УЛУЧШЕННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ ВИБРАЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ Российский патент 2024 года по МПК G01F1/74 G01F1/84 G01N29/00 G01N9/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления, описанные ниже, относятся к датчикам массового расхода, более конкретно, к датчикам скорректированного массового расхода.

Уровень техники

Некоторое число веществ лучше переносятся при высокой температуре и/или давлении в критическом и/или сверхкритическом фазовом состоянии (далее в данном документе называется "сверхкритическим"). Примерным веществом является этилен. Например, когда этилен используется для исходного сырья для процессов производства пластмассы, этилен часто нагнетается с высоким давлением в критическом фазовом состоянии. Этилен сверхкритической фазы имеет более высокую плотность по сравнению с газообразным этиленом, таким образом, затраты на его нагнетание являются типично относительно низкими. Определения для измерения расхода этилена типично являются определениями массового расхода.

Этилен сверхкритической фазы является очень неидеальным, означая, что его свойства плотности и скорости звука изменяются значительно с небольшими изменениями в температуре и/или давлении. Это делает измерение расхода очень трудным для всех технологий, включающих в себя расходомеры Кориолиса. Этилен сверхкритической фазы часто переносится при давлениях 50 бар или выше. Температура типично находится около температуры окружающей среды, возможно около 20ºC, но температуры могут изменяться в зависимости от состояний земли, поскольку трубопроводы часто являются подземными.

В сверхкритическом диапазоне плотность этилена (и других веществ) изменяется резко с изменениями давления и/или температуры. Например, изменение 1 фунт на квадратный дюйм (далее в данном документе "фунт/дюйм²) в давлении может вызывать изменение плотности 2 килограмма на кубический метр (далее в данном документе "кг/м³). Идеальные газы показывают значительно менее четко выраженное изменение, например, изменение плотности менее 0,1 кг/м³ для изменения давления 1 фунт/дюйм². Расходомеры Кориолиса являются типично предпочтительными по этой причине. Небольшие изменения в давлении и/или температуре вызывают большие изменения плотности, что делает трудным определение массовых расходов с помощью сочетания датчика плотности и датчика объемного расхода.

В дополнение к изменениям в плотности, скорость звука (далее в данном документе "SoS") этилена (и других веществ) также изменяется значительно с изменениями в давлении и/или температуре. Например, изменение 1 фунт/дюйм² в давлении может вызывать изменение SoS 5 метров в секунду (далее в данном документе "м/с"), когда SoS идеального газа не изменяется с давлением. Некоторые расходомеры Кориолиса, например, более крупные расходомеры Кориолиса, являются чувствительными к воздействиям SoS. Погрешность на некоторых из более крупных расходомеров Кориолиса является достаточно высокой, что не делает целесообразным их использование в прикладных задачах с текучими средами в критическом состоянии. Погрешности распространяются из воздействий скорости звука, являющихся более четко выраженными в датчиках с более крупными внутренними диаметрами проточной трубы и датчиках, которые работают на более высоких частотах. Погрешности скорости звука в определениях массового расхода являются более высокими, когда скорость звука протекающей текучей среды является более низкой. Например, изменение 1 фунт/дюйм², которое может вызывать изменение SoS 5 м/с, может также вызывать 0,03% изменение в показании измерения расходомера Кориолиса. Давление в типовых трубопроводах может изменяться на 100 фунт/дюйм², возможно вызывая 3%-погрешность в показателях расхода, предоставляемых датчиком Кориолиса. Типичным требованием для показателей измерений является то, что существует погрешность менее 0,5%. Множество спецификаций устанавливают, что погрешность должна быть менее 0,35%.

Уравнения массового расхода и соотношения, которые учитывают скорость звука, могут корректировать массовый расход для воздействий скорости звука. Многие уравнения и соотношения существуют на предшествующем уровне техники, чтобы корректировать массовый расход с помощью скорости звука протекающей текучей среды. Пример может быть найден в патенте США № 6,412,355 B1. Способы корректировки массового расхода из этого патента рассматриваются этой спецификацией и включены в данный документ по ссылке, но следует понимать, что они являются просто примерными, и что другие варианты осуществления алгоритмов корректировки массового расхода, которые учитывают скорость звука, существуют и могут быть использованы с отличительными признаками этого раскрытия. Эти уравнения и соотношения могут делает более крупные расходомеры Кориолиса полезными в большем числе прикладных задач, когда воздействия скорости звука являются значительными.

Соответственно, существует необходимость в способах корректировки для воздействий скорости звука в расходомерах Кориолиса.

Сущность изобретения

Раскрываются варианты осуществления способов для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Способы проводятся посредством компьютерной системы (200), имеющей процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS. Способы включают в себя логический вывод, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Раскрываются варианты осуществления устройства для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Устройство имеет компьютерную систему (200), компьютерная система (200) имеет процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS. Модуль (202) логического вывода SoS конфигурируется, чтобы логически выводить, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Аспекты

Согласно аспекту, раскрывается способ логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Способ проводится посредством компьютерной системы (200), имеющей процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS. Способ включает в себя логический вывод, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды является обратным соотношением между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и квадратным корнем измеряемой плотности протекающей текучей среды.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды дополнительно учитывает давление протекающей текучей среды, при этом давление протекающей текучей среды является одним или более из измеряемого давления, измеряемого посредством датчика (20) давления, и давления, логически выведенного из определения жесткости датчика (10) плотности.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение дополнительно основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и коэффициентом теплоемкости протекающей текучей среды, при этом логически выведенное соотношение основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и членом квадратного корня, член квадратного корня имеет квадратный корень произведения коэффициента теплоемкости и давления, поделенного на квадратный корень измеряемой плотности.

