Электронный блок измерителя и способ для обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве

Электронный блок измерителя и способ для обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области расходомеров и, в частности, относится к обнаружению остаточного вещества в расходомерном устройстве расходомера.

2. Постановка задачи

Расходомеры используются для измерения массового расхода, плотности и других характеристик текучих веществ. Текучие вещества могут содержать жидкости, газы, смеси жидкостей и газов, твердые частицы, взвешенные в жидкости, и жидкости, включающие в себя газы и взвешенные твердые частицы. Например, расходомеры используются в промышленных процессах для измерения количеств ингредиентов и результирующих продуктов путем измерения расхода (т.е. путем измерения массового расхода через расходомер).

Один тип расходомера представляет собой кориолисов расходомер. Известно использование кориолисовых массовых расходомеров для измерения массового расхода и другой информации о веществах, текущих по трубопроводу, что раскрыто в патенте США №4491025, выданном Смиту (J.E.Smith) и др. 1 января 1985 г., и Re. 31450, Смиту (J.E.Smith) 11 февраля 1982 г. Эти расходомеры имеют одну или несколько расходных трубок разных конфигураций. Каждую конфигурацию трубки можно рассматривать как имеющую набор собственных колебательных мод, включая, например, простой изгиб, торсионные, радиальные и связанные моды. В типичном применении измерения массового расхода по Кориолису, в конфигурации трубки возбуждаются одна или несколько колебательных мод, когда вещество течет по трубке, и движение трубки измеряется в точках, разнесенных вдоль трубки. Колебательные моды систем, наполненных веществом, определяются отчасти совокупной массой расходных трубок и вещества в расходных трубках. Когда вещество не течет через расходомер, все точки вдоль расходной трубки колеблются с одинаковой фазой. Когда вещество начинает течь по расходной трубке, кориолисовы ускорения приводят к тому, что каждая точка вдоль расходной трубки имеет другую фазу относительно других точек вдоль расходной трубки. Фаза на впускном конце расходной трубки отстает от возбудителя, а фаза на выпускном конце опережает возбудитель. Датчики располагаются в разных точках на расходной трубке, создавая синусоидальные сигналы, отражающие движение расходной трубки в разных точках. Разность фаз сигналов, поступающих от датчиков, вычисляется в единицах времени. Разность фаз между сигналами датчиков пропорциональна массовому расходу вещества, текущего по расходной трубке или расходным трубкам.

В уровне техники существует проблема с определением того, осталось ли сколько-нибудь остаточного вещества в расходомере. Когда расходомер оставляют на самоосушение, в расходной трубке может оставаться некоторая влага. Это особенно проявляется в замкнутой среде. Расходомер может содержать расходомер, в котором используется устройство с прямыми расходными трубками, в котором некоторое количество остаточного вещества может оставаться в устройстве расходной трубки и не стекать. Альтернативно, в расходомере может применяться устройство с дугообразными или кольцевыми расходными трубками. Форма такого устройства расходной трубки может захватывать значительное количество остаточного вещества и может создавать дополнительные проблемы в гарантировании того, что обрабатываемая жидкость полностью вытекла из расходомера, кроме того, ориентация расходомера при установке, при которой остаточное вещество не способно адекватно или полностью вытекать из расходомера, может способствовать удержанию остаточного вещества.

В некоторых приложениях, в частности, в фармацевтической, биотехнической, пищевой промышленности и в производстве напитков, важно гарантировать, что расходомер полностью самоосушился и свободен от текучих сред.

Сущность изобретения

Изобретение позволяет решить вышеозначенные задачи за счет обеспечения электронного блока измерителя и способа для обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве.

Электронный блок измерителя, способный обнаруживать остаточное вещество в расходомерном устройстве, предусмотрен согласно варианту осуществления изобретения. Электронный блок измерителя содержит систему обработки, способную предписывать расходомеру сообщать расходомерному устройству колебательное движение и принимать колебательный отклик от расходомерного устройства. Электронный блок измерителя дополнительно содержит систему хранения, способную сохранять параметры и данные расходомера. Электронный блок расходомера дополнительно отличается тем, что система обработки способна сравнивать колебательный отклик с заранее определенным порогом остаточного вещества для обнаружения остаточного вещества.

