[發明專利]用于科里奧利流量計的診斷設備和方法

有效

• 申請號: 200810099349.X
• 申請日: 2003-09-29
• 公開（公告）號: CN101334305A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: C·P·斯塔克;A·T·帕滕;M·A·布特勒;G·R·杜菲爾
• 申請（專利權）人: 微動公司
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84;G01F25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 魏軍

本發明申請是申請日為2003年9月29日、申請號為03827137.0的同 名專利申請的一個分案申請。

技術領域

本發明涉及用于科里奧利流量計的診斷設備和方法。

背景技術

正如1985年1月1日頒發給J.E.Smith等人的美國專利No.4,491,025和 1982年2月11日頒發給J.E.Smith的Re.31,450中所公開的，已知的是使用 科里奧利質量流量計來測量流過管道的物質的質量流量和其它信息。這些 流量計具有不同結構的一個或多個流管。每個導管結構可被看作具有一組 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 的模式。在典型的科里奧利質量流量測量應用中，當物質流過導管時，以 一種或多種振動模式來激勵導管結構，并且在沿所述導管隔開的點處測量 所述導管的運動。

物質填充系統的振動模式由所述流管以及所述流管內的物質的組合質 量來部分地限定。物質從所述流量計的入口側上連接的管道流入所述流量 計。然后，所述物質被引導穿過所述一個流管或多個流管，并且離開所述 流量計至在出口側上連接的管道。

驅動器向所述流管施加力。所述力使流管振蕩。當沒有物質流過所述 流量計時，沿流管的所有點以相同的相位振蕩。當物質開始流過所述流管 時，科里奧利加速度引起沿所述流管的各個點相對于沿所述流管的其它點 具有不同的相位。在所述流管的入口側的相位滯后于所述驅動器，而在出 口側的相位超前于所述驅動器。傳感器被放置在所述流管上的不同點處以 產生正弦信號，所述正弦信號表示在不同點處所述流管的運動。計算在單 位時間內從所述傳感器接收到的信號的相位差。

在所述傳感器信號之間的相位差與流過所述一個流管或多個流管的物 質的質量流速成比例。所述物質的質量流速是通過將相位差乘以流量校準 因子來確定的。所述流量校準因子是由校準過程確定的。在所述校準過程 中，已知的流體以給定的流速通過所述流管，并且計算出在相位差與所述 流速之間的比例。

科里奧利流量計的一個優點是在振動的流管中沒有活動部件。所述流 速是通過將流管上兩點間的相位差與流量校準因子相乘來確定的。所述相 位差是根據從所述傳感器接收到的正弦信號來計算的，所述正弦信號指示 流管上的兩點的振蕩。所述流量校準因子與所述流管的材料和橫截面特性 成比例。因此，所述相位差的測量和所述流量校準因子不受流量計中活動 部件的磨損的影響。

然而，問題在于流管的材料特性、橫截面特性和硬度在科里奧利流量 計的工作期間可以改變。所述流管的材料特性、橫截面特性和硬度的改變 可以由流過流管的物質對所述流管的侵蝕、腐蝕和涂敷、改變管道安裝和 溫度來引起。所述流管的橫截面特性改變的一個例子是由所述流管的腐蝕 引起的轉動慣量的改變。所述流管的材料和橫截面特性改變的第二個例子 是由流過所述管的物質對所述流管的涂敷引起的流管質量的增加和橫截面 積的減少。所述流管的材料特性、橫截面特性和硬度的改變可以改變所述 流量計的流量和密度校準因子。如果所述流量計的流量校準因子發生了改 變，則使用原始流量校準因子所計算的流速是不準確的。因此，在現有技 術中需要一種系統，其檢測所述流管的材料特性、橫截面特性和硬度的可 能的改變，所述改變指示由科里奧利流量計所測量的質量流速可能是不準 確的。

發明內容

通過提供一種系統來解決上述以及其它問題并實現現有技術的進步， 所述系統通過確定和比較包括質量流量和密度的各種參數來驗證(validate) 科里奧利流量計的完整性。例如，正如1997年11月11日Buttler等人的美 國專利No.5,687,100所公開的，基于質量流量對頻率的影響來確定質量流量 和密度。

依據本發明的實施例，提供一種使用多種模式計算流量計的流速的方 法。所述使用多種模式計算流量計的流速的方法包括對于多個理想(desired) 模式校準所述流量計。所述使用多種模式計算流量計的流速的方法包含確 定與各個模式相關的流過所述流量計的物質的密度。所述使用多種模式計 算流量計的流速的方法進一步包含對于各個理想模式確定流速對密度的影 響。所述使用多種模式計算流量計的流速的方法進一步包含基于各個理想 模式的所述密度和流速對密度值的影響來計算流速。