Вибрационный измеритель расхода и способ коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала

Вибрационный измеритель расхода и способ коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к вибрационному измерителю расхода и способу, в частности к вибрационному измерителю расхода и способу коррекции для увлеченной (потоком) фазы в двухфазном потоке протекающего материала.

Описание проблемы

Работа датчиков, использующих вибрирующие каналы, таких как измерители массового расхода Кориолиса и вибрационные плотномеры, как правило, основана на обнаружении перемещения вибрирующего канала, который содержит протекающий материал. Свойства, относящиеся к материалу, находящемуся в канале, например массовый расход, плотность и тому подобное, могут быть определены путем обработки сигналов измерения, принятых от чувствительных элементов, обнаруживающих перемещение, которые связаны с каналом. На режимы вибрации системы, заполненной вибрирующим материалом, в общем случае влияет комбинация характеристик массы, жесткости и демпфирования канала, содержащего материал, и самого материала.

Типичный измеритель массового расхода Кориолиса включает один или более каналов, которые встроены в трубопровод или другую систему транспортировки и перемещают материал, например текучую среду, суспензии, эмульсии и т.п., в этой системе. Каждый канал можно рассматривать как имеющий набор режимов естественной вибрации, включая, например, простой изгиб, крутящий, радиальный режимы и их комбинации. При типичном применении измерения массового расхода методом Кориолиса канал возбуждают в одном или более режимов вибрации при протекании через него материала и перемещение канала измеряют в разных точках вдоль канала. Возбуждение, как правило, обеспечивают при помощи исполнительного механизма, например электромеханического устройства, такого как генератор звуковых волн в виде катушки, который порождает возмущения в канале периодическим образом. Массовый расход можно определить, измеряя временную задержку или разность фаз между перемещениями в местах расположения чувствительных элементов. Чтобы измерить вибрационную реакцию канала или каналов с потоком, как правило, используют два таких чувствительных элемента (или датчика для измерения механических перемещений), которые находятся в положениях выше и ниже по потоку относительно исполнительного механизма. Два датчика для измерения механических перемещений соединены с электронной аппаратурой при помощи проводных соединений, например двумя независимыми парами проводов. Аппаратура принимает сигналы от упомянутых двух датчиков для измерения механических перемещений и обрабатывает сигналы, чтобы получить измерение массового расхода.

Измерители расхода используют, чтобы выполнить измерения массового расхода для широкого диапазона потоков текучей среды. Одной из областей, в которых могут быть использованы измерители расхода Кориолиса, является измерение характеристик нефтяных и газовых скважин. Продукт, добываемый из таких скважин, может содержать многофазный поток, включающий нефть или газ, а также включающий другие компоненты, например воду и воздух и/или твердые вещества. В высшей степени желательно, чтобы получаемые в результате измерения были как можно более точными даже для подобных многофазных потоков.

Измерители Кориолиса обеспечивают высокую точность для однофазных потоков. Однако когда измеритель расхода Кориолиса используется для измерения характеристик аэрированных текучих сред или текучих сред, включающих увлеченный в них газ (эмульсии), точность измерителя может существенно ухудшиться. Это справедливо и для погруженных твердых веществ (суспензии).

Увлеченный воздух обычно присутствует в протекающем материале в виде пузырьков. Размер пузырьков может меняться в зависимости от количества имеющегося воздуха, давления протекающего материала, а также температуры. Степень ухудшения результатов связана не только с общим количеством присутствующего газа, но также и с размером отдельных пузырьков газа в потоке. Размер пузырьков влияет на точность измерения.

Одним из существенных источников ошибки является разделение текучей среды. Разделение текучей среды происходит в результате перемещения пузырьков газа относительно жидкости из-за вибрации трубы. Перемещение пузырьков газа относительно жидкости порождается выталкивающей силой, аналогичной силе, которая вызывает подъем пузырьков на поверхность под влиянием силы тяжести. Однако в вибрирующей трубке перемещение пузырьков вызывается ускорением этой трубки, а не ускорением силы тяжести. Так как плотная текучая среда сопротивляется ускорению сильнее, чем легкие пузырьки, пузырьки ускоряются в том же направлении, что и направление ускорения трубы. Поэтому пузырьки перемещаются быстрее и дальше, чем трубка, в которой перемещается поток, и перемещение пузырьков приводит к тому, что некоторая часть текучей среды перемещается медленнее трубки. В этом заключается проблема разделения. Как результат, текучая среда, имеющая более низкую амплитуду вибраций, подвергается меньшему ускорению Кориолиса и обладает меньшей силой Кориолиса, действующей на расходомерную трубку, чем это было бы при отсутствии пузырьков. Это приводит к получению характеристик расхода и плотности ниже отчетных (отрицательные ошибки для значений потока и плотности) при наличии увлеченного воздуха.