Способ обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве предусмотрен согласно варианту осуществления изобретения. Способ содержит этапы, на которых сообщают расходомерному устройству колебательное движение и измеряют колебательный отклик расходомерного устройства. Способ дополнительно отличается тем, что сравнивают колебательный отклик с заранее определенным порогом остаточного вещества для обнаружения остаточного вещества.

Согласно одному аспекту изобретения, заранее определенный порог остаточного вещества устанавливается пользователем.

Согласно другому аспекту изобретения, обнаружение дополнительно содержит, по существу, определение значения массы остаточного вещества.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки дополнительно способна генерировать состояние предупреждения, если колебательный отклик превышает заранее определенный порог остаточного вещества.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки дополнительно способна определять пустое состояние в расходомерном устройстве, если колебательный отклик не превышает заранее определенный порог остаточного вещества.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки, кроме того, способна дополнительно сравнивать амплитуду возбуждения и коэффициент усиления возбуждения и обнаруживать остаточное вещество, если колебательный отклик превышает заранее определенный порог остаточного вещества, и если коэффициент усиления возбуждения превышает амплитуду возбуждения на порог усиления.

Согласно еще одному аспекту изобретения, расходомер содержит кориолисов расходомер.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки дополнительно способна первоначально сохранять основную частоту колебаний расходомера и определять заранее определенный порог остаточного вещества из основной частоты колебаний, причем заранее определенный порог остаточного вещества содержит заранее определенный частотный сдвиг относительно основной частоты колебаний.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки дополнительно способна определять скомпенсированную частоту из колебательного отклика, вычислять разность частот между скомпенсированной частотой и основной частотой колебаний расходомера, и умножать разность частот на коэффициент соотношения массы и частоты для получения значения массы остаточного вещества для расходомерного устройства, в котором сравнение содержит сравнение значения массы остаточного вещества с заранее определенным порогом остаточного вещества.

Согласно еще одному аспекту изобретения, заранее определенный порог остаточного вещества содержит калибровочное значение плотности для расходомерного устройства, и система обработки дополнительно способна компенсировать колебательный отклик для получения скомпенсированного значения плотности, в котором сравнение содержит сравнение скомпенсированного значения плотности с калибровочным значением плотности, и в котором обнаружение содержит обнаружение остаточного вещества, если скомпенсированное значение плотности, по существу, совпадает с калибровочным значением плотности.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система обработки дополнительно способна компенсировать колебательный отклик для создания скомпенсированного значения плотности и умножать скомпенсированное значение плотности на объем расходной трубки, на коэффициент связи, который задает характеристику связи по вязкости для текучей среды, и на коэффициент ориентации для получения значения массы остаточного вещества. Заранее определенный остаточный порог содержит заранее определенный порог остаточной массы. Сравнение содержит сравнение значения массы остаточного вещества с заранее определенным порогом остаточного вещества.

Согласно еще одному аспекту изобретения, компенсация дополнительно содержит компенсацию колебательного отклика на внешнюю температуру и внешнее давление.

Описание чертежей

Одна и та же позиция обозначает один и тот же элемент на всех чертежах.

Фиг.1 - кориолисов расходомер, содержащий расходомерное устройство и электронный блок измерителя согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 - схема электронного блока измерителя согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.3 - схема последовательности операций способа обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.4 - схема электронного блока измерителя согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.5 - схема последовательности операций способа обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.6 - схема электронного блока измерителя согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.7 - схема последовательности операций способа обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.8 - схема последовательности операций способа обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве согласно варианту осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

На Фиг.1-8 и в нижеследующем описании приведены конкретные примеры изобретения, поясняющие специалистам в данной области техники, как использовать предпочтительный вариант осуществления изобретения. Для раскрытия основных принципов изобретения, некоторые традиционные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области могут предложить варианты этих примеров, отвечающие объему изобретения. Специалистам в данной области техники очевидно, что описанные ниже признаки можно комбинировать по-разному для формирования различных вариантов изобретения. Таким образом, изобретение ограничивается не конкретными примерами, описанными ниже, но только формулой изобретения и ее эквивалентами.

