ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ РАСХОДОМЕРА Российский патент 2015 года по МПК G01F15/06 

ОТЧЕТ О ФЕДЕРАЛЬНО ФИНАНСИРУЕМОМ ИССЛЕДОВАНИИ ИЛИ РАЗВИТИИ

[0001] Не применимо к данному случаю.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] После извлечения углеводородов из почвы, поток текучей среды (например, сырая нефть, природный газ) транспортируется от места к месту по трубопроводам. Здесь, желательно знать с точностью количество текучей среды, протекающей в данном потоке, и требуется повышенная точность при переходе текучей среды другому владельцу или при «откачке продукта потребителю». Однако даже в тех случаях, когда не происходит передача продукта потребителю, точность измерения все же требуется, и в таких ситуациях могут использоваться расходомеры.

[0003] Сверхзвуковые расходомеры представляют собой один тип расходомера, который может использоваться для измерения количества текучей среды, протекающей в трубопроводе. В сверхзвуковом расходомере сверхзвуковые сигналы посылаются вперед и назад сквозь измеряемый поток текучей среды, и на основании различных характеристик сверхзвуковых сигналов может быть вычислен поток текучей среды. Точность сверхзвукового расходомера подвергается различным условиям, которые негативно воздействуют на калибровку и/или функционирование расходомера. Например, скопление загрязнителей в трубопроводе, ограничения потока и/или различия в калибровке по отношению к рабочей среде могут влиять на точность расходомера.

[0004] Соответственно, требуются эффективные методы мониторинга условий, касающихся точности расходомера.

[0005] На Фиг.1А изображен вид в поперечном разрезе расходомера в соответствии с различными вариантами реализации;

[0006] На Фиг.1 В изображен вид сбоку расходомера в соответствии с различными вариантами реализации;

[0007] На Фиг.1С изображен вид сверху расходомера в соответствии с различными вариантами реализации;

[0008] На Фиг.2 изображена блок-схема системы, заключающей в себе проверку расходомера в соответствии с различными вариантами реализации;

[0009] На Фиг.3 изображена блок-схема устройства пользовательского интерфейса, выполненного для проверки правильности расходомера в соответствии с различными вариантами реализации;

[0010] На Фиг.4 представлено типовое отображение информации о проверке расходомера в соответствии с различными вариантами реализации; и

[0011] На Фиг.5 изображена блок-схема последовательности операций для способа обеспечения проверки правильности расходомера в соответствии с различными вариантами реализации.

[0012] Для обозначения конкретных компонентов системы по всему нижеследующему описанию используются определенные термины. Как будет понятно специалистам в данной области техники, компании могут ссылаться на компонент различными названиями. Данное описание не предназначено устанавливать отличия между компонентами, которые отличаются по названию, а не назначению. В нижеследующем обсуждении и в формуле изобретения, термины «включающий в себя» и «содержащий» используются неокончательно, и, таким образом, должны интерпретироваться как означающие «включающий в себя, но не ограниченный...». Кроме того, подразумевается, что термин «соединены» или «присоединен» означают непрямое или прямое электрическое соединение. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством, то соединение может быть выполнено посредством прямого электрического соединения, или посредством непрямого электрического соединения через другие устройства и соединения. Дополнительно, термин «программное обеспечение» включает в себя любой исполняемый код, способный к запуску на процессоре, независимо от носителей, используемых для хранения такого программного обеспечения. Таким образом, код, сохраненный в памяти (например, энергонезависимой памяти), и иногда называемый «встроенным микропрограммным обеспечением», охватывается определением программного обеспечения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0013] Нижеследующее рассмотрение направлено на различные варианты реализации настоящего изобретения. Не смотря на то, что один или более из данных вариантов реализации может быть предпочтительным, раскрытые варианты реализации не должны рассматриваться, или иным образом использоваться, как ограничивающие объем раскрытия, включая формулу изобретения. Более того, специалист в данной области техники поймет, что следующее описание имеет широкое применение, и предполагается, что любой рассматриваемый вариант реализации является лишь типовым и не предназначен указывать на то, что объем раскрытия, включая формулу изобретения, ограничивается таким вариантом реализации. Кроме того, различные варианты реализации были разработаны применительно к измерению потоков углеводорода (например, сырая нефть, природный газ), и данное описание основано на этом принципе; однако описанные системы и способы одинаково применимы к измерению любого потока текучей среды (например, криогенные вещества, вода).

[0014] Расходомер используется для измерения количества текучей среды, протекающей через трубопровод. Расходомер может быть откалиброван в лаборатории и в дальнейшем исследован на предмет точного измерения потока в условиях лаборатории. При установке расходомера для использования в трубопроводе, желательно знать, сместилась ли калибровка. Смещения калибровки могут произойти, например, из-за установочных работ или постепенных изменений в среде потока, таких как скопление грязи или других загрязнителей в трубопроводе. К сожалению, определение сдвига калибровки на основании первоначальных данных расходомера является непростой задачей. Варианты реализации настоящего раскрытия позволяют пользователю быстро и эффективно проверять правильность функционирования расходомера на основании сравнения текущих эксплуатационных параметров расходомера с предопределенными требуемыми предельными значениями параметров.