В суспензиях возникает проблема, аналогичная разделению. Однако в случае суспензий частицы твердого вещества часто тяжелее жидкости. Под действием ускорения вибрирующей трубы более тяжелые частицы перемещаются в меньшей степени, чем жидкость. Это приводит к тому, что некоторая часть жидкости перемещается в большей степени, чем вибрирующая труба. В результате характеристики жидкости выше отчетных (положительные ошибки для значений потока и плотности) при наличии частиц тяжелее жидкости. В обоих случаях из-за разницы в плотности между увлеченной фазой и жидкостью возникает относительное перемещение увлеченной фазы. Если пренебречь сжимаемостью газов, то для описания поведения как увлеченного воздуха, так и погруженных частиц можно использовать одни и те же уравнения. Вычитание плотности увлеченной фазы из плотности жидкости дает положительные значения для газов и отрицательные значения для твердых веществ. Разделение суспензий просто является отрицательным. По этой причине термин "разделение" будет использоваться на равных основаниях как для эмульсий, так и для суспензий.

Компенсировать разделение текучей среды трудно, так как существует несколько факторов, определяющих то, какое количество пузырьков перемещается относительно текучей среды. Очевидным фактором является вязкость текучей среды. В очень вязкой текучей среде пузырьки (или частицы), по сути, застывают на месте в этой среде, и возникают незначительные ошибки в характеристиках потока.

Другим фактором, влияющим на подвижность пузырьков, является их размер. Торможение пузырька пропорционально площади поверхности, в то время как выталкивающая сила пропорциональна объему. Таким образом, очень маленькие пузырьки имеют высокое значение отношения торможения к выталкивающей силе и имеют тенденцию к перемещению вместе с текучей средой. Как следствие, маленькие пузырьки вызывают маленькие ошибки. И наоборот, большие пузырьки не имеют тенденции к перемещению вместе с текучей средой и приводят к большим ошибкам. То же остается справедливым и для частиц. Небольшие частицы имеют тенденцию к перемещению вместе с текучей средой и вызывают небольшие ошибки.

Другим фактором является разница в плотности между текучей средой и газом. Выталкивающая сила пропорциональна разнице в плотности между текучей средой и газом. Газ, имеющий высокое давление, может иметь достаточно высокую плотность, чтобы влиять на выталкивающую силу и уменьшать эффект разделения. В дополнение к этому большие пузырьки занимают больше объема, что приводит к реальным флуктуациям в плотности протекающего материала. Из-за сжимаемости газа количество газа в пузырьках может меняться, но при этом не обязательно будет меняться их размер. И наоборот, если изменяется давление, может соответствующим образом меняться размер пузырьков, которые расширяются при падении давления или сжимаются при увеличении давления. Это также может вызвать изменения в естественной или резонансной частоте измерителя расхода и, таким образом, изменения в реальной плотности двухфазного потока.

На подвижность пузырька и частицы также могут влиять факторы второго порядка. Турбулентность в текучей среде, имеющей высокую скорость потока, разрушает большие пузырьки и частицы на меньшие, что уменьшает ошибку из-за разделения. Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение пузырьков и уменьшают их тенденцию к объединению. Клапаны могут уменьшить размер пузырьков за счет увеличенной турбулентности, в то время как повороты в трубопроводах могут увеличить размер пузырьков путем принудительного их объединения за счет центробежной силы.

В данной области техники остается потребность в вибрационном измерителе расхода, который обнаруживает проблемные уровни материалов, являющихся увлеченной второй фазой. В данной области техники остается потребность в вибрационном измерителе расхода, который может точно измерить характеристики потока в присутствии материалов, являющихся увлеченной второй фазой. В данной области техники остается потребность в вибрационном измерителе расхода, который может точно измерить характеристики потока при разных уровнях материалов, являющихся увлеченной второй фазой.