Расходомер - Фиг.1

На Фиг.1 показан кориолисов расходомер 5, содержащий расходомерное устройство 10 и электронный блок 20 измерителя согласно варианту осуществления изобретения. Кориолисов расходомер 5 представлен в качестве примера, и следует понимать, что изобретение применимо к другим конфигурациям расходомера и к другим типам расходомеров. Расходомерное устройство 10 реагирует на массовый расход и плотность обрабатываемого вещества. Электронный блок 20 измерителя подключен к расходомерному устройству 10 проводниками 100 для обеспечения информации плотности, массового расхода и температуры по каналу 26, а также другой информации. Раскрыта конструкция кориолисова расходомера, хотя специалистам в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение можно применять на практике в качестве денситометра с вибрирующей трубкой без дополнительных расходных возможностей, обеспечиваемых кориолисовым массовым расходомером. Кроме того, изобретение применимо к другим типам расходомера.

Расходомерное устройство 10 может включать в себя два коллектора 150 и 150', фланцы 103 и 103', имеющие горловины 110 и 110' фланца, две параллельные расходные трубки 130 и 130', механизм 180 возбуждения, датчик 190 температуры и два тензодатчика 170L и 170R. Расходные трубки 130 и 130' имеют две, по существу, прямые впускные секции 131 и 131' и выпускные секции 134 и 134', которые сходятся друг с другом на монтажных блоках 120 и 120' расходных трубок. Расходные трубки 130 и 130' изогнуты в двух симметричных местах вдоль своей длины и, по существу, параллельны по своей длине. Распорки 140 и 140' служат для задания осей W и W', относительно которых колеблется каждая расходная трубка.

Боковые секции 131, 131' и 134, 134' расходных трубок 130 и 130' жестко присоединены к монтажным блокам 120 и 120' расходных трубок, и эти блоки, в свою очередь, жестко присоединены к коллекторам 150 и 150'. Это обеспечивает непрерывный замкнутый канал для вещества через кориолисово расходомерное устройство 10.

Когда фланцы 103 и 103', имеющие отверстия 102 и 102', соединены через впускной конец 104 и выпускной конец 104' с линией обработки (не показана), которая переносит обрабатываемое вещество, подлежащее измерению, вещество входит в конец 104 измерителя через отверстие 101 во фланце 103, проходит по коллектору 150 в монтажный блок 120 расходных трубок, имеющий поверхность 121. В коллекторе 150 вещество разделяется и направляется по расходным трубкам 130 и 130'. По выходе из расходных трубок 130 и 130', обрабатываемое вещество соединяется в единый поток в коллекторе 150' и направляется к выходному концу 104', соединенному фланцем 103', имеющим отверстия 102' под болты, с линией обработки (не показана).

Расходные трубки 130 и 130' выбираются и надлежащим образом монтируются на монтажных блоках 120 и 120' расходных трубок, чтобы иметь, по существу, одинаковые распределение массы, моменты инерции и модули Юнга относительно осей изгиба W-W и W'-W', соответственно. Эти оси изгиба проходят через распорки 140 и 140'.

Поскольку модуль Юнга расходных трубок изменяется с температурой, и это изменение влияет на вычисление расхода и плотности, датчик 190 температуры, например, резистивный детектор температуры (RTD), можно установить на расходной трубке 130' для измерения температуры расходной трубки. Температура расходной трубки зависит от температуры вещества, проходящего по расходной трубке. Измеренная температура используется общеизвестным методом электронным блоком 20 измерителя для компенсации изменения модуля упругости расходных трубок 130 и 130' вследствие любых изменений температуры расходной трубки. Датчик 190 температуры подключен к электронному блоку 20 измерителя проводником 195.

