Способ и устройство для измерения параметра флюида в вибрационном измерителе

Способ и устройство для измерения параметра флюида в вибрационном измерителе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к расходомеру и, более конкретно, к способу и устройству для измерения параметра флюида в вибрационном расходомере.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Расходомеры используются для измерения массового расхода, плотности и других параметров текучих материалов. Текучий материал может содержать жидкость, газ, твердые частицы, взвешенные в жидкостях или газе, или любую их комбинацию. Вибрационные расходомеры, такие как массовые расходомеры Кориолиса и вибрационные денситометры, обычно действуют посредством регистрации смещения колеблющегося трубопровода, который содержит текучий материал. Свойства, связанные с материалом в трубопроводе, такие как массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены в результате обработки измерительных сигналов, принимаемых от преобразователей перемещения, связанных с трубопроводом. Колебательные моды заполненной материалом вибрирующей системы обычно зависят от суммарной массы, жесткости и параметров демпфирования заполняемого трубопровода и содержащегося в нем материала.

Типичный массовый расходомер Кориолиса включает в себя один или несколько трубопроводов, которые соединяются в линейную поточную магистраль или другую транспортную систему и транспортируют в системе материал, например, флюиды, шламы и т.п. Каждый трубопровод можно рассматривать как систему, имеющую ряд собственных колебательных мод, включая, например, простые изгибные, крутильные, радиальные и связанные моды. В типичном применении массового расходомера Кориолиса, трубопровод возбуждается на одной или нескольких колебательных модах, когда материал течет через трубопровод, и смещение трубопровода измеряется в точках, разнесенных вдоль трубопровода. Возбуждение обычно обеспечивается приводом, например, электромеханическим устройством, таким как привод типа звуковой катушки, который периодически возмущает трубопровод. Массовый расход может быть определен по измерению временной задержки или по разности фаз между смещениями в местоположениях датчиков. Плотность текущего материала может быть определена по частоте колебательного отклика расходомера. Два таких датчика (или измерительных датчика) обычно используются для измерения колебательного отклика трубопровода или трубопроводов и обычно располагаются в положениях сверху и снизу по течению относительно привода. Два измерительных датчика соединяются с электронной измерительной электроникой с помощью кабеля, например, с помощью двух независимых пар проводов. Измерительная электроника принимает сигналы от двух измерительных датчиков и обрабатывает сигналы, чтобы получить измерение массового расхода.

Один из потенциальных источников ошибки в вибрационных расходомерах обусловлен сжимаемостью, что известно также как эффекты скорости звука. Эти ошибки обычно увеличиваются с увеличением частоты колебаний трубки, и, поэтому, ошибки часто возникают при работе на высоких частотах. Было разработано множество моделей, чтобы охарактеризовать эффекты скорости звука в вибрационном расходомере. Например, эффекты ошибок и при измерениях плотности, и при измерениях массового расхода были рассмотрены в работе Hemp J. и Kutin J., Теория ошибок в показаниях расходомера Кориолиса вследствие сжимаемости измеряемого флюида, Flow Measurement and Instrumentation, 17:359-369 (2006), в виде:

где: ω - угловая частота колебаний, d - внутренний диаметр расходомерной трубки, c - скорость звука обрабатываемого флюида.

Поэтому, если скорость звука в обрабатываемом флюиде известна, ошибка в измеренной плотности и массовом расходе может быть определена и скорректирована. Решения в технике предшествующего уровня обычно относились к ситуации, когда обрабатываемый флюид содержал смесь, имеющую две фазы, или более, причем скорость звука отдельных фаз известна. Например, патентная заявка PCT/US07/74711, переуступленная настоящему претенденту и включенная здесь посредством ссылки, раскрывает способ для определения скорости звука многофазной протекающей смеси, исходя из известной скорости звука компонентов. Следует понимать, что вышеупомянутые уравнения, также как и уравнения, предоставленные в вышеупомянутой патентной заявке PCT, представляют собой просто примеры модели эффектов VOS в колеблющейся трубе. Известны и другие модели, и они находятся в рамках описания и формулы. Конкретный, приведенный выше пример и другие используемые примеры не должны ограничивать объем притязаний настоящего изобретения.

При многих обстоятельствах, например, если газообразная смесь имеет неизвестный состав, скорость звука может быть не известна. Кроме того, даже если состав известен, скорость звука для соответствующих компонентов может быть неизвестной. В других решениях техники предшествующего уровня использовались дополнительные датчики, например, акустические датчики для измерения скорости звука. Этот подход является не только более затратным, но может быть и непрактичным во многих ситуациях из-за пространственных ограничений и высокой стоимости.