Предпочтительно, коэффициент теплоемкости ассоциируется с одним или более из протекающей текучей среды и класса протекающих текучих сред, членом которого протекающая текучая среда является, и при этом коэффициент теплоемкости является одним или более из зависящего от температуры и зависящего от давления, так что коэффициент теплоемкости определяется на основе соответствующего предварительно определенного соотношения между коэффициентом теплоемкости и одним или более из измеряемой температуры и давления.

Предпочтительно, компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (120) датчика плотности для датчика (10) плотности, способ дополнительно содержит измерение, посредством датчика (10) плотности, измеряемой плотности и передачу, посредством датчика (10) плотности), логически выведенной скорости звука текучей среды вибрационному датчику (5).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит, если логически выведенное соотношение между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды учитывает давление протекающей текучей среды, логический вывод, посредством измерительной электронной аппаратуры (120) датчика плотности, логически выводимого давления протекающей текучей среды на основе измеряемой жесткости элементов датчика (10) плотности, определенной посредством датчика (10) плотности.

Предпочтительно, компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (110) вибрационного расходомера для вибрационного расходомера (5), способ дополнительно содержит прием, посредством компьютерной системы (200), измеряемой плотности от датчика (10) плотности, прием, посредством компьютерной системы (200), давления протекающей текучей среды и определение, посредством компьютерной системы (200), скорректированного массового расхода на основе логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

Предпочтительно, вибрационный датчик (5) осуществляет одну или более вибраций вибрационных элементов вибрационного датчика (5) с частотой, которая больше или равна 300 Гц, и имеет внутренний диаметр, который больше или равен двум дюймам, и датчик (10) плотности осуществляет одну или более вибраций вибрационных элементов датчика (10) плотности с частотой, которая меньше 300 Гц, и имеет внутренний диаметр, который меньше двух дюймов.

Предпочтительно, протекающая текучая среда находится в сверхкритическом состоянии и содержит одно или более из этилена, этана, углекислого газа и аргона.

Согласно аспекту, раскрывается устройство для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Устройство имеет компьютерную систему (200), компьютерная система (200) имеет процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS. Компьютерная система (200) конфигурируется, чтобы осуществлять логический вывод, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды является обратным соотношением между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и квадратным корнем измеряемой плотности протекающей текучей среды.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды дополнительно учитывает давление протекающей текучей среды, при этом давление протекающей текучей среды является одним или более из измеряемого давления, измеряемого посредством датчика (20) давления, и давления, логически выведенного из определения жесткости датчика (10) плотности.

Предпочтительно, логически выведенное соотношение дополнительно основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и коэффициентом теплоемкости протекающей текучей среды, при этом логически выведенное соотношение основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и членом квадратного корня, член квадратного корня имеет квадратный корень произведения коэффициента теплоемкости и давления, поделенного на квадратный корень измеряемой плотности.

Предпочтительно, коэффициент теплоемкости ассоциируется с одним или более из протекающей текучей среды и класса протекающих текучих сред, членом которого протекающая текучая среда является, и при этом коэффициент теплоемкости является одним или более из зависящего от температуры и зависящего от давления, так что коэффициент теплоемкости определяется на основе соответствующего предварительно определенного соотношения между коэффициентом теплоемкости и одним или более из измеряемой температуры и давления.

Предпочтительно, компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (120) датчика плотности для датчика (10) плотности, датчик (10) плотности конфигурируется, чтобы измерять измеряемую плотность и передавать логически выводимую скорость звука текучей среды вибрационному датчику (5).

Предпочтительно, если логически выведенное соотношение между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды учитывает давление протекающей текучей среды, измерительная электронная аппаратура (120) датчика плотности конфигурируется, чтобы логически выводить логически выводимое давление протекающей текучей среды на основе измеряемой жесткости элементов датчика (10) плотности, определенной датчиком (10) плотности.

Предпочтительно, устройство является вибрационным расходомером (5), компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (110) вибрационного расходомера для вибрационного расходомера (5). Компьютерная система (200) дополнительно конфигурируется, чтобы принимать измеряемую плотность от датчика (10) плотности, принимать давление протекающей текучей среды и определять скорректированный массовый расход на основе логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

Предпочтительно, вибрационный датчик (5) осуществляет одну или более вибраций вибрационных элементов вибрационного датчика (5) с частотой, которая больше или равна 300 Гц, и имеет внутренний диаметр, который больше или равен двум дюймам, и датчик (10) плотности осуществляет одну или более вибраций вибрационных элементов датчика (10) плотности с частотой, которая меньше 300 Гц, и имеет внутренний диаметр, который меньше двух дюймов.

Предпочтительно, протекающая текучая среда находится в сверхкритическом состоянии и содержит одно или более из этилена, этана, углекислого газа и аргона.

Краткое описание чертежей

Одинаковые номера ссылок представляют варианты осуществления одинакового элемента на всех чертежах. Следует понимать, что чертежи необязательно должны быть нарисованы в масштабе.

Фиг. 1 показывает систему 100 для предоставления корректных показателей измерений расходомера.

Фиг. 2 показывает блок-схему варианта осуществления компьютерной системы 200 для логического вывода и/или применения скорости звука.

Фиг. 3 показывает блок-схему варианта осуществления способа 300 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 4 показывает блок-схему варианта осуществления способа 400 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа 500 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды в датчике 10 плотности.

Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа 600 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды в вибрационном расходомере 5.

Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа 700 для корректировки показателя измерения расхода с помощью логически выводимой скорости звука.

Фиг. 8 показывает график 800, показывающий вариант осуществления соотношения между коэффициентом теплоемкости и давлением и температурой для этилена.

Фиг. 9 показывает график 900, показывающий вариант осуществления соотношения между процентом погрешности массового расхода вследствие воздействий скорости звука и давлением и температурой для этилена, протекающего через массовый расходомер CMF400.

Подробное описание изобретения

Фиг. 1-9 и последующее описание изображают конкретные примеры, чтобы обучать специалистов в области техники тому, как создавать и использовать оптимальный режим вариантов осуществления систем и способов для улучшенных измерений сверхкритической текучей среды с помощью вибрационных датчиков. Для целей изучения принципов изобретения, некоторые традиционные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание варьирования этих примеров, которые попадают в пределы объема настоящего описания. Специалисты в данной области техники поймут, что отличительные признаки, описанные ниже, могут быть объединены различными способами, чтобы формировать множество разновидностей систем и способов для улучшенных измерений сверхкритической текучей среды с помощью вибрационных датчиков. В результате, варианты осуществления, описанные ниже, не ограничиваются конкретными примерами, описанными ниже.

Фиг. 1 показывает систему 100 для предоставления корректных показателей измерений расходомера. Система 100 может использовать выведенные логически определения, чтобы корректировать показатели измерений расхода в расходомере Кориолиса, на который могут влиять воздействия SoS. Когда термины "логически выводить" или "логический вывод" используются в глагольной форме, следует понимать, что это означает необходимость определять с использованием логически выводимых ассоциирований, например, с использованием логически выводимых взаимосвязей. В варианте осуществления система 100 может логически выводить SoS текучей среды. SoS протекающей текучей среды может быть логически выведена из показателей измерений одного или более давления, плотности и/или температуры протекающей текучей среды. Логический вывод SoS может воспользоваться соотношением между отношением удельных теплоемкостей протекающей текучей среды и одним или более из температуры и давления (далее в данном документе "зависимый от температуры и/или давления коэффициент теплоемкости"). Коэффициент теплоемкости, обозначенный символически как "k" в этой спецификации, является отношением удельной теплоемкости при постоянном давлении (типично обозначается как C_p) к удельной теплоемкости при постоянном объеме (типично обозначается как C_v).

Аппаратные средства, используемые в системе 100, могут изменяться в различных вариантах осуществления. Скорректированный массовый расход может быть определен посредством расходомера Кориолиса с помощью способов, известных на уровне техники. Расходомер Кориолиса, особенно если он является более крупным расходомером Кориолиса, может быть чувствительным к воздействиям SoS. Воздействия SoS могут вызывать погрешность в массовом расходе, определенном посредством расходомера Кориолиса. Воздействия SoS могут быть учтены, если SoS протекающей текучей среды является известной. Однако, расходомер Кориолиса, поскольку он является чувствительным к воздействиям SoS, может не заслуживать доверия для вывода одного или более показателей измерения, которые могут быть использованы для логического вывода SoS протекающей текучей среды.

Рассматриваемые протекающие текучие среды могут быть текучими средами, которые обычно транспортируются или используются в сверхкритическом состоянии текучей среды. Примерами протекающих текучих сред, рассматриваемых этой спецификацией, являются, например, один или более из этилена, этана, углекислого газа и аргона.

В варианте осуществления другой датчик используется, чтобы предоставлять показатели измерения протекающей текучей среды, которые могут быть использованы для корректировки массового расхода, измеряемого посредством расходомера Кориолиса, для воздействий SoS. Например, измеритель плотности или измеритель вязкости могут быть использованы для определения показателей измерений, которые должны быть использованы в логическом выводе SoS протекающей текучей среды. В варианте осуществления датчик давления может быть использован для определения измеряемого давления для логического вывода SoS протекающей текучей среды. В альтернативном варианте осуществления давление может быть логически выедено из других показателей измерения. Например, датчик 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности и может логически выводить давление протекающей текучей среды из измеряемой жесткости. В варианте осуществления жесткость может иметь линейное соотношение с логически выводимым давлением, с простым уклоном и пересечением. В варианте осуществления логически выводимое давление может быть логически выведено с помощью соотношения, представленного уравнением (13).

В варианте осуществления SoS протекающей текучей среды может быть определена из одного или более из измеряемой плотности, измеряемой температуры, измеряемого или логически выведенного давления и зависящего от температуры и/или давления отношения удельных теплоемкостей. Соотношение может быть получено из уравнения состояния идеального газа, которое модифицировано, чтобы учитывать сверхсжимаемость.

(1)

Проведем перестановку:

(2)

В уравнениях (1) и (2) P является давлением протекающей текучей среды, V - это объем протекающей текучей среды, z - это сжимаемость протекающей текучей среды, R - это универсальная газовая постоянная (как функция молекулярного веса (далее в данном документе "MW")), и T - это абсолютная температура протекающей текучей среды. Поскольку газовая постоянная является функцией MW, уравнение плотности из уравнения (2) может быть перезаписано как уравнение (3):

(3)

В уравнении (3) является плотностью протекающей текучей среды.