[0015] На Фиг.1А проиллюстрирован вид в поперечном разрезе акустического расходомера 100 в соответствии с различными вариантами реализации. Корпус расходомера или фланцевый соединитель 104, подходящий для размещения между секциями трубопровода, обладает предопределенным размером и задает центральный проход 102, через который протекает измеряемая текучая среда (например, природный газ). Иллюстративная пара преобразователей 120 и 130 и их соответствующие корпуса 125 и 135 расположены вдоль фланцевого соединителя 104. Преобразователи 120 и 130 являются акустическими приемопередатчиками, а конкретнее сверхзвуковыми приемопередатчиками, означая, что они оба производят и принимают акустическую энергию, имеющую частоты выше приблизительно 20 килогерц. Акустическая энергия может быть выработана и принята пьезоэлектрическим элементом, имеющимся в каждом преобразователе. Чтобы сгенерировать акустический сигнал, пьезоэлектрический элемент электрически стимулируется посредством синусоидального сигнала, и данный элемент отвечает путем вибрирования. Вибрация пьезоэлектрического элемента создает акустический сигнал, который проходит через измеряемую текучую среду к соответствующему преобразователю пары преобразователей. Аналогичным образом, после испытания удара акустической энергией (т.е. акустического сигнала и других шумовых сигналов), принимающий пьезоэлектрический элемент вибрирует и генерирует электрический сигнал, который обнаруживается, оцифровывается и анализируется электроникой, связанной с расходомером 100.

[0016] Путь 110, иногда называемый «хордой» или «траекторией по хорде», находится между иллюстративными преобразователями 120 и 130 под углом 6 к осевой линии 106. Длина хорды 110 равняется расстоянию между поверхностью преобразователя 120 и поверхностью преобразователя 130. Точки 140 и 145 обозначают местоположения, где акустические сигналы, сгенерированные преобразователями 120 и 130, входят и покидают текучую среду, протекающую через фланцевый соединитель 104 (т.е. вход в отверстие фланцевого соединителя). Положение преобразователей 120 и 130 может задаваться углом 0, первой длиной L, измеренной между преобразователями 120 и 130, второй длиной X, соответствующей осевому расстоянию между точками 140 и 145, и третьей длиной «d», соответствующей внутреннему диаметру трубы. В большинстве случаев расстояния d, X и L точно определяются в течение изготовления расходомера 100. Кроме того, преобразователи, такие как 120 и 130, размещаются на определенном расстоянии от точек 140 и 145, соответственно, независимо от размера расходомера (т.е. размера фланцевого соединителя). Текучая среда, (например, природный газ) протекает в направлении, обозначенном позицией 150, с профилем 152 скорости потока. Векторы 153-158 скорости иллюстрируют то, что в некоторых случаях скорость текучей среды через фланцевый соединитель 104 возрастает по направлению к осевой линии 106 фланцевого соединителя 104.

[0017] Изначально нижний по потоку преобразователь 120 генерирует акустический сигнал, который распространяется по текучей среде, находящейся во фланцевом соединителе 104, и затем наталкивается и обнаруживается верхним по потоку преобразователем 130. Немного позже (например, в пределах нескольких миллисекунд) верхний по потоку преобразователь 130 генерирует отраженный акустический сигнал, который пропускается в обратном направлении через текучую среду, находящуюся во фланцевом соединителе 104, и затем наталкивается и обнаруживается нижним по потоку преобразователем 120. Таким образом, преобразователи 120 и 130 играют в «бросил-поймал» акустическими сигналами 108, проходящих вдоль хордального пути 110. В течение функционирования, данная последовательность может возникать тысячи раз в минуту.

[0018] Время переноса акустического сигнала 108 между преобразователями 120 и 130 зависит частично от того, перемещается ли акустический сигнал 108 вверх по течению или вниз по течению относительно потока текучей среды. Время переноса для акустического сигнала, проходящего вниз по течению (т.е. в том же направлении, что и поток текучей среды), является меньшим, чем его время переноса при прохождении вверх по течению (т.е. против потока текучей среды). Время переноса вверх по течению и время переноса вниз по течению могут использоваться для вычисления средней скорости потока текучей среды, проходящего вдоль и/или близко к хорде, и данные времена переноса могут использоваться для вычисления скорости звука в измеряемой текучей среде.

[0019] Акустические расходомеры могут иметь одну или более хорд. На Фиг.1 В проиллюстрирован вид сбоку одного конца многопутного акустического расходомера в соответствии с различными вариантами реализации. Расходомер Фиг.1 В содержит четыре хордальных траектории А, В, С и D на различных уровнях в пределах фланцевого соединителя 104. В частности хорда А является высшей хордой, хорда В является хордой, находящейся выше середины, хорда С является хордой, находящейся ниже середины, и хорда D является самой нижней хордой. Каждый хордальный путь A-D соответствует паре преобразователей, работающей поочередно в качестве передатчика и приемника. На рассматриваемой фигуре также изображен кожух 160 электроники управления, в пределах которого находится электроника управления, которая выполняет сбор и обработку данных от иллюстративных четырех хордальных траекторий A-D. На виде Фиг.1 В четыре пары преобразователей и каналов преобразователей, которые соответствуют хордовым траекториям A-D, скрыты фланцем.