Поэтому, в данной области техники имеется потребность в способе получения значения скорости звука, основанного исключительно на измерениях, полученных от вибрационного измерителя. Кроме того, в данной области техники имеется потребность в измерении скорости звука однофазного флюида, когда компоненты неизвестны. Настоящее изобретение разрешает эту и другие проблемы и достигает прогресса в данной области техники.

В соответствии с аспектом изобретения способ для расчета параметра флюида, текущего через, по меньшей мере, первый вибрационный расходомер, содержит этапы:

возбуждения колебаний расходомера на одной или нескольких частотах;

приема колебательного отклика;

получения первого свойства флюида;

получения, по меньшей мере, второго свойства флюида; и

расчета параметра флюида, исходя из первого свойства флюида и, по меньшей мере, второго свойства флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход.

Предпочтительно, этап возбуждения колебаний вибрационного расходомера содержит этапы:

возбуждения колебаний вибрационного расходомера на первой частоте; и

дополнительного возбуждения колебаний вибрационного расходомера, по меньшей мере, на второй частоте с, по меньшей мере, второй частотой, отличающейся от первой частоты.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап разделения колебательного отклика на первую частотную компоненту колебательного отклика и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту колебательного отклика.

Предпочтительно, первое свойство флюида основано на первой частотной компоненте колебательного отклика, и, по меньшей мере, второе свойство флюида основано на, по меньшей мере, второй частотной компоненте колебательного отклика.

Предпочтительно, этап возбуждения колебаний вибрационного расходомера содержит этапы:

возбуждения колебаний вибрационного расходомера на первой частоте; и

разделения колебательного отклика на первую частотную компоненту и, по меньшей мере, на вторую частотную компоненту, причем первая частотная компонента и, по меньшей мере, вторая частотная компонента создаются колебанием на первой частоте.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы:

возбуждения колебаний, по меньшей мере, второго вибрационного расходомера;

получения первого свойства флюида от первого вибрационного расходомера; и

получения, по меньшей мере, второго свойства флюида от, по меньшей мере, второго вибрационного расходомера.

Предпочтительно, этапы возбуждения колебаний первого расходомера и, по меньшей мере, второго расходомера содержат этапы:

возбуждения колебаний первого расходомера на первой частоте; и

возбуждения колебаний, по меньшей мере, второго расходомера на, по меньшей мере, второй частоте с, по меньшей мере, второй частотой, отличающейся от первой частоты.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, и причем первое измерение плотности производится по известной плотности флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности и дополнительно содержат этапы:

сравнения первого измерения плотности с ожидаемым измерением плотности; и

если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности меньше порогового значения, определения того, что первое измерение плотности содержит фактическую плотность флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход и дополнительно содержат этапы:

сравнения первого массового расхода с ожидаемым массовым расходом; и

если различие между первым массовым расходом и ожидаемым массовым расходом меньше порогового значения, определения того, что первый массовый расход содержит фактический массовый расход.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности и дополнительно содержат этапы:

сравнения первого измерения плотности с ожидаемой плотностью; и

если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности превышает пороговое значение, расчета фактической плотности и скорости звука флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход и дополнительно содержат этапы:

сравнения первого массового расхода с ожидаемым массовым расходом; и

если различие между первым массовым расходом и ожидаемым массовым расходом превышает пороговое значение, расчета фактического массового расхода и скорости звука флюида.

Предпочтительно, параметр флюида содержит плотность.

Предпочтительно, параметр флюида содержит массовый расход.

Предпочтительно, параметр флюида содержит скорость звука флюида.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап вычисления ошибки плотности, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап коррекции плотности, исходя из рассчитанной ошибки плотности.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап вычисления ошибки массового расхода, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап коррекции массового расхода, исходя из рассчитанной ошибки массового расхода.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы сравнения рассчитанной скорости звука с ожидаемой скоростью звука и определения состояния ошибки, если различие между рассчитанной скоростью звука и ожидаемой скоростью звука превышает пороговое значение.

В соответствии с другим объектом изобретения вибрационный расходомер для расчета параметра протекающего флюида содержит измерительную сборку, включающую в себя вибродатчики и электронное измерительное устройство, связанное с вибродатчиками, с вибрационным расходомером, отличающимся тем, что:

электронное измерительное устройство сконфигурировано для:

приема колебательного отклика от вибродатчиков;

получения первого свойства флюида;

получения, по меньшей мере, второго свойства флюида; и

расчета параметра флюида, исходя из первого свойства флюида и, по меньшей мере, второго свойства флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход.