Уравнение (3) может быть дополнительно переписано, чтобы выводить уравнение (4) для использования позднее:

(4)

SoS текучей среды, "a", является функцией изменения давления в зависимости от изменения плотности, как показано в уравнении (5):

(5)

Предположим, что SoS является изентропической в системе, уравнение (5) может быть разложено до уравнения (6):

(6)

В уравнении (6) k является отношением удельных теплоемкостей для газа и является функцией температуры и/или давления. Уравнение (6) может быть модифицировано, чтобы учитывать влияния поведения неидеального газа, как было выполнено для уравнения (1), чтобы выводить уравнение (7):

(7)

Объединение уравнений (4) и (7) выводит уравнение (8):

(8)

В варианте осуществления k является функцией температуры и/или давления и может быть выражено как k(T, P) (или, альтернативно, как k(P) или k(T)). Уравнение (8) может быть перезаписано как уравнение (9), чтобы представлять это.

(9)

Уравнения (5)-(9) представляют соотношения, где SOS логически выводится из значений одного или более из давления протекающей текучей среды, плотности и температуры. Логический вывод SoS может быть более практичным, поскольку логически выведенное соотношение может использовать показатели измерений, типично полученные в существующих системах для переноса, транспортировки и/или сохранения сверхкритических флюидов.

Может быть видно, что соотношение в уравнениях (8) и/или (9) имеет некоторые соотношения между параметрами, которые отличают логически выведенное определение уравнений (8) и/или (9) от существующих способов определения SoS. Например, SoS может быть логически выведена на основе обратного соотношения между SoS и плотностью протекающей текучей среды. Дополнительно, SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и давлением протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между квадратным корнем давления и SoS протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе обратного соотношения между SoS и квадратным корнем плотности протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и произведением коэффициента теплоемкости (k) и давления протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и произведением зависящего от температуры и/или давления коэффициента теплоемкости (k(T), k(P) и/или k(T, P)) и давления протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и отношением давления к плотности протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и квадратным корнем отношения давления к плотности протекающей текучей среды. SoS может быть логически выведена на основе прямого соотношения между SoS и квадратным корнем произведения коэффициента теплоемкости (возможно зависящего от температуры и/или давления коэффициента теплоемкости) и отношением давления к плотности протекающей текучей среды.

Для того, чтобы оценивать коэффициент теплоемкости на основе температуры и/или давления, компьютерная система 200, которая выполняет логически выводимое определение, может хранить предварительно определенное соотношение, возможно с характерными для вещества константами, чтобы определять коэффициент теплоемкости. В альтернативном варианте осуществления компьютерная система 200 имеет характерные для вещества таблицы, которые показывают коэффициент теплоемкости при конкретных значениях температуры и/или давления, компьютерная система 200 возможно интерполирует или экстраполирует коэффициент теплоемкости из табличных значений или получает ближайшее табличное значение теплоемкости, если точное значение коэффициента теплоемкости не сохранено для релевантных значений температуры и/или давления.

Система 100 может иметь вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, трубопровод 160 и боковой поток 170. В варианте осуществления один или более из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления могут быть соединены с возможностью связи, возможно в их соответствующих компьютерах и/или измерительных электронных аппаратурах. Вибрационный расходомер 5 может быть использован для определения различной текучей среды и/или показателей текучей среды, например, одного или более из массового расхода, плотности и вязкости.

Вибрационный расходомер 5 является вибрационным расходомером, который обнаруживает поток текучей среды и/или свойства протекающей текучей среды. В варианте осуществления вибрационный расходомер 5 является расходомером Кориолиса. Вибрационные датчики, такие как массовые расходомеры Кориолиса и вибрационные плотномеры и измерители вязкости, типично работают посредством обнаружения движения вибрирующей трубы, который содержит протекающий материал или вибрирующие элементы, погруженные в текучую среду. Свойства, ассоциативно связанные с материалом в трубе, такие как массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены посредством обработки сигналов измерений, принятых от датчиков движения, ассоциированных с трубой. На режимы вибрации вибрирующей заполненной веществом системы, как правило, оказывают влияние масса, жесткость и характеристики затухания колебаний текучей среды, содержащей трубы и вещества, содержащегося в ней.

Типичный массовый расходомер Кориолиса включает в себя одну или более труб, или проточных труб, которые соединяются в ряд в трубопроводе (например, трубу 160 или боковой поток 170) или другой транспортной системе и транспортируют материал, например, текучие среды, шламы, эмульсии и т.п., в системе 100. Каждая труба может рассматриваться как имеющая набор собственных режимов вибрации, включающих в себя, например, простой изгибающий, скручивающий, радиальный и совмещенный режимы. В типичном измерительном приборе массового расхода Кориолиса труба возбуждается в режиме вибрации, когда материал течет по трубе, и движение трубы измеряется в точках, разнесенных вдоль трубы. Возбуждение типично обеспечивается актуатором, например, электромеханическим устройством, таким как возбуждающее устройство магнитного типа или типа катушки линейного электропривода, которое возмущает трубу периодическим образом. Массовый расход может быть определен посредством измерения задержки времени или разности фаз между движениями в местоположениях датчиков. Два или более таких датчиков (или датчиков-преобразователей) типично применяются для того, чтобы измерять ответную вибрацию расходомерной трубы или труб, и типично располагаются оба в позициях выше по потоку и ниже по потоку от актуатора. Датчики-преобразователи могут выводить сигналы, которые сдвинуты по фазе относительно друг друга, и разность фаз или временная задержка между сигналами может быть характерной для сил Кориолиса, влияющих на вибрации труб. Два датчика-преобразователя соединяются с электронной измерительной аппаратурой. Измерительная аппаратура принимает сигналы от двух датчиков-преобразователей и обрабатывает сигналы для того, чтобы получать показатель массового расхода или показатель плотности, среди прочего. В целях этой спецификации, описываемая измерительная аппаратура будет специализированной измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера. Другие компоновки расходомера рассматриваются, например, системы, в которых лишь один датчик-преобразователь используется, или когда возбуждающее устройство также имеет режим измерительного преобразователя, так что только одно возбуждающее устройство используется для определения разности фаз.