[0020] На Фиг.1С изображен вид сверху расходомера 100 для иллюстрации другого аспекта взаиморасположения хордальных траекторий. Первая пара каналов 125 и 135 преобразователей (которая может соответствовать высшей хорде, хорде А) содержит преобразователи, которые задают хордальную траекторию под неперпендикулярным углом G к осевой линии 106 фланцевого соединителя 104. Другая пара каналов 165 и 175 преобразователей (которая может соответствовать хорде, находящейся выше середины, хорде В) содержит преобразователи, задающие хордовую траекторию, которая свободно образует форму «X» по отношению к хордальной траектории каналов 125 и 135 преобразователей. Аналогично третья пара каналов 185 и 195 преобразователей (которая может соответствовать хорде, находящейся ниже середины, хорде С) также содержит преобразователи, которые задают хордальную траекторию параллельно хордальной траектории для каналов 125 и 135 преобразователей, но ниже в центральном проходе, чем хордальная траектория для каждого из каналов 125 и 135 преобразователей или каналов 165 и 175 преобразователей. Четвертая пара каналов преобразователей (которая может соответствовать самой нижней хорде, хорде D), которая содержит преобразователи, задающие хордальную траекторию, параллельную хордальной траектории для каналов 165 и 175 преобразователей, на Фиг.1С явно не показана из-за округленности иллюстративного фланцевого соединителя 104.

[0021] Рассматривая Фиг.1 В и 1С совместно, пары преобразователей располагаются таким образом, что верхние две пары преобразователей, соответствующие хордам А и В, образуют форму «X» и нижние две пары преобразователей, соответствующие хордам С и D, также образуют форму «X». Расходомер 100 определяет скорость газа вблизи каждой хорды A-D, чтобы получить хордальные скорости потока, и указанные хордальные скорости потока объединяются для определения средней скорости потока через весь центральный проход. Благодаря средней скорости потока и площади поперечного сечения центрального прохода, можно определять количество газа, протекающего во фланцевом соединителе, и, следовательно, в трубопроводе. Изменения среды потока после калибровки могут оказывать негативное влияние на работу расходомера 100. Таким образом, варианты реализации настоящего раскрытия включают в себя проверку расходомера 100, которая предусматривает эффективную проверку рабочих характеристик расходомера.

[0022] На Фиг.2 изображена блок-схема системы, включающей в себя проверку расходомера в соответствии с различными вариантами реализации. Электроника 200 управления расходомером 100 может находиться в пределах кожуха электроники (например, кожух 160 на Фиг.1 В), который может присоединяться к фланцевому соединителю 104. Альтернативно кожух 160 электроники может равным образом устанавливаться вблизи (например, в пределах нескольких футов) фланцевого соединителя. Электроника 200 управления включает в себя процессор 202, модуль 204 хранения данных и программ, возбудитель/приемник 206 преобразователя, и интерфейс 208 связи.

[0023] Процессор 202 представляет собой устройство, в пределах которого исполняются программы для выполнения действий расходомера 100. Например, процессор 202 может быть процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором, микроконтроллером и т.д. Архитектуры процессора обычно включают в себя исполнительные блоки (например, с фиксированной запятой, плавающей запятой, целым числом и т.д.), хранилище (например, регистры, память и т.д.), дешифрование команд, периферийные устройства (например, контроллеры прерываний, таймеры, контроллеры прямого доступа к памяти и т.д.), системы ввода-вывода (например, последовательные порты, параллельные порты и т.д.) и различные другие компоненты и подсистемы.

[0024] Модуль 204 хранения данных и программ обеспечивает хранилище для программирования программного обеспечения и/или значений данных, связанных с различными действиями расходомера 100 (например, выполнения измерений потока), и подключен к процессору 202 и доступный ему. Хранилище 204 данных и программ представляет собой машинно-читаемый носитель и может быть, например, энергозависимой или энергонезависимой полупроводниковой памятью, оптическим запоминающим устройством или магнитным запоминающим устройством. Значения 214 базового уровня, которые определяют предпочтительные диапазоны для различных параметров потока, могут быть сохранены в модуле 204 хранения.

[0025] Процессор 202 также соединен и управляет модулем 206 возбудителя/приемника преобразователя для того, чтобы отправлять и принимать акустические сигналы через измеряемую текучую среду. В некоторых вариантах реализации модуль 206 возбудителя/приемника включает в себя схему осциллятора и схему усилителя. В вариантах реализации, в которых модуль 206 возбудителя/приемника имеет внутренний осциллятор, возбуждающая часть модуля 206 возбудителя/приемника создает начальный сигнал, усиливает данный сигнал до силы сигнала, достаточной для возбуждения преобразователя, и обеспечивает согласование полных сопротивлений по преобразователям. В других вариантах реализации модуль 206 возбудителя/приемника принимает сигнал переменного тока (АС) требуемой частоты от процессора 202, усиливает данный сигнал и обеспечивает согласование полных сопротивлений по преобразователям. Аналогичным образом приемная часть модуля 206 возбудителя/приемника может принимать много форм. В некоторых вариантах реализации модуль 206 возбудителя/приемника включает в себя аналого-цифровой преобразователь, который получает аналоговую форму волны, созданную преобразователем характерно принятой акустической энергии, и преобразовывает указанный сигнал в цифровую форму. В некоторых случаях модуль 206 возбудителя/приемника может фильтровать и/или усиливать сигналы до или после оцифровки. Затем оцифрованная версия принятого сигнала может перейти к процессору 202 для определения потока текучей среды и установки рабочих параметров расходомера 100.