Сущность изобретения

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, предлагается вибрационный измеритель расхода, предназначенный для коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала. Вибрационный измеритель расхода содержит узел измерителя расхода, включающий привод, причем вибрационный измеритель расхода выполнен с возможностью создавать вибрационную реакцию для протекающего материала. Вибрационный измеритель расхода дополнительно содержит измерительную электронику, соединенную с узлом измерителя расхода и принимающую вибрационную реакцию. Измерительная электроника выполнена с возможностью создавать измеренную плотность двухфазного потока, используя вибрационную реакцию, определять расчетную мощность привода, потребляемую приводом, входящим в состав узла измерителя расхода, и вычислять коэффициент компенсации плотности с использованием плотности жидкости, являющейся жидким компонентом двухфазного потока, плотности увлеченной фазы, являющейся увлеченным компонентом, измеренной плотности двухфазного потока и расчетной мощности привода.

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, предлагается способ коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала в вибрационном измерителе расхода. Способ содержит создание измеренной плотности двухфазного потока, определение расчетной мощности привода, потребляемой приводом, входящим в состав узла измерителя расхода, и вычисление коэффициента компенсации плотности с использованием плотности жидкости, являющейся жидким компонентом двухфазного потока, плотности увлеченной фазы, являющейся увлеченным компонентом, измеренной плотности двухфазного потока и расчетной мощности привода.

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, предлагается способ коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала в вибрационном измерителе расхода. Способ содержит создание измеренной плотности двухфазного потока, определение расчетной мощности привода, потребляемой приводом, входящим в состав узла измерителя расхода, вычисление коэффициента компенсации плотности с использованием плотности жидкости, являющейся жидким компонентом двухфазного потока, плотности увлеченной фазы, являющейся увлеченным компонентом, измеренной плотности двухфазного потока и расчетной мощности привода, и добавление коэффициента компенсации плотности к измеренной плотности двухфазного потока, чтобы получить компенсированную плотность двухфазного потока. Способ дополнительно содержит определение предполагаемой мощности привода с использованием плотности жидкого компонента, плотности увлеченного компонента, компенсированной плотности двухфазного потока и показателя мощности вибрационного измерителя расхода. Способ дополнительно содержит определение точности измерений потока, выполняемых вибрационным измерителем расхода, на основе разницы между предполагаемой мощностью привода и расчетной мощностью привода.

Отличительные особенности изобретения

Согласно одной из отличительных особенностей вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника выполнена с возможностью умножать напряжение привода на ток привода, чтобы определить расчетную мощность привода.

Согласно другой отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника выполнена с возможностью умножать напряжение датчика помех на ток привода, чтобы определить расчетную мощность привода.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника выполнена с возможностью решать уравнение чтобы определить расчетную мощность привода, где K - постоянная пропорциональности, I_d - измеренный ток привода, I₀ - ток привода для доли с нулевым объемом, Е_PO - напряжение датчика для измерения механических перемещений, и E_t - плановое напряжение датчика для измерения механических перемещений.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, вычисление коэффициента компенсации плотности содержит решение уравнения причем ρ_l - плотность жидкости, ρ_uut - указанная плотность, ρ_е - плотность увлеченной фазы, P_computed - расчетная мощность привода, а члены Сl и С2 содержат заранее определенные постоянные, зависящие от измерителя.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника дополнительно выполнена с возможностью добавлять коэффициент компенсации плотности к измеренной плотности двухфазного потока, чтобы предоставить компенсированную плотность двухфазного потока.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника дополнительно выполнена с возможностью добавлять коэффициент компенсации плотности к измеренной плотности двухфазного потока, чтобы предоставить компенсированную плотность двухфазного потока, определять предполагаемую мощность привода с использованием плотности жидкости, плотности увлеченной фазы, компенсированной плотности двухфазного потока и показателя мощности вибрационного измерителя расхода, а также определять точность измерений потока, выполненных вибрационным измерителем расхода, на основе разницы между значением предполагаемой мощности привода и расчетной мощностью привода.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, измерительная электроника дополнительно выполнена с возможностью решать уравнение , где ρ_comp - компенсированная плотность двухфазного потока, чтобы получить компенсированную объемную долю для двухфазного потока.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода отличается от предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное отклонение.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный уровень увлеченной фазы и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный размер пузырьков газа и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный уровень твердой увлеченной фазы и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит уточнение компенсированной плотности двухфазного потока, если расчетная мощность привода меньше предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное нижнее предельное значение или если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение.

