響應，其中所述第二振動響應是響應于第二振動頻率而生成的；并且使用第一振動響應和第二振動響應來至少確定質量流速和一個或多個流動特性。該軟件產品進一步包括存儲該該控制軟件的存儲系統。

若干方面

在一個方面中，所述確定進一步包括確定密度。