[0026] Процессор 202, выполняя программу, извлеченную из хранилища 204, управляет возбудителем/приемником 206 преобразователя для возбуждения каждого преобразователя 224, 226 из каждой пары 222 преобразователей с тем, чтобы создавать акустический сигнал и принимать электрический сигнал, создаваемый преобразователем в ответ на акустическую энергию. В некоторых вариантах реализации процессор 202, в пределах промежутка иллюстративного односекундного периода измерения, предписывает каждой паре преобразователей отправлять приблизительно 30 акустических сигналов выше по потоку и 30 акустических сигналов ниже по потоку. Равносильно этому может использоваться больше или меньше множеств акустических сигналов выше по течению и ниже по течению для каждой пары преобразователей, и, соответственно, потребуются более длительные или более короткие периоды измерения.

[0027] По-прежнему обращаясь к Фиг.2, пара 222А преобразователей является типичной для всех пар 222 преобразователей. В контексте данного описания, преобразователь 224 представляет собой посылающий преобразователь, а преобразователь 226 является принимающим преобразователем; однако на практике данные роли поочередно изменяются. Находясь под управлением процессора 202, электрический сигнал, сгенерированный и/или усиленный возбудителем/приемником 206 преобразователя, проходит к и возбуждает пьезоэлектрический элемент в преобразователе 224, а указанный преобразователь 224, в свою очередь, вырабатывает акустический сигнал. Данный акустический сигнал преодолевает расстояние между преобразователем 224 и преобразователем 226 в измеряемой текучей среде. Преобразователи 224, 226 по существу коаксиальны, как проиллюстрировано на Фиг.1А (см. преобразователи 120, 130). Преобразователь 226 принимает акустическую энергию (т.е. акустический сигнал и шумовые сигналы), и электрический сигнал, соответствующий принятой акустической энергии, проходит к возбудителю/приемнику 206 преобразователя, а затем к процессору 202.

[0028] Интерфейс 208 связи соединяется с процессором 202 и представляет собой механизм, посредством которого расходомер 100 осуществляет связь с другими устройствами, такими как пользовательский интерфейс 210. Такой интерфейс 208 связи может обеспечить связь через любой из разнообразия физических и логических протоколов связи. Например, интерфейс связи может воплощать RS-232, RS485, IEEE 802.11, Ethernet, Bluetooth или другие физические или логические протоколы.

[0029] В некоторых вариантах реализации расходомер 100 осуществляет связь с пользовательским интерфейсом 210 через сеть 212. Сеть 212 может быть любой из разнообразия коммуникационных взаимосвязей, которые предусматривают осуществление связи между различными устройствами. Например, сеть 212 может быть интерсетью, локальной сетью, глобальной сетью, двухточечным соединением и т.д.

[0030] Пользовательский интерфейс 210 предусматривает мониторинг и управление расходомера 100. В некоторых вариантах реализации пользовательский интерфейс 210 является компьютерным устройством, например, настольным или портативным персональным компьютером, выполненным с возможностью осуществления связи с расходомером 100. В вариантах реализации данного описания пользовательский интерфейс 210 выполнен с возможностью облегчения проверки работы расходомера 100. Более конкретно, пользовательский интерфейс 210 может предписывать расходомеру 100 получать и/или сохранять предельные значения, указывающие предпочтительные диапазоны рабочих параметров расходомера 100 (т.е. значения 214 базового уровня). На основании сохраненных пределов и измеренных значений параметров, обеспеченных расходомером 100, пользовательский интерфейс 210 генерирует отображение проверки, которое позволяет пользователю быстро и эффективно определять рабочее состояние расходомера 100.

[0031] На Фиг.3 изображена блок-схема устройства 210 пользовательского интерфейса в соответствии с различными вариантами реализации. Устройство 210 пользовательского интерфейса включает в себя процессор 302, устройство 304 хранения, устройство 310 ввода, интерфейс 308 связи и дисплей 306. Устройство 210 пользовательского интерфейса может включать в себя различные другие компоненты, например, графические адаптеры, комплекты микросхем (северный мост/южный мост), аудио процессоры и т.д., не указанные на Фиг.3 для упрощения.