Согласно следующей отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, уточнение компенсированной плотности двухфазного потока содержит уменьшение коэффициента компенсации плотности на величину, пропорциональную разнице между расчетной мощностью привода и заранее определенным нижним предельным значением.

Согласно еще одной отличительной особенности вибрационного измерителя расхода, определение точности дополнительно содержит сравнение предполагаемой мощности привода с расчетной мощностью привода, создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, и уточнение компенсированной плотности двухфазного потока путем уменьшения коэффициента компенсации плотности на величину, пропорциональную разнице между расчетной мощностью привода и заранее определенным нижним предельным значением, если расчетная мощность привода меньше предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное нижнее предельное значение.

Согласно одной из отличительных особенностей способа, определение расчетной мощности привода содержит умножение напряжения привода на ток привода.

Согласно другой отличительной особенности способа, определение расчетной мощности привода содержит умножение напряжения датчика для измерения механических перемещений на ток привода.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, определение расчетной мощности привода содержит решение уравнения

где K - постоянная пропорциональности, I_d - измеренный ток привода, I₀ - ток привода для доли с нулевым объемом, Е_PO - напряжение датчика для измерения механических перемещений, и E_t - плановое напряжение датчика для измерения механических перемещений.

Согласно следующей отличительной особенности способа, вычисление коэффициента компенсации плотности содержит решение уравнения причем ρ_l - плотность жидкости, ρ_uut - указанная плотность, ρ_е - плотность увлеченной фазы, P_computed - расчетная мощность привода, а элементы С1 и С2 содержат заранее определенные постоянные, зависящие от измерителя.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, способ дополнительно содержит добавление коэффициента компенсации плотности к измеренной плотности двухфазного потока, чтобы предоставить компенсированную плотность двухфазного потока.

Согласно следующей отличительной особенности способа, способ дополнительно содержит добавление коэффициента компенсации плотности к измеренной плотности двухфазного потока, чтобы предоставить компенсированную плотность двухфазного потока, определять предполагаемую мощность привода с использованием плотности жидкости, плотности увлеченной фазы, компенсированной плотности двухфазного потока и показателя мощности вибрационного измерителя расхода, а также определять точность измерений потока, выполненных вибрационным измерителем расхода, на основе разницы между значением предполагаемой мощности привода и вычисленной мощностью привода.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, способ дополнительно содержит решение уравнения , где ρ_comp - компенсированная плотность двухфазного потока, чтобы получить компенсированную объемную долю для двухфазного потока.

Согласно следующей отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода отличается от предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное отклонение.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный уровень увлеченной фазы и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно следующей отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный размер пузырьков газа и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, указывая на чрезмерный уровень твердой увлеченной фазы и дополнительно указывая на необходимость изменения условий потока в вибрационном измерителе расхода.

Согласно следующей отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит уточнение компенсированной плотности двухфазного потока, если расчетная мощность привода меньше предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное нижнее предельное значение или если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение.

Согласно следующей отличительной особенности способа, уточнение компенсированной плотности двухфазного потока содержит уменьшение коэффициента компенсации плотности на величину, пропорциональную разнице между расчетной мощностью привода и заранее определенным нижним предельным значением.

Согласно еще одной отличительной особенности способа, определение точности дополнительно содержит сравнение предполагаемой мощности привода с расчетной мощностью привода, создание тревожного сообщения, если расчетная мощность привода превышает предполагаемую мощность привода более чем на заранее определенное верхнее предельное значение, и уточнение компенсированной плотности двухфазного потока путем уменьшения коэффициента компенсации плотности на величину, пропорциональную разнице между расчетной мощностью привода и заранее определенным нижним предельным значением, если расчетная мощность привода меньше предполагаемой мощности привода более чем на заранее определенное нижнее предельное значение.

Описание чертежей

На фиг.1 показан вибрационный измеритель расхода, предназначенный для коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На фиг.2 показана измерительная электроника вибрационного измерителя расхода, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой блок-схему способа коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала в вибрационном измерителе расхода, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой блок-схему способа коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала в вибрационном измерителе расхода, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой график зависимости мощности привода от объемной доли газа, полученный экспериментальным путем для множества параметров текучей среды и в диапазоне объемных долей.

Фиг.6 представляет собой график зависимости расчетной мощности привода и предполагаемой мощности привода от объемной доли увлеченной фазы.