Массовый расход ( ), сформированный посредством расходомера, с помощью измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, может быть определен с помощью уравнения (10):

(10)

В уравнении (10) FCF является коэффициентом калибровки расхода, является временной задержкой, а является нулевым смещением временной задержки. Варианты осуществления, в которых разность фаз используется вместо временной задержки, являются обычными в области техники и рассматриваются, но эти примеры, в целях краткости, не представлены.

Массовый расход может быть скорректирован для воздействий скорости звука, с помощью измерительной электронной аппаратуры вибрационного расходомера. Пример соотношений, которые могут быть использованы для корректировки массового расхода для скорости звука, может быть найден в уравнениях (11) и (12):

(11)

] (12)

В уравнении (11) является коэффициентом погрешности массового расхода, который зависит от соотношения со скоростью звука, "a". В различных вариантах осуществления соотношение может быть многочленным в скорости звука. Для каждой мощности для скорости звука существует соответствующий коэффициент (например, b, c, d, e и f), эти соответствующие коэффициенты ассоциируются с текучей средой (возможно посредством измерительной электронной аппаратуры, при этом измерительная электронная аппаратура выполняет корректировку массового расхода, сохраняет эти коэффициенты и ассоциирует их с конкретной текучей средой для использования для корректировки массового расхода этой текучей среды, возможно ассоциируемой с релевантными k значениями для текучей среды). В альтернативном варианте осуществления могут быть коэффициенты, которые не зависят от текучей среды, а, скорее, зависят, от используемого расходомера, так что только один набор коэффициентов существует для всех типов протекающих текучих сред. Сочетания этих вариантов осуществления рассматриваются, например, варианты осуществления, в которых ассоциативные связывания выполняются между коэффициентами и протекающей текучей средой и датчиком текучей среды. Хотя изображены как многочлены четвертого порядка, другие соотношения, включающие в себя различные порядки многочлена, рассматриваются. Другие порядки многочлена могут быть, например, первым, вторым, третьим, пятым, шестым, седьмым и/или т.п. В уравнении (12) является массовым расходом, измеряемым посредством расходомера 5, который не корректируется для воздействий скорости звука, и является массовым расходом, скорректированным для воздействий скорости звука. Следует понимать, что нескорректированный массовый расход, , может быть определен с помощью любого известного соотношения, например, уравнения (10) (при этом из уравнения (10) является из уравнения (12)). В уравнении (12) является массовым расходом, скорректированным для воздействий скорости звука. Использование соотношений в уравнениях (1)-(9) чтобы логически выводить скорость звука, и использование уравнений (10)-(12), чтобы корректировать измеряемый массовый расход, могут создавать эффективную систему для корректировки измеряемых массовых расходов для воздействий скорости звука. В других вариантах осуществления, вместо коэффициента погрешности массового расхода, величина погрешности массового расхода может быть определена, так что скорректированный массовый расход может быть суммой или разностью межу нескорректированным массовым расходом и величиной погрешности массового расхода.

Воздействия скорости звука могут считаться значительными в более крупных вибрационных датчиках, например, датчиках с внутренним диаметром 2 дюйма или более. Воздействия скорости звука могут также считаться значительными в вибрационных датчиках, которые вибрируют с более высокими частотами, например, частотами, равными или выше 300 Гц.

В варианте осуществления вибрационный расходомер 5 может иметь достаточно большой внутренний диаметр и/или вибрировать с достаточно высокой частотой, так что вибрационный расходомер 5 является чувствительным к SoS-воздействиям, и показатели измерений, полученные посредством вибрационного расходомера 5, могут иметь ассоциированные связанные с SoS погрешности. Соотношения, которые корректируют массовый расход, могут быть использованы с измерением SoS или логическим выводом, чтобы определять воздействие SoS на показатели измерений массового расхода, которые производит вибрационный расходомер 5.

Вибрационный расходомер 5 может быть присоединен к и/или находиться в жидкостном сообщении с трубой 160. Труба является полым элементом, возможно практически цилиндрическим, через который протекает текучая среда. Вибрационный расходомер 5 может быть встроен в трубу 160 и/или может быть жидкостно соединен последовательно с текучей средой из трубы 160.

Если вибрационный расходомер 5 является видом, который чувствителен к воздействиям SoS, дополнительный датчик 10 плотности может быть использован для определения показателей измерений, которые в значительной степени являются невосприимчивыми к воздействиям SoS, чтобы определять или логически выводить SoS для корректировки массового расхода, измеряемого посредством вибрационного расходомера 5. Датчик 10 плотности является датчиком, который определяет плотность протекающей текучей среды. Вибрационный расходомер 5 может считаться видом, который является чувствительным к воздействиям SoS, если его внутренний диаметр является большим, и/или его частота вибрации является высокой. Например, вибрационный расходомер 5 может иметь внутренний диаметр, который равен или больше двух дюймов, и/или вибрационный расходомер 5 может осуществлять вибрацию вибрационных элементов с частотой, которая равна или больше 300 Гц. Датчик 10 плотности может выполнять определения и логические выводы и может осуществлять измерения с помощью логики, сохраненной в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности. Датчик 10 плотности может также быть расходомером Кориолиса, возможно расходомером, который вибрирует с более низкой частотой и/или имеет более низкий внутренний диаметр проточной трубы по сравнению с вибрационным расходомером 5. До этой степени датчик 10 плотности может также быть вибрационным расходомером, который отличается от вибрационного расходомера 5. В варианте осуществления датчик плотности может быть одним из датчика плотности Кориолиса и расходомера Кориолиса. Варианты осуществления, в которых датчик 10 плотности является вилочным измерителем плотности или вилочным измерителем вязкости, рассматриваются, но следует отметить, что они являются высокочастотными измерителями, которые имеют значительные воздействия SoS и выполняют корректировку для воздействий SoS с помощью эмпирических корректировок с ассоциированными погрешностями, которые распространяются на последующие определения. Варианты осуществления, в которых датчик 10 плотности является измерителем плотности газа (GDM), рассматриваются, но следует отметить, что они работают с высокой частотой и имеют ассоциированные погрешности воздействия SoS, которые требуют калибровки на месте, возможно делая плотность и другие определения более чувствительными к погрешности и более трудными для обеспечения.