[0032] Процессор 302 исполняет команды программного обеспечения для выполнения функций пользовательского интерфейса 210. Процессор 302 может быть, например, процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором, микроконтроллером и т.д. Архитектуры процессора обычно включают в себя исполнительные блоки (например, с фиксированной запятой, плавающей запятой, целым числом и т.д.), хранилище (например, регистры, память и т.д.), дешифрование команд, периферийные устройства (например, контроллеры прерываний, таймеры, контроллеры прямого доступа к памяти и т.д.), системы ввода-вывода (например, последовательные порты, параллельные порты и т.д.) и различные другие компоненты и подсистемы.

[0033] Интерфейс 308 связи подключен к процессору 302, и представляет собой механизм, посредством которого пользовательский интерфейс 210 осуществляет связь с расходомером 100. Интерфейс 308 связи может обеспечивать связь через любой из разнообразия физических и логических протоколов связи. Например, интерфейс связи может реализовать RS-232, RS485, IEEE 802.11, Ethernet, Bluetooth или другие физические или логические протоколы. Интерфейс 308 связи позволяет пользовательскому интерфейсу 210 предоставлять управляющую информацию расходомеру 100 и принимать от него информацию об эксплуатационных особенностях.

[0034] Устройство 310 ввода соединено с процессором 302 и позволяет пользователю вводить данные и/или делать выборы, которые управляют функционированием пользовательского интерфейса 210 и/или управляют функционированием расходомера 100. Устройство 310 ввода может представлять собой клавиатуру, мышь, шаровой манипулятор, сенсорную панель, сенсорный экран и т.д.

[0035] Дисплей 306 обеспечивает визуальный вывод информации пользователю и соединяется с и управляется процессором 302. В вариантах реализации данного раскрытия процессор 302 побуждает дисплей 306 обеспечивать текстовые и графические данные, позволяющие пользователю определять рабочее состояние расходомера 100. Дисплей 306 может быть дисплеем на электронно-лучевой трубке, жидкокристаллическим дисплеем, органическим светодиодным дисплеем, плазменным дисплеем, электролюминесцентным дисплеем, проекционным дисплеем и т.д.

[0036] Устройство 304 хранения обеспечивает хранилище для программирования программного обеспечения и/или значений данных, связанных с различными функциями пользовательского интерфейса 210 (например, генерирование отображения программы просмотра базового уровня с тем, чтобы облегчить проверку расходомера 100, как объяснено ниже), и подсоединено к процессору 302 и доступно ему. Устройство 304 хранения представляет собой машинно-читаемый носитель и может быть, например, энергозависимой или энергонезависимой полупроводниковой памятью (например, оперативная, пистонная, Флэш-память), оптическим запоминающим устройством (например, компакт-диск, цифровой видеодиск, диск технологии «Блю Рей» и т.д.) или магнитным запоминающим устройством (жесткие диски, накопитель на гибких дисках и т.д.)

[0037] Программирование программного обеспечения, сохраненного в устройстве 304 хранения, может включать в себя программное обеспечение 312 пользовательского интерфейса расходомера и программное обеспечение 314 средства просмотра базового уровня. Программное обеспечение 312 пользовательского интерфейса расходомера, при исполнении процессором 302, устанавливает связь с расходомером 100 через сеть 212 и позволяет пользователю осуществлять мониторинг работы расходомера 100, принимая действующую информацию от расходомера, и управлять работой расходомера 100, например, посредством установки рабочих параметров в расходомере 100. Чтобы облегчить проверку правильности функционирования расходомера 100, по меньшей мере, некоторые варианты реализации программного обеспечения 312 пользовательского интерфейса позволяют пользователю программировать значения 214 параметров базового уровня в расходомере 100. Значения 214 параметров базового уровня устанавливают предпочтительные значения ассоциативно связанных параметров. Отклонение по базовому уровню также может быть запрограммировано в расходомере 100 через пользовательский интерфейс 210 с тем, чтобы устанавливать верхние и нижние пределы предпочтительного диапазона для каждого параметра. В некоторых вариантах реализации программное обеспечение 312 пользовательского интерфейса может инструктировать расходомер устанавливать базовое значение 214 на основании текущих или исторических значений параметра, ассоциированного с базовым уровнем. Например, пользовательский интерфейс 210 может инструктировать расходомер 100 устанавливать базовое значение 214 для параметра к средней величине значений, измеренных для параметра расходомером 100 в течение заданного интервала. В некоторых вариантах реализации пользователь может обеспечить значения 214 базового уровня через ввод данных с устройства 310 ввода. Для каждого рабочего параметра могут быть установлены различные значения 214 базового уровня и/или значения смещения. Дополнительно, различные базовые значения 214 и/или значения смещения могут быть установлены для каждого рабочего параметра относительно прямого и обратного направлений потока текучей среды.

[0038] Варианты реализации содержат модуль 314 программного обеспечения системы визуального просмотра базового уровня в виде компонента программного обеспечения 312 пользовательского интерфейса. Программное обеспечение 314 системы визуального просмотра базового уровня, при исполнении процессором 302, извлекает различные рабочие параметры из расходомера 100, и создает, на устройстве 306 отображения, отображение проверки, включая извлеченные параметры. Отображение, сгенерированное программным обеспечением 314 системы просмотра базового уровня, облегчает оценку состояния расходомера 100 и способствует точности измерения потока путем представления различных рабочих параметров расходомера в связи с предельными значениями 214 базового уровня, установленными для параметров.