Обе расходные трубки 130 и 130' приводятся в движение возбудителем 180 в противоположных направлениях относительно соответствующих осей изгиба W и W' в так называемой первой расфазированной изгибной моде расходомера. Этот механизм 180 возбуждения может содержать любую из многих общеизвестных конструкций, например, магнит, установленный на расходной трубке 130', и противоположную катушку, установленную на расходной трубке 130, через которую пропускают переменный ток для сообщения колебательного движения обеим расходным трубкам. Подходящий возбуждающий сигнал подается электронным блоком 20 измерителя по проводнику 185 на механизм 180 возбуждения.

Электронный блок 20 измерителя принимает сигнал температуры по проводнику 195 и сигналы левого и правого тензодатчиков по проводниками 165L и 165R, соответственно. Электронный блок 20 измерителя выдает возбуждающий сигнал по проводнику 185 на возбуждающий элемент 180 и приводит трубки 130 и 130' в колебательное движение. Электронный блок 20 измерителя обрабатывает сигналы левого и правого тензодатчиков и сигнал температуры для вычисления массового расхода (и, в необязательном порядке, плотности) вещества, проходящего через расходомерное устройство 10. Эту информацию, совместно с другой информацией, электронный блок 20 измерителя выдает по пути 26.

Электронный блок измерителя - Фиг.2

На Фиг.2 показана схема электронного блока 20 измерителя согласно варианту осуществления изобретения. Электронный блок 20 измерителя включает в себя систему 22 обработки и систему 24 хранения, подключенную к системе 22 обработки. Интерфейс 26 может входить в состав электронного блока 20 измерителя и также подключен к системе 22 обработки.

Электронный блок 20 измерителя принимает сигналы расходомера от расходомерного устройства 10 (см. Фиг.1) и может определять, пусто или не пусто расходомерное устройство 10. Согласно одному варианту осуществления изобретения, можно получать отклик 31 частоты колебаний и сравнивать колебательный отклик 31 с порогом или диапазоном частоты для определения пустого или непустого состояния расходомерного устройства 10 (см. Фиг.4 и ее описание). Согласно другому варианту осуществления, колебательный отклик 31 можно использовать для определения массы остаточного вещества, и массу остаточного вещества можно сравнивать с порогом или диапазоном массы для определения пустого или непустого состояния (см. Фиг.4 и ее описание). Массу можно дополнительно использовать для определения количества остаточного вещества в расходомерном устройстве 10. Кроме того, плотность остаточного вещества можно сравнивать с порогом или диапазоном плотности для определения пустого или непустого состояния (см. Фиг.6 и ее описание).

Определение остаточного вещества можно использовать по-разному. Его можно использовать для определения, когда расходомерное устройство 10 пусто, при этом расходомер 5 используется для измерения подачи жидкости таким же образом, как в системе обработки жидкостей. Например, когда расходомер 5 измеряет выход резервуара для жидкости, электронный блок 20 измерителя и способ можно использовать для определения, когда поток жидкости из резервуара был перекрыт. Его можно также использовать для обнаружения конца потока жидкости и, таким образом, для обнаружения опустошения резервуара. Его можно также использовать в операции расходомера 5, проводимой время от времени, для определения, пуст ли расходомер 5.

Интерфейс 26 осуществляет связь с другими устройствами. Интерфейс 26 содержит любое устройство, способное осуществлять связь с одним или несколькими расходомерами. Кроме того, интерфейс 26 можно использовать для связи посредством телефонных систем и/или сетей передачи цифровых данных. Таким образом, электронный блок 20 измерителя может осуществлять связь с удаленными расходомерами, удаленными запоминающими устройствами, и/или удаленными пользователями.