В варианте осуществления датчик 10 плотности имеет меньший диаметр и/или более низкую частоту вибрации по сравнению с вибрационным расходомером 5. Например, внутренний диаметр датчика 10 плотности может быть меньше двух дюймов, и/или датчик плотности может вибрировать с частотой ниже 300 Гц. Датчик 10 плотности может быть приспособлен, чтобы измерять плотность, которая в значительной степени является невосприимчивой к воздействиям скорости звука, возможно в пределах предварительно определенного допуска. Измерение плотности посредством датчика 10 плотности может проводиться способами, хорошо установленными в области техники, например, посредством соотношений, основанных на частоте вибрации датчика 10 плотности и плотности материала, который протекает в датчике 10 плотности. Датчик 10 плотности может быть размещен выше по потоку или ниже по потоку (относительно направления потока текучей среды) от вибрационного расходомера 5. В другом варианте осуществления, если датчик 10 плотности имеет меньший диаметр по сравнению с вибрационным расходомером 5, датчик 10 плотности может быть в жидкостном сообщении с вибрационным расходомером 5 через боковой поток 170 (как показано на фиг. 1). Боковой поток 170 является ответвлением от трубы 160, которое находится в жидкостном сообщении с трубой 160, но, возможно, имеет внутренний диаметр (эффективный проходной диаметр и/или эффективное проходное сечение), отличный от внутреннего диаметра трубы 160. Альтернативно, датчик 10 плотности может быть в непосредственном жидкостном сообщении с трубой 160. Может быть предпочтительным, чтобы вибрационный расходомер 5 был в пределах некоторого порогового расстояния от датчика 10 плотности, так что измерения вибрационного расходомера 5 и датчика 10 плотности в значительной степени соответствуют друг другу и представляют одинаковую протекающую текучую среду. Датчик 10 плотности может иметь компьютер, возможно измерительную электронную аппаратуру 120 датчика плотности, которая находится в электрической связи с вибрационным расходомером 5.

В варианте осуществления, когда логически выводимое давление используется (в противоположность измеряемому давлению), один из датчика 10 плотности и вибрационного расходомера 5 может логически выводить давление протекающей текучей среды из соотношений между давлением и жесткостью датчика 10 плотности. В варианте осуществления датчик 10 плотности может логически выводить давление с помощью измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности для датчика 10 плотности. В другом варианте осуществления релевантное значение жесткости или соотношение передается измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера от датчика 10 плотности, так что вибрационный расходомер 5 логически выводит давление протекающей текучей среды из жесткости датчика 10 плотности. Любые показатели измерений или логические выводы, возможно включающие в себя одно или более из измеряемой плотности, измеряемой жесткости и логически выведенного давления, могут быть переданы из датчика 10 плотности измерительной электронной аппаратуре вибрационного расходомера 5 для того, чтобы использоваться в логическом выводе SoS и/или для определения SoS-скорректированного массового расхода. Датчик 10 плотности может логически выводить давление и скорость звука протекающей текучей среды и передавать одну или более из этих логически выведенных величин в измерительную электронную аппаратуру 110 вибрационного расходомера.

В варианте осуществления, когда давление логически выводится (в противоположность измерению), если логический вывод давления проводится посредством датчика 10 плотности, датчик 10 плотности может быть способен логически выводить, посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, логически выводимую скорость звука, возможно посредством оценки одного из соотношений в уравнении (8) или уравнении (9) с помощью логически выведенного давления и, возможно, одного или более из измеряемой плотности и измеряемой температуры (температура и/или давление используются для определения коэффициента теплоемкости, k).

В варианте осуществления, когда используется измеряемое давление (как противоположность логически выведенному давлению), система 100 может иметь дополнительный необязательный датчик 20 давления. Необязательный датчик 20 давления является датчиком, который измеряет давление протекающей текучей среды. Датчик 20 давления может быть любым датчиком давления, известным в области техники. Датчик 20 давления может быть в жидкостном сообщении с трубой 160 для того, чтобы определять давление протекающей текучей среды, которая проходит через одно или более из трубы 160, бокового потока 170, вибрационного расхода 5 и/или датчика 10 плотности. Датчик 20 давления может передавать данные давления измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера и/или измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности для использования в логическом вводе скорости звука протекающей текучей среды из измеряемого давления. В варианте осуществления датчик 20 давления может быть интегрирован в один или более из вибрационного расходомера 5 и датчика 10 плотности.