[0039] На Фиг.4 изображено типовое отображение 400 системы просмотра базового уровня, представляющее информацию о проверке расходомера, которая предоставлена процессором 302, исполняющим программное обеспечение 314 визуализации базового уровня в соответствии с различными вариантами реализации. Различные значения параметров и базового уровня, представленные на отображении, основаны на информации, принятой от расходомера 100. Поле 402 обеспечивает указание направления потока текучей среды через расходомер 100 (например, прямое или обратное) и указывает на то, были ли запрограммированы в расходомере 100 значения базового уровня (как описано выше) для отображаемого направления потока. Как было описано выше, различные базовые значения могут быть ассоциированы с параметром для прямого и обратного потока текучей среды.

[0036] Для каждого набора выбранных параметров расходомера 100 отображается измеритель 406. Каждый измеритель показывает диапазон возможных значений для параметра. Например, измеритель 406, назначенный параметру «Турбулентность А», представляет данные в диапазоне от 0 до 10 процентов как обозначено градуировкой, расположенной вдоль измерителя. В пределах диапазона возможных значений представлен диапазон 410 базового уровня (или пределы базового уровня), устанавливающий предпочтительный диапазон значений для параметра. Для параметра «Турбулентность А» диапазон 410 базового уровня представлен как от 0 до 5 процентов. Отображаемый диапазон 410 базового уровня основан на значениях 214 базового уровня, переданных пользовательскому интерфейсу 210 расходомером 100. Индикатор 412 показывает значение параметра, принятого от расходомера 100. Для параметра «Турбулентность А» индикатор 412 показывает значение, равное 3%. Поле 414, ассоциативно связанное с каждым измерителем, отображает цифровое значение параметра. Наблюдая за индикаторами 412 значений параметров в отношении установленных пределов 410 базового уровня, пользователь может быстро определять, отклонились ли рабочие параметры расходомера 100 за пределы предпочтительного диапазона значений.

[0041] В некоторых вариантах реализации каждый измеритель 406 представлен как прямоугольник первого цвета, представляющий диапазон возможных значений параметра, перекрытый меньшим прямоугольником второго цвета, представляющим диапазон базового уровня для параметра. Деления шкалы вдоль одной стороны большего прямоугольника обозначают величину значения параметра, и индикатор располагается вдоль стороны большего прямоугольника противоположно делениям шкалы. Некоторые варианты реализации могут обеспечить отличную реализацию измерителя.

[0042] Параметры, представленные на отображении системы просмотра базового уровня, демонстрируют состояние расходомера 100. Соответственно, отображение 400 системы просмотра базового уровня облегчает идентификацию условий, влияющих на измерение потока. Некоторые варианты реализации отображения 400 системы просмотра базового уровня включают в себя параметры, описанные ниже. Некоторые варианты реализации отображения системы просмотра базового уровня могут включать в себя различные параметры и/или различное число параметров.

Параметр «Средняя скорость» представляет собой среднюю скорость потока текучей среды через расходомер 100.

«Коэффициент профиля» представляет собой отношение суммы скоростей потока, связанных с внутренними хордами (см. Фиг.1 В, хорды В и С) к сумме скоростей потока, связанных с внешними хордами (см. Фиг.1 В, хорды А и D).

«Угол закрутки» является описанием количества потока, который является касательным к внутренней стенке фланцевого соединителя 104. Тангенциальная составляющая скорости потока оценивается исходя из отклонений скоростей хордальных потоков от их идеальных значений, и угол закрутки задается арктангенсом отношения оцененной тангенциальной скорости потока к средней скорости потока.

«Симметрия» является сравнением скоростей верхних хорд (А и В) со скоростями нижних хорд (С и D).

«Поперечный поток» сравнивает скорости потока с одной стороны расходомера со скоростями потока с другой стороны расходомера. Например, поперечный поток может быть вычислен как отношение суммы скоростей потоков по хордам А и С к сумме скоростей потоков по хордам В и D.

«Турбулентность А» является оценкой стандартного отклонения дельта-времени хорды А в виде процента дельта-времени, где дельта-времени представляет собой разность между временем прохождения потока по течению и временем прохождения потока против течения для хорды А. Турбулентность Б, С, и D представляют собой эквивалентные оценки стандартного отклонения для каждой из хорд В, С, и D, соответственно.

[0043] Значение параметра, представленное индикатором 412 и цифровым дисплеем 414, может обозначить либо среднее значение для параметра, вычисленное за предопределенный интервал, либо текущее/мгновенное значение для параметра. Поле 404 диалогового окна 400 системы просмотра базового уровня позволяет пользователю выбирать среднее или текущее значения параметров для отображения. Интервал усреднения может выбираться для того, чтобы снизить влияние краткосрочных изменений измерения на отображение параметра. В некоторых вариантах реализации интервал усреднения устанавливается на одну минуту, как изображено. Также, обеспечивается индикация пригодности средних значений параметров.