Предпочтительно, первое свойство флюида основано на первой частотной компоненте колебательного отклика, и, по меньшей мере, второе свойство флюида основано на, по меньшей мере, второй частотной компоненте колебательного отклика.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы возбудить колебания вибрационного расходомера на первой частоте и, по меньшей мере, на второй частоте с, по меньшей мере, второй частотой, отличающейся от первой частоты.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы разделить колебательный отклик на первую частотную компоненту и, по меньшей мере, на вторую частотную компоненту.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы возбудить колебания расходомера на первой частоте и разделить колебательный отклик на первую частотную компоненту и, по меньшей мере, на вторую частотную компоненту, причем первая частотная компонента и, по меньшей мере, вторая частотная компонента создаются колебанием на первой частоте.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, причем первое измерение плотности производится по известной плотности флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, с электронным измерительным устройством, дополнительно сконфигурированным так, чтобы сравнить первое измерение плотности с ожидаемой плотностью и, если различие между первым измерением плотности и ожидаемой плотностью меньше порогового значения, определить, что первое измерение плотности содержит фактическую плотность.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход, с электронным измерительным устройством, дополнительно сконфигурированным так, чтобы сравнить первый массовый расход с ожидаемым массовым расходом и, если различие между первым массовым расходом и ожидаемым массовым расходом меньше порогового значения, определить, что первый массовый расход содержит фактический массовый расход.

Предпочтительно, параметр флюида содержит плотность.

Предпочтительно, параметр флюида содержит массовый расход.

Предпочтительно, параметр флюида содержит скорость звука флюида.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы вычислить ошибку плотности, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы скорректировать плотность, исходя из ошибки плотности.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы вычислить ошибку массового расхода, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы скорректировать массовый расход, исходя из ошибки массового расхода.

Предпочтительно, электронное измерительное устройство дополнительно сконфигурировано так, чтобы сравнить рассчитанную скорость звука с ожидаемой скоростью звука и определить ошибку, если различие между рассчитанной скоростью звука и ожидаемой скоростью звука превышает пороговое значение.

В соответствии с другим аспектом изобретения система вибрационного расходомера для расчета параметра текущего флюида содержит первый расходомер и, по меньшей мере, второй расходомер, и систему обработки, связанную с первым расходомером и, по меньшей мере, вторым расходомером, с системой вибрационного расходомера, отличающейся тем, что:

система обработки сконфигурирована для:

приема первого колебательного отклика от первого расходомера и приема, по меньшей мере, второго колебательного отклика от, по меньшей мере, второго расходомера;

получения первого свойства флюида, исходя из первого колебательного отклика;

получения, по меньшей мере, второго свойства флюида, исходя из, по меньшей мере, второго колебательного отклика; и

расчета параметра флюида, исходя из первого свойства флюида и, по меньшей мере, второго свойства флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы возбудить колебания первого расходомера на первой частоте и возбудить колебания, по меньшей мере, второго расходомера на, по меньшей мере, второй частоте с, по меньшей мере, второй частотой, отличающейся от первой частоты.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, и причем первое измерение плотности производится по известной плотности флюида.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, с системой обработки, дополнительно сконфигурированной для:

сравнения первого измерения плотности с ожидаемым измерением плотности; и

определения того, что первое измерение плотности содержит фактическую плотность флюида, если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности меньше порогового значения.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первое измерение плотности и, по меньшей мере, второе измерение плотности, с системой обработки, дополнительно сконфигурированной для:

сравнения первого измерения плотности с ожидаемой плотностью; и

расчета фактической плотности и скорости звука флюида, если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности превышает пороговое значение.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход, с системой обработки, дополнительно сконфигурированной для:

сравнения первого массового расхода с ожидаемым массовым расходом; и

определения того, что первый массовый расход содержит фактический массовый расход, если различие между первым массовым расходом и ожидаемым массовым расходом меньше порогового значения.

Предпочтительно, первое свойство флюида и, по меньшей мере, второе свойство флюида содержат первый массовый расход и, по меньшей мере, второй массовый расход, с системой обработки, дополнительно сконфигурированной для:

сравнения первого массового расхода с ожидаемым массовым расходом; и

расчета фактического массового расхода и скорости звука флюида, если различие между первым массовым расходом и ожидаемым массовым расходом превышает пороговое значение.