Согласно одному варианту осуществления, интерфейс 26 принимает сигналы от расходомерного устройства 10, в том числе сигналы, выражающие колебательный отклик 31 расходомера 5. Поэтому электронный блок 20 измерителя может располагаться совместно с расходомерным устройством 10 или на удалении от него. Согласно другому варианту осуществления, интерфейс 26 позволяет оператору-человеку взаимодействовать с электронным блоком 20 измерителя. В результате, интерфейс 26 может принимать входные сигналы оператора и передавать выходные сигналы оператору.

Согласно одному варианту осуществления, интерфейс 26 может принимать входные сигналы оператора, в том числе порог остаточного вещества 30, который используется для определения, пусто или не пусто расходомерное устройство 10. Таким образом, порог остаточного вещества 30 согласно этому варианту осуществления устанавливается пользователем. Альтернативно, порог остаточного вещества 30 может быть фиксированной величиной или заводской настройкой.

Согласно одному варианту осуществления, интерфейс 26 может дополнительно генерировать выходные сигналы для оператора. Выходной сигнал может содержать определение, пусто или не пусто расходомерное устройство 10. Выходной сигнал может содержать приблизительную массу любого остаточного вещества в расходомерном устройстве 10. Выходной сигнал может содержать состояние предупреждения, которое извещает оператора об остаточном веществе в расходомерном устройстве 10. Состояние предупреждения может генерироваться, когда остаточное вещество в расходомерном устройстве 10 больше порога остаточного вещества 30. Выходной сигнал может содержать любой тип визуальной, звуковой или текстовой информации.

Система обработки 22 осуществляет операции электронного блока 20 измерителя. Система 22 обработки может содержать компьютер общего назначения, микросистему обработки, логическую схему или какое-то другое устройство обработки общего или специального назначения. Система 22 обработки может быть распределена между несколькими устройствами обработки. Система 22 обработки может включать в себя любой тип встроенного или независимого электронного носителя информации, например, систему 24 хранения.

Система 24 хранения может содержать любой тип носителя цифровой информации. Система 24 хранения может сохранять параметры и данные расходомера, прикладные программы, постоянные значения и переменные значения. Согласно одному варианту осуществления, система хранения 24 включает в себя порог остаточного вещества 30, колебательный отклик 31, программу обнаружения остаточного вещества 32, пустое состояние 33, состояние предупреждения 34, сдвиг колебательного отклика 35, значение массы остаточного вещества 36, амплитуду возбуждения 37, коэффициент усиления возбуждения 38 и порог усиления 39.

Система 22 обработки выполняет программу обнаружения остаточного вещества 32 и, таким образом, определяет, пусто или не пусто расходомерное устройство 10. Согласно одному варианту осуществления, программа 32 обнаружения остаточного вещества является частью электронного блока измерителя 20, как показано. Программа 32 обнаружения остаточного вещества, при выполнении системой 22 обработки, предписывает системе 22 обработки сравнивать колебательный отклик 31 с порогом остаточного вещества 30. Программа обнаружения остаточного вещества 32, таким образом, определяет остаточное вещество в расходомерном устройстве 10, если колебательный отклик 31 превышает порог остаточного вещества 30.

Согласно другому варианту осуществления, программа 32 обнаружения остаточного вещества содержит данные и команды, внедренные в базовые программные средства, выполняющиеся на внешнем устройстве (не показано). Это внешнее устройство способно осуществлять связь с электронным блоком 20 измерителя по каналу связи 26. Например, внешнее устройство может содержать внешний компьютер, на котором выполняется программа, например ProLink™ или ProLink™ II. Программа ProLink™ предназначена для связи с расходомерами и для регистрации и обработки выходных сигналов расходомера и доступна от Micro Motion Inc., Булдер, Колорадо. Программа ProLink™ - это только одно полезное базовое программное средство, и следует понимать, что обнаружение остаточного вещества согласно изобретению можно реализовать на любом подходящем языке программирования или программном обеспечении и на любом подходящем внешнем устройстве.