[0044] На Фиг.5 изображена блок-схема последовательности операций для способа обеспечения проверки расходомера в соответствии с различными вариантами реализации. Не смотря на то, что показанные операции проиллюстрированы для удобства последовательно, по меньшей мере, некоторые из них могут быть выполнены в другом порядке и/или выполнены параллельно. Дополнительно, некоторые варианты реализации могут выполнить лишь некоторые из показанных действий. В некоторых вариантах реализации операции Фиг.5, а также другие описанные здесь операции, могут быть реализованы в качестве инструкций, сохраненных на машинно-читаемом носителе, и исполнены процессором.

[0045] В блоке 502 расходомер 100 и пользовательский интерфейс 210 находятся в режиме функционирования и между ними установлена связь. Пользовательский интерфейс 210 инструктирует расходомер 100 произвести начальную установку значений 214 базового уровня для различных параметров расходомера 100. Пользовательский интерфейс 210 может принять значения 214 базового уровня посредством пользовательского ввода данных, выполняемого через устройство 310 ввода, и передать значения 214 расходомеру через сеть 212. Альтернативно, пользовательский интерфейс 210 может проинструктировать расходомер установить значения 214 базового уровня, основываясь на значениях параметров, собранных расходомером 100 в течение функционирования. Пользовательский интерфейс 210 может также обеспечить значение смещения для каждого параметра, чтобы установить диапазон предпочтительных значений на основании базового значения. Например, если базовое значение угла закрутки обнуляется, то может использоваться смещение, равное пяти, чтобы установить пределы базового уровня от -5 до+5 градусов (см. Фиг.4). Пользовательский интерфейс 210 может принимать значения смещения базового уровня путем пользовательского ввода данных, выполняемого через устройство 310 ввода, и передавать такие значения расходомеру 100 через сеть 212.

[0046] В блоке 504 процессор 302 выполняет программное обеспечение 314 системы просмотра базового уровня, и на устройстве 306 отображения генерируется отображение 400 системы просмотра базового уровня.

[0047] В блоке 506 пользовательский интерфейс 210 принимает информацию о параметрах потока текучей среды от расходомера 100. Принятая информация включает в себя предельные значения 214 базового уровня, предварительно запрограммированные в расходомере 100, и значения параметров, связанные с пределами 214 базового уровня, измеренными расходомером 100. В некоторых вариантах реализации параметры, принятые для отображения системой просмотра базового уровня, включают в себя, по меньшей мере, некоторые средней скорости потока, коэффициента профиля, угла закрутки, симметрию, поперечный поток и хордовую турбулентность.

[0048] В блоке 508 любое из средних или текущих/мгновенных значений параметров выбирается для представления на отображении 400 системы просмотра базового уровня.

[0049] В блоке 510, по меньшей мере, для некоторых параметров расходомера 100, отображенных на отображении 400 системы просмотра базового уровня, процессор 302 визуализирует индикацию 408 диапазона значений, которые, возможно, может принять параметр. В пределах диапазона возможных значений параметра процессор 302 накладывает отображение 410 пределов 214 базового уровня для параметра. Пределы базового уровня указывают предпочтительный диапазон значений для параметра. Например, когда значение параметра находится в пределах базового уровня, предполагается, что расходомер 100 будет нормально функционировать. Процессор 302 также визуализирует индикатор 412, например, указатель, в положении, показывающем значение параметра.

[0050] Включение средства просмотра базового уровня в пользовательский интерфейс 210 позволяет пользователю быстро и эффективно определять, функционирует ли расходомер 100 в приемлемых пределах. Параметры потока, выбранные для отображения в системе просмотра базового уровня, позволяют пользователю легко идентифицировать нежелательные условия потока, влияющие на измерение.

[0051] Вышеизложенное описание предназначено для иллюстрации принципов и различных вариантов реализации настоящего изобретения. Многочисленные изменения и модификации станут очевидны для специалистов в данной области техники после полного осознания вышеупомянутого раскрытия. Предполагается, что следующая формула изобретения должна интерпретироваться как охватывающая все такие изменения и модификации.

Изобретение относится к методам проверки расходомера. Иллюстративная система включает в себя расходомер и устройство отображения, соединенное с расходомером. Расходомер выполнен с возможностью обеспечения информации, указывающей параметр потока текучей среды, проходящего через расходомер. Устройство отображения выполнено с возможностью обеспечения отображения информации. Отображение включает в себя индикацию возможного диапазона значений параметра. Также обеспечивается индикация базовой части диапазона. Базовая часть диапазона обозначает предпочтительные значения параметра. Отображение дополнительно содержит индикатор, указывающий значение параметра. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система проверки расходомера, содержащая:
расходомер, выполненный с возможностью предоставления информации, соответствующей множеству параметров потока текучей среды через расходомер;
первое сохраненное значение базового уровня, указывающее предпочтительный диапазон по меньшей мере одного из параметров для потока текучей среды в прямом направлении, и второе сохраненное значение базового уровня, указывающее предпочтительный диапазон по меньшей мере одного из параметров для потока текучей среды в обратном направлении; и
устройство отображения, соединенное с расходомером;
причем устройство отображения выполнено с возможностью предоставления отображения информации, при этом отображение содержит для каждого из параметров:
индикацию возможного диапазона значений параметра;
индикацию части базового уровня диапазона, обозначающей предпочтительные пределы значений параметра; и
индикатор значения параметра.