Предпочтительно, параметр флюида содержит плотность.

Предпочтительно, параметр флюида содержит массовый расход.

Предпочтительно, параметр флюида содержит скорость звука.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы вычислять ошибку плотности, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы скорректировать плотность, исходя из рассчитанной ошибки плотности.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы вычислить ошибку массового расхода, исходя из рассчитанной скорости звука.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы скорректировать массовый расход, исходя из рассчитанной ошибки массового расхода.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы сравнить рассчитанную скорость звука с ожидаемой скоростью звука и определить ошибку, если различие между рассчитанной скоростью звука и ожидаемой скоростью звука превышает пороговое значение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 изображает вибрационный измеритель, содержащий сборку расходомера и электронное измерительное устройство.

Фиг.2 - блок-схема последовательности операций способа для расчета скорости звука в потоке флюида в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.3 - схема для получения первой частоты и, по меньшей мере, второй частоты в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.4 - детали участка блоков преобразования Гильберта в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.5 - блок-схема блока анализа в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.6 - схема для получения первой частоты и, по меньшей мере, второй частоты в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.7 - система вибрационного расходомера для расчета скорости звука в потоке флюида в соответствии с вариантом реализации изобретения.

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа для расчета скорости звука в потоке флюида в соответствии с вариантом реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чертежи на фиг.1-8 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры, поясняющие специалистам в данной области техники, как реализовать и использовать наилучший вариант изобретения. С целью пояснения принципов изобретения некоторые обычные объекты были упрощены или опущены. Специалистам в данной области техники будут очевидны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения. Специалистам в данной области техники должны быть очевидны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что описанные ниже признаки могут быть объединены различным образом, формируя множественные вариации изобретения. Таким образом, изобретение не ограничивается описанными ниже конкретными примерами, но ограничивается только в соответствии с формулой и ее эквивалентами.

На фиг.1 показан вибрационный измеритель 5, содержащий сборку 10 расходомера и электронное измерительное устройство 20. Измерительная электроника 20 соединена с измерительной сборкой 10 посредством кабелей 100 и сконфигурирована так, чтобы обеспечить измерения одного или нескольких из следующих параметров флюида: плотности, массового расхода, объемного расхода, общего массового расхода, температуры, скорости звука, вязкости, фазового состава и другой информации по каналу 26 связи. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение может быть использовано для любого типа расходомера Кориолиса, независимо от числа приводов, измерительных датчиков, трубопроводов или типа используемой колебательной моды. Кроме того, следует понимать, что расходомер 5 может альтернативно содержать вибрационный расходомер, в котором отсутствует возможность измерения массового расхода расходомера Кориолиса, например, вибрационный денситометр.

Сборка 10 расходомера включает в себя пару фланцев 101 и 101', манифольды 102 и 102', вибродатчики, включающие в себя привод 104 и измерительные датчики 105 и 105', и расходомерные трубки 103A и 103B. Привод 104 и измерительные датчики 105 и 105' присоединены к трубкам 103A и 103B.

Фланцы 101 и 101' прикреплены к манифольдам 102 и 102'. Манифольды 102 и 102' могут быть прикреплены к противоположным концам проставки 106. Проставка 106 поддерживает интервал между манифольдами 102 и 102', чтобы предотвратить нежелательные колебания в расходомерных трубках 103A и 103B. Когда сборка 10 расходомера вставляется в трубопроводную систему (не показана), которая переносит измеряемый протекающий материал, протекающий материал входит в сборку 10 расходомера через фланец 101, проходит через входной манифольд 102, где весь протекающий материал направляется на вход расходомерных трубок 103A и 103B, протекает через трубки 103A и 103B и назад, в выходной манифольд 102', где он выходит из измерительной сборки 10 через фланец 101'.

Расходомерные трубки 103A и 103B выбираются и соответственно монтируются на входном манифольде 102 и на выходном манифольде 102' так, чтобы иметь по существу одинаковое массовое распределение, моменты инерции и упругие модули вокруг изгибных осей W-W и W'-W', соответственно. Расходомерные трубки 103A и 103B вытянуты наружу от манифольдов 102 и 102' по существу параллельным образом.

Расходомерные трубки 103A и 103B возбуждаются приводом 104 в противоположных направлениях вокруг соответственных изгибных осей W и W', на которых проявляется первая несинфазная изгибная мода расходомера 5. Привод 104 может содержать одно из многих известных устройств, например, магнит, установленный на трубке 103A, и противостоящую катушку, установленную на расходомерной трубке 103B. Через противостоящую катушку проходит переменный ток, заставляя оба трубопровода колебаться. Соответствующий возбуждающий сигнал подается электронным измерительным устройством 20 на привод 104 через соединительный кабель 110.