Порог 30 остаточного вещества согласно одному варианту осуществления содержит порог, который используется программой 32 обнаружения остаточного вещества для определения того, присутствует ли остаточное вещество в расходомерном устройстве 10. Порог 30 остаточного вещества также используется для определения того, достаточно ли велико количество остаточного вещества в расходомерном устройстве 10 для того, чтобы его можно было рассматривать как остаточное вещество и считать устройство непустым.

Согласно одному варианту осуществления, порог 30 остаточного вещества содержит сдвиг относительно колебательного отклика в пустом состоянии (т.е. основной частоты колебаний расходомерного устройства 10). Колебательный отклик в пустом состоянии может содержать колебательный отклик, зарегистрированный для пустого состояния расходомерного устройства 10, когда оно наполнено воздухом, при конкретной температуре внешнего воздуха и при конкретном давлении внешнего воздуха (т.е. при стандартных условиях калибровки). Поэтому, когда расходомерное устройство 10 находится в состоянии чистого сухого воздуха при конкретной температуре, можно определить основную/резонансную частоту устройства. Колебательный отклик в пустом состоянии можно затем использовать как стандарт для сравнения с последующими колебательными откликами для обнаружения пустого и непустого состояния расходомерного устройства 10. Поэтому, в случае применения, значительное отклонение от резонансной частоты в состояниях, скорректированных по температуре воздуха, свидетельствует о наличии обрабатываемого вещества. Следовательно, если колебательный отклик 31 превышает порог 30 остаточного вещества, то остаточное вещество обнаруживается. Альтернативно порог 30 остаточного вещества содержит диапазон остаточного вещества, причем, если колебательный отклик попадает в диапазон, значит расходомерное устройство 10 не пусто, но достаточно пусто, чтобы содержать просто остаточное вещество (т.е. расходомерное устройство 10 не заполнено). Если колебательный отклик превышает этот диапазон, значит вещество течет через расходомерное устройство 10 в нормальном режиме работы.

Колебательный отклик 31 поступает от расходомерного устройства 10. Колебательный отклик 31 содержит измеренный или обнаруженный отклик колебания расходной трубки или трубок, обусловленный возбудителем 180. Колебательный отклик 31 будет изменяться в зависимости от количества вещества, присутствующего в расходомерном устройстве 10. Колебательный отклик 31 можно сохранять как аналоговый частотный отклик, измеренный одним или несколькими тензодатчиками 170.

Сдвиг 35 колебательного отклика может содержать сдвиг относительно колебательного отклика в пустом состоянии. Таким образом, сдвиг 35 колебательного отклика содержит сдвиг относительно пустого состояния, причем, если колебательный отклик 31 не попадает между сдвигом 35 колебательного отклика и колебательным откликом в пустом состоянии, значит расходомерное устройство 10 не пусто. Сдвиг 35 колебательного отклика может содержать частотный сдвиг, сдвиг плотности или сдвиг значения массы, например, согласно рассмотренному здесь и согласно рассмотренному ниже в связи с Фиг.4-8.

Кроме того, для использования колебательного отклика для обнаружения остаточного вещества, колебательный отклик 31 можно также использовать для оценивания значения 36 массы остаточного вещества. Значение 36 массы остаточного вещества содержит, по существу, текущее значение массы, определенное для расходомерного устройства 10. Кроме того, значение 36 массы остаточного вещества можно использовать для определения того, пусто или не пусто расходомерное устройство 10. Кроме того, значение 36 массы остаточного вещества можно выводить оператору и т.д., для указания приблизительной массы остаточного вещества. Кроме того, значение 36 массы остаточного вещества согласно одному варианту осуществления может хранить запись истории массовых расходов в пустом и непустом состояниях и соответствующих периодов времени.

Пустое состояние 33 может содержать переменную состояния, которая может выражать пустое и непустое состояния, например, посредством значений «истина» и «ложь». Поэтому, если текущий колебательный отклик расходомерного устройства 10 признан пустым состоянием, то пустое состояние 33 можно задать равным истине, единице или любому другому пустому состоянию. Напротив, если текущий колебательный отклик расходомерного устройства 10 признан непустым состоянием, то пустое состояние 33 можно задать равным лжи, нулю или другому непустому состоянию. Таким образом, пустое состояние 33 отражает текущее пустое или непустое состояние расходомерного устройства 10. Кроме того, пустое состояние 33 согласно одному варианту осуществления может хранить запись истории пустого и непустого состояний и соответствующих периодов времени.