Фиг.7 представляет собой график зависимости расчетной мощности привода и предполагаемой мощности привода, аналогичный фиг.6, за исключением того, что расчетная мощность привода показана имеющей меньшее значение по сравнению с предполагаемой мощностью привода.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации

Фиг.1-7 и приведенное далее описание иллюстрируют конкретные примеры с целью научить специалистов в данной области техники тому, как реализовать и использовать лучший вариант реализации настоящего изобретения. В целях обучения новаторским принципам некоторые обычные аспекты упрощены или опущены. Специалистам в данной области техники будут очевидны модификации этих примеров, которые не выходят за пределы объема настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что описанные ниже особенности могут быть объединены различными путями, чтобы получить множество модификаций настоящего изобретения. Как результат, настоящее изобретение не ограничивается описанными ниже конкретными примерами, но только пунктами приложенной формулы изобретения и их эквивалентами.

На фиг.1 показан вибрационный измеритель 5 расхода, предназначенный для коррекции для увлеченной фазы в двухфазном потоке протекающего материала, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. Увлеченная фаза может содержать увлеченный газ. Увлеченная фаза может содержать погруженное твердое вещество. Приведенное ниже обсуждение сконцентрировано на увлеченном газе. Однако это обсуждение также применимо для погруженных твердых веществ.

Вибрационный измеритель 5 расхода содержит узел 10 измерителя расхода и измерительную электронику 20. Измерительная электроника 20 соединена с узлом 10 измерителя посредством выводов 100 и выполнена с возможностью предоставлять измерения одного или более из следующего: плотности, массового расхода, объемного расхода, обобщенного массового расхода, температуры и другой информации, по линии 26 связи. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение можно использовать в измерителе расхода Кориолиса, относящемся к любому типу, вне зависимости от числа приводов, датчиков для измерения механических перемещений, каналов потока или рабочих режимов вибрации. В дополнение к этому необходимо понимать, что вибрационный измеритель 5 расхода может в качестве альтернативы содержать вибрационный плотномер.

Узел 10 измерителя расхода включает пару фланцев 101 и 101', коллекторы 102 и 102', привод 104, датчики 105 и 105' для измерения механических перемещений, а также каналы 103А и 103В потока.

Фланцы 101 и 101' прикреплены к коллекторам 102 и 102'. Коллекторы 102 и 102' могут быть прикреплены к противоположным концам промежуточного элемента 106. Промежуточный элемент 106 поддерживает расстояние между коллекторами 102 и 102', чтобы предотвратить передачу сил с трубопровода на каналы 103А и 103В потока. Когда узел 10 измерителя расхода вставлен в трубопровод (не показан), который транспортирует протекающий материал, характеристики которого измеряются, протекающий материал поступает в узел 10 измерителя расхода через фланец 101, проходит через впускной коллектор 102, где все количество протекающего материала направляется на вход в каналы 103А и 103В потока, протекает через каналы 103А и 103В потока и обратно в выпускной коллектор 102', где он покидает узел 10 измерителя через фланец 101'.

Каналы 103А и 103В выбирают и подходящим образом присоединяют к впускному коллектору 102 и выпускному коллектору 102' так, чтобы имелись фактически одни и те же распределение масс, моменты инерции и модули упругости применительно к осям W-W и W'-W' соответственно. Каналы 103А и 103В потока проходят в направлении от коллекторов 102 и 102', по существу, параллельно.

Каналы 103А и 103В потока приводят в действие при помощи привода 104 в противоположных направлениях относительно соответствующих осей изгиба W и W' и в таком режиме, который называется "первым режимом изгиба вне фазы" вибрационного измерителя 5 расхода. Привод 104 может иметь одну из множества хорошо известных конструкций, например представлять собой магнит, установленный на канале 103А потока, и расположенную напротив катушку, установленную на канале 103В потока. Через расположенную напротив катушку пропускают переменный ток, чтобы вызвать колебание обоих каналов. Подходящий сигнал привода подают при помощи измерительной электроники 20 в привод 104 через вывод 110.

Измерительная электроника 20 принимает сигналы датчиков по выводам 111 и 111' соответственно. Измерительная электроника 20 создает сигнал привода на выводе 110, который заставляет привод 104 создавать колебания каналов 103А и 103В потока. Измерительная электроника 20 обрабатывает левый и правый сигналы скорости от датчиков 105 и 105' для измерения механических перемещений, чтобы рассчитать массовый расход. Линия 26 связи обеспечивает средство ввода/вывода, которое позволяет измерительной электронике 20 взаимодействовать с оператором или другими электронными системами. Описание для фиг.1 приведено просто как пример работы измерителя расхода Кориолиса и не подразумевает ограничения в идее настоящего изобретения.