2. Система проверки расходомера по п. 1, в которой устройство отображения выполнено с возможностью обеспечения выбора мгновенного значения и среднего значения по меньшей мере одного из параметров, определенного в течение предопределенного интервала для индикатора для представления на отображении.

3. Система проверки расходомера по п. 1, в которой устройство отображения выполнено с возможностью отображения текущего направления потока текучей среды и отображения индикации относительно того, инициализируется ли сохраненное значение базового уровня для текущего направления потока текучей среды.

4. Система проверки расходомера по п. 1, в которой подмножество параметров выбрано из группы, состоящей из скорости текучей среды, коэффициента профиля, угла закрутки, симметрии, поперечного потока и турбулентности.

5. Система проверки расходомера по п. 1, причем указанная система выполнена с возможностью определения части базового уровня диапазона на основании значения по меньшей мере одного из параметров во время инициализации в течение работы системы.

6. Система проверки расходомера по п. 1, в которой устройство отображения выполнено с возможностью предоставления отображения, дополнительно содержащего цифровое значение по меньшей мере одного из параметров.

7. Система проверки расходомера по п. 1, в которой индикация возможного диапазона содержит первую полосу первого цвета и деления шкалы, расположенные с одной стороны указанной первой полосы, причем индикация части базового уровня содержит вторую полосу второго цвета, расположенную на первой полосе, и индикатор содержит указатель, расположенный на стороне первой полосы противоположно делениям шкалы.

8. Машинно-читаемый носитель, закодированный с командами, которые при исполнении предписывают процессору:
принимать информацию, соответствующую множеству параметров потока текучей среды, обнаруженных и переданных расходомером;
предоставлять отображение информации, причем указанное отображение содержит для каждого из параметров:
индикацию возможного диапазона значений параметра;
индикацию части базового уровня диапазона, определяющей предпочтительные пределы значений параметра; и
индикатор значения параметра; и
отображать первую часть базового уровня диапазона на основании прямого направления потока текучей среды и вторую часть базового уровня диапазона на основании обратного направления потока текучей среды.

9. Машинно-читаемый носитель по п. 8, дополнительно содержащий команды, которые при исполнении предписывают процессору обеспечивать отображение выбора, позволяя выбору индикатора задавать любое из мгновенного значения по меньшей мере одного из параметров и среднего значения по меньшей мере одного из параметров в течение предопределенного временного интервала.

10. Машинно-читаемый носитель по п. 8, дополнительно содержащий команды, которые при исполнении предписывают процессору отображать текущее направление потока текучей среды, которое принимает любое из прямого и обратного направления потока, и отображать индикацию относительно того, инициализируется ли значение базового уровня, определяющее предпочтительные пределы для по меньшей мере одного из параметров потока текучей среды в текущем направлении потока.

11. Машинно-читаемый носитель по п. 8, дополнительно содержащий команды, которые при исполнении предписывают процессору отображать цифровое значение по меньшей мере одного из параметров.

12. Пользовательский интерфейс расходомера, содержащий: компьютер и
систему проверки расходомера, выполненную с возможностью конфигурирования компьютера для
приема информации, соответствующей параметру потока текучей среды, обнаруженному и переданному расходомером; и
предоставления отображения информации, причем отображение содержит:
индикацию возможного диапазона значений параметра;
индикацию части базового уровня диапазона, определяющей предпочтительные пределы значений параметра; и
индикатор значения параметра; и
представления возможного диапазона в виде полосы первого цвета с ассоциированными делениями шкалы вдоль одной стороны полосы;
представления части базового уровня диапазона в виде полосы второго цвета, накладывающейся на полосу первого цвета; и
представления индикатора в виде указателя, расположенного к стороне полосы первого цвета противоположно делениям шкалы;
причем часть базового уровня диапазона соответствует первой части диапазона, основанной на прямом направлении потока текучей среды, и соответствует второй части диапазона, основанной на обратном направлении потока текучей среды.

13. Пользовательский интерфейс расходомера по п. 12, в котором проверка расходомера выполнена с возможностью конфигурирования компьютера для обеспечения выбора отображения, позволяя выбору индикатора задавать любое из мгновенного значения параметра и среднего значения параметра в течение предопределенного временного интервала.

14. Пользовательский интерфейс расходомера по п. 12, в котором система проверки расходомера выполнена с возможностью конфигурирования компьютера для предоставления отображения, указывающего, допустимо ли среднее значение параметра.

15. Пользовательский интерфейс расходомера по п. 12, в котором система проверки расходомера выполнена с возможностью конфигурирования компьютера для:
предоставления на отображении индикации о текущем направлении потока текучей среды, являющемся прямым или обратным; и
предоставления на отображении индикации относительно того, инициализируется ли значение базового уровня, определяющее предпочтительные пределы для параметра потока текучей среды в текущем направлении потока.