Рассматривается вариант осуществления, когда датчик 10 плотности, сам, логически выводит SoS текучей среды. В этом варианте осуществления измерительная электронная аппаратура датчика плотности может измерять плотность протекающей текучей среды и может логически выводить давление протекающей текучей среды из измеряемой жесткости датчика 10 плотности. В этом варианте осуществления датчик 10 плотности может передавать логически выведенную SoS измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера для использования в корректировке показателя измерения массового расхода вибрационного расходомера 5.

Фиг. 2 показывает блок-схему варианта осуществления компьютерной системы 200 для логического вывода и/или применения скорости звука. В варианте осуществления компьютерная система 200 может быть измерительной электронной аппаратурой или может иметь элементы, которые могут быть компонентами более чем одной компьютерной системы или измерительной электронной аппаратуры, например, измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности и/или любой электронной аппаратуры, ассоциированной с необязательным датчиком 20 давления. Следует понимать, что множество операций может выполняться посредством одной из двух или обеих из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера и/или измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, так что каждая может быть различными вариантами осуществления компьютерной системы 200 с одним или более вариантами осуществления модулей и функциональных возможностей, выраженных относительно компьютерной системы 200.

В различных вариантах осуществления компьютерная система 200 может состоять из специализированных интегральных схем или может иметь дискретные элементы процессора и памяти, процессорные элементы для обработки команд из и сохранения данных в элементах памяти. Компьютерная система 200 может представлять собой изолированную физическую систему, виртуальную машину и/или может устанавливаться в облачном вычислительном окружении. Компьютерная система 200 может быть сконфигурирована, чтобы осуществлять любые этапы способа, представленные в этом описании.

Компьютерная система может иметь процессор 210, память 220, интерфейс 230 и коммуникационное соединяющее устройство 240. Память 220 может хранить и/или может иметь интегральные схемы, представляющие, например, один или более из модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки. В различных вариантах осуществления компьютерная система 200 может иметь другие компьютерные элементы, объединенные в сформулированные элементы или в дополнение к или на связи со сформулированными компьютерными элементами, например, шинами, другими протоколами связи и т.п.

Процессор 210 является элементом обработки данных. Процессор 210 может быть любым элементом, используемым для обработки, таким как центральный процессор, специализированная интегральная схема, другая интегральная схема, аналоговый контроллер, графический процессор, программируемая пользователем вентильная матрица, любое сочетание этих или других широко распространенных обрабатывающих элементов и/или т.п. Процессор 210 может иметь кэш-память, чтобы сохранять данные обработки. Процессор 210 может извлекать выгоду из способов в этом подробном описании, поскольку способы могут повышать разрешение вычислений и уменьшать ошибку этих вычислений с использованием представленных изобретаемых структур.

Память 220 является устройством для электронного хранилища. Память 220 может быть любым энергонезависимым носителем данных и может включать в себя одно, некоторые или все из жесткого диска, твердотельного накопителя, энергозависимой памяти, интегральных схем, программируемой пользователем вентильной матрицы, оперативной памяти, постоянной памяти, динамической памяти с произвольным доступом, стираемой программируемой постоянной памяти, электрически стираемой программируемой постоянной памяти, облачного хранилища, кэш-памяти и/или т.п. Процессор 210 может выполнять команды из и использовать данные, сохраненные в запоминающем устройстве 220.

Компьютерная система 200 может быть сконфигурирована, чтобы хранить любые данные, которые будут использованы одним или более из модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, модуля 206 измерения и/или модуля 208 корректировки, и может хранить исторические данные для любого интервала времени, представляющие любой параметр, принятый или использованный одним или более из модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки, в памяти 220, возможно с временными отметками, представляющими то, когда данные были измерены и/или определены. Компьютерная система 200 может также хранить любые данные, которые представляют определения любых промежуточных этапов, в памяти 220. В то время как один или более из модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки отображаются как четыре отдельных и дискретных модуля, спецификация рассматривает любое число (даже один или четыре, как указано) и разнообразие модулей, работающих синхронно, чтобы осуществлять способы, выраженные в этой спецификации.

Модуль 202 логического вывода SoS является модулем, который логически выводит скорость звука протекающей текучей среды. Модуль 202 логического вывода SoS может использовать одно или более соотношений, выраженных в уравнениях (1)-(9), чтобы логически выводить скорость звука протекающей текучей среды. В различных вариантах осуществления модуль логического вывода SoS логически выводит скорость звука протекающей текучей среды с помощью одного или более соотношений на основе обратного соотношения между SoS и плотностью протекающей текучей среды, прямого соотношения между SoS и давлением протекающей текучей среды, прямого соотношения между квадратным корнем давления и SoS протекающей текучей среды, обратного соотношения между SoS и квадратным корнем плотности протекающей текучей среды, прямого соотношения между SoS и произведением коэффициента (k) теплоемкости и давления протекающей текучей среды, прямого соотношения между SoS и произведением зависящего от температуры и/или давления коэффициента (k(T, P)) теплоемкости и давления протекающей текучей среды, прямого соотношения между SoS и отношением давления к плотности протекающей текучей среды, прямого соотношения между SoS и квадратным корнем отношения давления к плотности протекающей текучей среды, и/или прямого соотношения между SoS и квадратным корнем произведения коэффициента теплоемкости (возможно зависящего от температуры и/или давления коэффициента теплоемкости) и отношения давления к плотности протекающей текучей среды.