Состояние 34 предупреждения может содержать переменную состояния, которая может генерироваться, когда остаточное вещество превышает порог 30 остаточного вещества. Поэтому состояние 34 предупреждения можно использовать для извещения пользователя или оператора об остаточном веществе в расходомерном устройстве 10. Кроме того, состояние 34 предупреждения можно использовать как переменную управления процессом, посредством которой последующие действия процесса можно запретить или изменить, если состояние 34 предупреждения установлено. Состояние 34 предупреждения согласно одному варианту осуществления может хранить запись истории состояния предупреждения и отсутствия предупреждения и соответствующих периодов времени. Кроме того, состояние 34 предупреждения согласно одному варианту осуществления охватывает устанавливаемый пользователем порог предупреждения, в котором пользователь может определить количество остаточного вещества, при котором состояние предупреждения будет устанавливаться электронным блоком 20 измерителя.

Помимо колебательного отклика 31, электронный блок 20 измерителя согласно этому и любому варианту осуществления изобретения может дополнительно отслеживать амплитуду возбуждающего сигнала, подаваемого на механизм 180 возбуждения. Кроме того, электронный блок 20 измерителя может также отслеживать коэффициент усиления возбуждения, поступающий от тензодатчика 170, где коэффициент усиления возбуждения содержит соотношение между амплитудой возбуждающего сигнала, подаваемого на механизм 180 возбуждения, и результирующим колебательным откликом 31. Амплитуда и коэффициент усиления указывают величину колебательной энергии, поглощаемой остаточным веществом, и их можно использовать для дополнительного усовершенствования обнаружения остаточного вещества. Следовательно, коэффициент усиления возбуждающего сигнала и амплитуду возбуждающего сигнала можно использовать для дополнительного усовершенствования определения значения 36 массы остаточного вещества. Поэтому, система 22 обработки согласно одному варианту осуществления также способна дополнительно сравнивать амплитуду 37 возбуждения и коэффициент 38 усиления возбуждения и обнаруживать остаточное вещество, если колебательный отклик 31 превышает заранее определенный порог 30 остаточного вещества, и если коэффициент 38 усиления возбуждения превышает амплитуду 37 возбуждения на порог 39 усиления.

Схема последовательности операций способа определения - Фиг.3

На Фиг.3 показана схема 300 последовательности операций способа обнаружения остаточного вещества в расходомерном устройстве согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 301, расходомерное устройство 10 приводится в колебательное движение за счет вибрации возбудителя. Вибрация может содержать основную частоту расходомерного устройства 10. Поэтому вибрация возбудителя может содержать обычную вибрацию, используемую для обнаружения массового расхода в расходомерном устройстве 10.

На этапе 302 определяется колебательный отклик расходомерного устройства 10. Колебательный отклик обычно принимается в виде электрического сигнала, причем амплитуда сигнала изменяется в зависимости от массы вещества, присутствующего или текущего в расходомерном устройстве 10. Электрический сигнал может обрабатываться для получения значений массы и плотности вещества в трубке. Кроме того, в отличие от уровня техники, электрический сигнал может обрабатываться для определения наличия и приблизительного количества остаточного вещества в расходомерном устройстве 10.

На этапе 303 колебательный отклик расходомерного устройства 10 сравнивается с порогом остаточного вещества для обнаружения остаточного вещества. Согласно одному варианту осуществления, порог остаточного вещества может содержать колебательный отклик расходной трубки в пустом состоянии. Колебательный отклик расходной трубки в пустом состоянии можно измерять для расходной трубки, например, в заводских условиях. Колебательный отклик расходной трубки в пустом состоянии обычно генерируется для стандартных температуры и давления. Поэтому колебательный отклик расходной трубки в пустом состоянии может содержать контрольную точку для всех последующих операций обнаружения остаточного вещества. Альтернативно, порог остаточного вещества может содержать сдвиг относительно колебательного отклика расходной трубки в пустом состоянии, согласно рассмотренному выше, и может содержать значение или диапазон частоты, плотности или массы.

