[發(fā)明專利]用于振動流量計(jì)的力補(bǔ)償和相關(guān)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780092718.X
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN110809709B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.S.達(dá)薩卡
• 申請（專利權(quán)）人: 高準(zhǔn)公司
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84;G01C21/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;劉茜

提供了一種流體測量系統(tǒng)（3），其具有科里奧利流量計(jì)（5），該科里奧利流量計(jì)具有包括處理系統(tǒng)（303）和存儲系統(tǒng)（304）的計(jì)量器電子器件（20）。科里奧利流量計(jì)（5）具有包括管道（103A、103B）的傳感器組件（10），其中，傳感器組件（10）與計(jì)量器電子器件（20）通信。科里奧利流量計(jì)（5）具有固定到管道（103A、103B）的多個敏感元件（105、105'），其與計(jì)量器電子器件（20）通信。科里奧利流量計(jì)（5）具有固定到管道（103A、103B）的驅(qū)動器（104），其與計(jì)量器電子器件（20）通信。陀螺儀傳感器與計(jì)量器電子器件（20）通信。至少一個致動器（406X、406Y、406Z、412）聯(lián)接到科里奧利流量計(jì)（5）。計(jì)量器電子器件（20）被配置成測量在加速下通過傳感器組件（10）的過程流體的流體流量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量計(jì)，并且更特別地涉及用于確定加速時的準(zhǔn)確流動性質(zhì)的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

振動傳感器（例如，諸如，振動密度計(jì)和科里奧利流量計(jì)）通常是公知的，并且被用于測量針對流過流量計(jì)中的管道的材料的質(zhì)量流量和其它信息。示例性科里奧利流量計(jì)在美國專利4,109,524、美國專利4,491,025和Re. 31,450中公開，所有這些專利都授予J.E.Smith等人。這些流量計(jì)具有筆直或彎曲構(gòu)造的一個或多個管道。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)中的每個管道構(gòu)造例如具有一組固有振動模式，其可以是簡單的彎曲、扭轉(zhuǎn)或聯(lián)接類型。每個管道可以被驅(qū)動以便以優(yōu)選模式振蕩。

材料從流量計(jì)入口側(cè)上的連接管道流入流量計(jì)中、被引導(dǎo)通過（多個）管道并通過流量計(jì)的出口側(cè)離開流量計(jì)。振動系統(tǒng)的固有振動模式部分地由管道和在管道內(nèi)流動的材料的組合質(zhì)量限定。

當(dāng)沒有流量通過流量計(jì)時，施加到（多個）管道的驅(qū)動力使沿著所述（多個）管道的所有點(diǎn)以相同的相位或小的“零偏移”振蕩，零偏移是在零流量時測量的時間延遲。當(dāng)材料開始流過流量計(jì)時，科里奧利力使沿著所述（多個）管道的每個點(diǎn)具有不同的相位。例如，在流量計(jì)的入口端處的相位滯后于居中的驅(qū)動器位置處的相位，而在出口處的相位超前于居中的驅(qū)動器位置處的相位。（多個）管道上的敏感元件（pickoff）產(chǎn)生代表（多個）管道運(yùn)動的正弦信號。從敏感元件輸出的信號經(jīng)處理以確定敏感元件之間的時間延遲。兩個或更多個敏感元件之間的時間延遲與流過（多個）管道的材料的質(zhì)量流率成比例。

連接到驅(qū)動器的計(jì)量器電子器件生成驅(qū)動信號以操作驅(qū)動器，并根據(jù)從敏感元件接收的信號來確定材料的質(zhì)量流率和其它性質(zhì)。驅(qū)動器可包括許多公知的裝置中的一種；然而，磁體和相對的驅(qū)動線圈在流量計(jì)工業(yè)中已經(jīng)取得了巨大的成功。交流電被傳遞到驅(qū)動線圈，以用于以期望的流管振幅和頻率使（多個）管道振動。在本領(lǐng)域中還已知的是，將敏感元件設(shè)置為非常類似于驅(qū)動器裝置的磁體和線圈裝置。然而，當(dāng)驅(qū)動器接收引起運(yùn)動的電流時，敏感元件可以使用由驅(qū)動器提供的運(yùn)動來引起電壓。由敏感元件測量的時間延遲的大小非常小；通常以納秒測量。因此，有必要使換能器輸出非常準(zhǔn)確。

通常，科里奧利流量計(jì)可以被初始校準(zhǔn)，并且可以生成流量校準(zhǔn)因子以及零偏移。在使用中，流量校準(zhǔn)因子（FCF）可以乘以由敏感元件測量的時間延遲（ΔT）減去零偏移（ΔT₀）以生成質(zhì)量流率。這種質(zhì)量流量校準(zhǔn)可由兩個校準(zhǔn)常數(shù)表示，這兩個校準(zhǔn)常數(shù)等于直線的斜率（FCF）和截距（零偏移）。利用流量校準(zhǔn)因子（FCF）和零偏移（ΔT₀）的質(zhì)量流率等式的示例由等式（1）描述：

（1）

其中：

=質(zhì)量流率

FCF=流量校準(zhǔn)因子

ΔT_measured=所測量的時間延遲

ΔT₀=初始零偏移。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)通常用于地球表面處或地球表面附近。對于在高力應(yīng)用中的測量，通常使用渦輪流量計(jì)來測量質(zhì)量流量。然而，渦輪流量計(jì)缺乏航空航天工業(yè)所需的必要精度。