Электронное измерительное устройство 20 может вырабатывать приводной сигнал заданной частоты. Электронное измерительное устройство 20 может вырабатывать приводной сигнал на различных частотах, включая множественные перекрывающиеся частоты.

Электронное измерительное устройство 20 принимает сигналы датчика по соединительным кабелям 111 и 111', соответственно. Электронное измерительное устройство 20 производит приводной сигнал на соединительном кабеле 110, который посредством привода 104 заставляет колебаться расходомерные трубки 103A и 103B. Электронное измерительное устройство 20 обрабатывает сигналы левой и правой скорости от измерительных датчиков 105 и 105', чтобы рассчитать массовый расход. В некоторых вариантах реализации электронное измерительное устройство 20 может обрабатывать сигналы, принятые от привода 104, для расчета массового расхода. Канал связи 26 предоставляет входное и выходное средство, которое позволяет соединять электронное измерительное устройство 20 с оператором или с другими электронными системами. Описание фиг.1 предоставляется исключительно как пример работы расходомера Кориолиса и не является ограничением принципов настоящего изобретения.

Преимущественно, имеющиеся низкочастотные вибрационные расходомеры могут точно измерить плотность, когда негативные эффекты от скорости звука не слишком велики. Поэтому, измеренные с помощью низкочастотных вибрационных расходомеров плотности, как общеизвестно в данной области техники, обычно считаются как имеющие точные значения. И наоборот, имеются высокочастотные измерители, которые точно измеряют частоту колебаний измерителя, но характеризуются дополнительными ошибками, вызванными эффектами скорости звука при измерениях плотности. Эти две характеристики преимущественно используются для точного и надежного определения плотности и других характеристик потока.

На фиг.2 показана блок-схема 200 последовательности операций способа для расчета параметра флюида в соответствии с вариантом реализации изобретения. Параметр флюида может содержать, но без ограничения, скорость звука, массовый расход или плотность. Нижеприведенное рассмотрение часто относится к параметру флюида, как содержащему скорость звука. Следует отметить, что это представляет собой просто один пример, и настоящее изобретение не ограничивается рассмотренными конкретными вариантами реализации. На этапе 201 в сборке расходомера вибрационного расходомера возбуждаются колебания. Только единственный вибрационный расходомер необходим для этого варианта реализации изобретения. Колебания сборки расходомера могут быть возбуждены на одной или нескольких частотах.

В одном варианте реализации изобретения сборка расходомера колеблется на единственной приводной частоте. Единственная приводная частота может создать колебательный отклик, включающий в себя первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту, поскольку колебание измерительной сборки на единственной приводной частоте может вызвать множественные компоненты частотного отклика. Например, шум, созданный потоком через расходомер, обычно приводит к колебаниям в сборке расходомера, по меньшей мере, на второй частоте. По меньшей мере, вторая частота обычно будет частотой, отличной от приводной частоты. Эта, по меньшей мере, вторая частотная компонента колебательного отклика обычно намного меньше по амплитуде, чем первая частотная компонента. Однако, по меньшей мере, вторая частотная компонента может быть усилена и обработана. Первый колебательный частотный отклик и, по меньшей мере, второй колебательный частотный отклик могут впоследствии быть обработаны в соответствии с нижеприведенными этапами.

В другом варианте реализации сборка расходомера единственного расходомера колеблется на первой приводной частоте и также колеблется на, по меньшей мере, второй приводной частоте. По меньшей мере, вторая приводная частота отличается от первой приводной частоты. В соответствии с вариантом реализации изобретения первая приводная частота содержит низкую частоту, и, по меньшей мере, вторая приводная частота содержит более высокую приводную частоту. Следует понимать, что единственный вибрационный расходомер может требовать калибровки и для первой приводной частоты и, по меньшей мере, для второй приводной частоты. Единственный вибрационный расходомер может быть откалиброван, используя и воздух, и воду, например. Первая и вторая приводные частоты создают колебательный отклик, содержащий первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту. Следует отметить, что чем больше используется приводных частот, тем больше получается колебательных откликов. Поэтому, в некоторых вариантах реализации используются больше двух приводных частот, чтобы увеличить точность рассчитываемого параметра флюида.