Узел 10 измерителя расхода выполнен с возможностью создавать вибрационную реакцию для протекающего материала. Измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать вибрационную реакцию, чтобы создать одно или более измерений потока для протекающего материала, включая двухфазный поток. Двухфазный поток может включать увлеченный газ (включая увлеченный воздух) или увлеченные твердые вещества. Вибрационный измеритель 5 расхода выполнен с возможностью выполнения коррекции для увлеченного газа и твердых веществ, чтобы получить надежные и точные измерения потока несмотря на увлеченную потоком фазу. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения измерительная электроника 20 может принимать и обрабатывать вибрационную реакцию, чтобы создать тревожное сообщение, если уровень увлеченной фазы в узле 10 измерителя расхода превышает заранее определенное предельное значение (см. фиг.4 и связанное с ней обсуждение). Тревожное сообщение может указывать на чрезмерный уровень увлеченной фазы. Тревожное сообщение может указывать на чрезмерный размер пузырьков, например, если размер пузырьков превысит заранее определенный предельный размер, либо объем газа. Тревожное сообщение может указывать на чрезмерный размер частиц или объем твердого вещества. Таким образом, тревожное сообщение может указывать на то, что одно или более измерений потока превысили заранее определенное отклонение для измерений. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения измерительная электроника 20 может уточнить коррекцию, если результирующее измерение (измерения) потока является недостаточно точным.

Одна общая проблема при создании одного или более измерений потока возникает, когда в протекающем материале находится увлеченный воздух (или любой газ). Увлеченный воздух может присутствовать в качестве пузырьков различного размера. Когда пузырьки относительно малы, они оказывают пренебрежимо малый эффект на измерения потока. Однако при увеличении размера пузырьков также увеличивается ошибка в измерениях потока.

Измерительная электроника 20, соответствующая некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, обеспечивает улучшенное измерение потока. Измерение потока улучшается при присутствии в протекающем материале увлеченной фазы. Измерение потока улучшается при присутствии в протекающем материале погруженных пузырьков воздуха. Измерение потока улучшается при присутствии в протекающем материале увлеченного твердого вещества. Например, измерительная электроника 20 может обеспечивать улучшенное измерение плотности протекающего материала. Измерительная электроника 20 может дополнительно предоставлять объемную долю увлеченной фазы и/или другие измерения расхода для протекающего материала. Как результат, вибрационный измеритель 5 расхода может содержать вибрационный плотномер и/или измеритель расхода Кориолиса. Могут быть получены и другие дополнительные измерения потока, и они не выходят за пределы объема данного описания и пунктов приложенной формулы настоящего изобретения.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения расходомерные трубки 103А и 103В, как показано, выполнены фактически U-образной формы. В качестве альтернативы, в других вариантах реализации настоящего изобретения расходомерные трубки могут быть выполнены фактически прямыми. Однако также можно использовать и другие формы, которые не выходят за пределы данного описания и пунктов приложенной формулы настоящего изобретения.

Измерительная электроника 20 в одном из вариантов реализации настоящего изобретения выполнена с возможностью создания вибрации в расходомерных трубках 103А и 103В. Вибрация реализуется приводом 104. Далее измерительная электроника 20 принимает возникающие в результате вибрационные сигналы от датчиков 105 и 105' для измерения механического перемещения. Вибрационные сигналы содержат вибрационную реакцию расходомерных трубок 103А и 103В. Измерительная электроника 20 обрабатывает вибрационную реакцию и выполняет одно или более измерений потока.

На фиг.2 показана измерительная электроника 20 вибрационного измерителя 5 расхода, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. Измерительная электроника 20 в этом варианте включает интерфейс 201, который может быть соединен с выводами 100 (и, по желанию, также с линией связи 26). Измерительная электроника 20 далее включает систему 203 обработки. Система 203 обработки может относиться к любому типу, включая обычный процессор или процессор специального назначения, схемное решение и т.д. Система 203 обработки принимает сигналы от узла 10 измерителя расхода и обрабатывает эти сигналы, например вибрационную реакцию от датчиков 105 и 105' для измерения механического перемещения. Система 203 обработки дополнительно может создавать и передавать сигналы в узел 10 измерителя расхода, например сигн