На этапе 304, если колебательный отклик превышает порог остаточного вещества, колебательный отклик определяется как обозначающий непустое состояние, и способ переходит к этапу 305. Альтернативно, если колебательный отклик не превышает порог остаточного вещества, расходомерное устройство 10 определяется как пустое, и способ переходит к этапу 308.

На этапе 305 поскольку колебательный отклик превышает порог остаточного вещества, то остаточное вещество обнаруживается в расходомерном устройстве 10. Определение может включать в себя задание пустого состояния как непустое, кроме того, определение может включать в себя регистрацию записи истории случаев непустого состояния и соответствующих периодов времени. В результате непустое состояние можно использовать для определения, нуждается ли расходомерное устройство 10 в осмотре, очистке, обслуживании, ремонте и т.д.

На этапе 306 может, в необязательном порядке, генерироваться состояние предупреждения. Состояние предупреждения может включать в себя визуальные, звуковые или текстовые предупреждения, представляемые пользователю или оператору, согласно рассмотренному выше. Состояние предупреждения может произойти в начале обнаружения остаточного вещества или, альтернативно, может продолжаться, пока остаточное вещество присутствует в расходомерном устройстве 10.

На этапе 307 способ может в необязательном порядке определять значение массы остаточного вещества. Значение массы остаточного вещества можно регистрировать. Значение массы остаточного вещества можно использовать для определения, пуст или не пуст расходомер 5.

На этапе 308, когда определено, что расходомерное устройство 10 пусто, пустое состояние можно задать как пустое, кроме того, определение может включать в себя регистрацию записи истории случаев пустого состояния и соответствующих периодов времени.

Электронный блок измерителя - Фиг.4

На Фиг.4 показана схема электронного блока 20 измерителя согласно варианту осуществления изобретения. Электронный блок 20 измерителя может включать в себя систему 422 обработки, систему хранения 24 и интерфейс 426, согласно рассмотренному выше.

Система хранения 24 может включать в себя порог 30 остаточного вещества, частотный сдвиг 41, скомпенсированную частоту 42, разность частот 43, коэффициент 44 соотношения массы и частоты, значение 36 массы остаточного вещества и программу 40 компенсации частоты. Система хранения 24 может дополнительно включать в себя, согласно рассмотренному выше, колебательный отклик 31, программу 32 обнаружения остаточного вещества, пустое состояние 33, состояние предупреждения 34, амплитуду 37 возбуждения, коэффициент 38 усиления возбуждения и порог 39 усиления.

В ходе работы электронный блок 20 измерителя принимает колебательный отклик 31 и определяет, указывает ли колебательный отклик 31 на пустое или непустое расходомерное устройство 10. Электронный блок 20 измерителя согласно этому варианту осуществления может обеспечивать такое определение путем сравнения колебательного отклика 31 с порогом или диапазоном частоты или путем определения значения массы из колебательного отклика 31 и сравнения значения массы с порогом или диапазоном массы. Например, согласно последнему варианту осуществления, электронный блок 20 измерителя генерирует значение 36 массы остаточного вещества, относящееся к любому остаточному веществу в расходомерном устройстве 10, и определяет, возрастает ли значение 36 массы остаточного вещества до уровня остаточного вещества. Следует понимать, что, если значение 36 массы остаточного вещества очень мало, то значение 36 массы остаточного вещества можно просто рассматривать как пустое расходомерное устройство 10.

Измерение плотности кориолисова расходомера основано на уравнении:

где k = жесткость расходомерного устройства,

m = масса расходомерного устройства,

f = частота колебаний (колебательного отклика), и

τ = период колебаний.

В частности, резонансная частота расходомерного устройства 10