В другом варианте реализации изобретения сборка расходомера колеблется на первой приводной частоте и затем на, по меньшей мере, второй приводной частоте. Альтернативно, расходомер может одновременно колебаться и на первой приводной частоте, и на, по меньшей мере, второй приводной частоте. Это может быть достигнуто, если приводной сигнал содержит смесь из этих двух или более частот, например. В результате, колебательный отклик расходомера включает в себя, по меньшей мере, две составляющие частоты.

Во всех вышеупомянутых вариантах реализации колебательный отклик производит единственный вибрационный расходомер. В некоторых вариантах реализации колебательный отклик содержит первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту. Однако следует отметить, что если вибрационный расходомер колеблется только на более высокой приводной частоте, колебательный отклик может содержать только одночастотную компоненту. Колебательный отклик впоследствии может быть обработан в соответствии с приведенными ниже этапами.

На этапе 202 колебательный отклик принимается от единственного вибрационного расходомера. Колебательный отклик может быть принят от измерительных датчиков 105A, 105B или, альтернативно, от привода 104. Колебательный отклик может включать в себя первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту. По меньшей мере, вторая частотная компонента содержит частоту, отличающуюся от первой частотной компоненты. Например, как рассмотрено выше, по меньшей мере, вторая частотная компонента может содержать более высокую частоту, чем первая частотная компонента. Колебательный отклик может быть обработан, чтобы получить первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту. Обработка может содержать разделение колебательного отклика на первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту. Обработка может содержать разделение колебательного отклика на первую частотную компоненту и, по меньшей мере, вторую частотную компоненту, например, с помощью полосовых фильтров.

На этапе 203 получается первое свойство флюида. Первое свойство флюида может содержать плотность, массовый расход, объемный расход, вязкость и т.д. Этот список не исчерпывающий, и специалисты в данной области техники легко распознают дополнительные свойства флюидов, которые могут быть получены. Нижеприведенное рассмотрение относится к первому свойству флюида, содержащему измерение плотности, исключительно ради ясности и никоим образом не должно ограничивать объем притязаний изобретения. В соответствии с вариантом реализации изобретения первое измерение плотности производится с использованием первой частоты, получаемой из первой частотной компоненты. В соответствии с другим вариантом реализации изобретения первое измерение плотности производится по сохраняемому или известному значению плотности. В соответствии с вариантом реализации изобретения предполагается, что первое измерение плотности содержит фактическую плотность текущего материала. Следует понимать, что термин "фактическая" плотность служит для обозначения плотности, которая получилась бы, если бы не было ошибок в скорости звука. Поэтому, хотя используется термин фактическая плотность, рассчитанная фактическая плотность может все же содержать ошибки, вызванные другими переменными, и, поэтому, может отличаться от истинной плотности. Предположение, что первое измерение плотности содержит фактическую плотность, обычно выполняется точно тогда, когда первая частота содержит частоту, достаточно низкую, чтобы эффекты скорости звука, которые создают ошибки в измерениях плотности, были бы относительно малыми и, поэтому, оказывали бы слабое влияние, если таковое все-таки имеется. Однако в некоторых приложениях это может не быть реалистическим предположением. Поэтому, первое измерение плотности может быть сравнено с ожидаемой плотностью, сохраняемой или получаемой из справочной таблицы, например, и может быть отвергнуто, если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности превышает пороговое значение. Альтернативно, если различие между первым измерением плотности и ожидаемым измерением плотности превышает пороговое значение, для расчета скорости звука могут использоваться множественные уравнения, а не единственное уравнение. Более подробно это объясняется ниже. Пороговое значение может быть сохраняемым значением или может быть вводимым пользователем/оператором. Альтернативно, пороговое значение может быть выбрано пользователем/оператором, исходя из требования к точности измерения. Кроме того, ожидаемая плотность может быть сохраняемым значением или может быть введена пользователем/оператором. Альтернативно, ожидаемая плотность может быть основанной на предыдущих измерениях. В других вариантах реализации первое измерение плотности может быть произведено по сохраняемому или известному значению. Иначе говоря, первое измерение плотности необязательно должно быть произведено по первой частотной компоненте.

На этапе 204 получается, по меньшей мере, второе свойство флюида. По меньшей мере, второе свойство флюида может содержать плотность, массовый расход, объемный расход, вязкость и т.д. Этот список не является исчерпывающим, и специалисты в данной области техники легко распознают дополнительные свойства флюидов, которые могут быть получены. По меньшей мере, второе свойство флюида может сод