Если коэффициент теплоемкости зависит от температуры и/или давления, соотношение зависящего от температуры и/или давления коэффициента теплоемкости может быть предварительно сохранено в модуле 202 логического вывода SoS. Измеряемая температура, которая может быть использована, может быть измерена посредством любого из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и/или датчика 20 давления. Опять, давление может быть логически выведено из жесткости датчика 10 плотности посредством датчика 10 плотности, использующего модуль 204 логического вывода давления, сохраненный в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности, или давление может быть измерено посредством измерительного модуля 206, сохраненного в необязательном датчике 20 давления. Альтернативные варианты осуществления рассматриваются, где показатели измерений плотности и жесткости определяются и/или передаются как необработанные информационные сигналы, которые должны быть интерпретированы модулем 202 логического вывода SoS.

В варианте осуществления, в котором логический вывод скорости звука проводится посредством вибрационного расходомера 5, компьютерная система 200 может быть вариантом осуществления измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, и модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. В этом варианте осуществления модуль 202 логического вывода SoS может принимать показатель измерения плотности от датчика 10 плотности и давление. Давление может быть измеряемым давлением и может быть принято посредством измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера от необязательного датчика 20 давления. Альтернативно, давление может быть логически выведенным давлением, которое логически выводится из показателя измерения жесткости датчика 10 плотности, с помощью модуля 204 логического вывода давления.

В варианте осуществления, в котором логический вывод скорости звука проводится посредством датчика 10 плотности, компьютерная система 200 может быть вариантом осуществления измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, и модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности. В этом варианте осуществления модуль 202 логического вывода SoS может принимать показатель измерения плотности от датчика 10 плотности и может принимать или логически выводить значение давления. Давление может быть измеряемым давлением и может быть принято посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности от необязательного датчика 20 давления. Альтернативно, давление может быть логически выводимым давлением, которое логически выводится из показателя измерения жесткости датчика 10 плотности, с помощью модуля 204 логического вывода давления.

В другом варианте осуществления автономная компьютерная система 200 может принимать показатели измерений и/или логический вывод давления от одного или более из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления. Автономная компьютерная система 200 может иметь сохраненный модуль 202 логического вывода SoS, так что скорость звука протекающей текучей среды логически выводится в автономной компьютерной системе 200.

Модуль 204 логического вывода давления является программным модулем, который логически выводит значение давления протекающей текучей среды из измеряемого значения жесткости датчика 10 плотности. В варианте осуществления модуль 204 логического вывода давления может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности, так что датчик 10 плотности может логически выводить давление текучей среды, с помощью модуля 204 логического вывода давления, из показателя измерения жесткости датчика 10 плотности, выполненного посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности. Модуль 204 логического вывода давления может использовать, простое, полученное эмпирическим путем соотношение между логически выведенным давлением и измеряемой жесткостью датчика 10 плотности. Соотношение может быть простым линейным соотношением, возможно соотношением, которое состоит из простого уклона и пересечения. Например, модуль 204 логического вывода давления может использовать соотношение типа, выраженного уравнением (13).

(13)

В уравнении (13) P является логически выведенным давлением, A и B являются коэффициентами (либо постоянными, либо зависящими от температуры), а является измеряемой жесткостью датчика 10 плотности.

В альтернативном варианте осуществления модуль 204 логического вывода давления может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. В этом варианте осуществления модуль 204 логического вывода давления может принимать измеряемую жесткость датчика 10 плотности от измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности для использования в логическом выводе плотности. В других вариантах осуществления модуль 204 логического вывода давления может определять давление из измеряемых или переданных необработанных данных, которые представляют показатель измерения жесткости датчика 10 плотности, который должен быть использован в логическом выводе давления. В вариантах осуществления, в которых необязательный датчик 20 давления используется для измерения давления для логического вывода скорости звука протекающей текучей среды, модуль 204 логического вывода давления может не быть обязательным и может не присутствовать в какой-либо из компьютерной системы 200, измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера и измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности.

Измерительный модуль 206 является модулем, который определяет значения измерений. Каждая из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности и датчик 20 давления могут иметь различные разновидности измерительного модуля 206. Например, в варианте осуществления, измерительный модуль 206 измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера может быть сконфигурирован, чтобы получать измерения массового расхода. Измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности может иметь измерительный модуль 206, который измеряет одно или более из измеряемой плотности протекающей текучей среды и измеряемой жесткости датчика 10 плотности. Измеряемая жесткость датчика 10 плотности может быть сохранена, если давление, используемое в логически выводимом соотношении скорости звука, является логически выводимым давлением. Необязательный датчик 20 давления может иметь вариант осуществления измерительного модуля 206, сохраненного в своей электронной аппаратуре, который конфигурируется, чтобы измерять значение давления протекающей текучей среды, возможно для исключения других измерений.

Модуль 208 корректировки является программным модулем, который корректирует показатели измерений вибрационного расходомера 5 на предмет погрешностей вследствие воздействий скорости звука протекающей текучей среды. В варианте осуществления модуль 208 корректировки хранится в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. Модуль 208 корректировки может использовать логически выводимую скорость звука для корректировки показателя измерения массового расхода вибрационного расходомера 5. Пример уравнения корректировки массового расхода, которое корректирует воздействия скорости звука, использующее скорость звука в качестве члена, может быть выражено как соотношение вида, показанного в уравнениях (10)-(12). Модуль 208 корректировки может альтернативно использовать существующие соотношения массового расхода, которые корректируют воздействия скорости звука. В варианте осуществления, в котором логический вывод логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды проводится посредством измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, модуль 208 корректировки может принимать логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды от измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, самостоятельно. В варианте осуществления, в котором логический вывод логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды проводится посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, модуль 208 корректировки может принимать логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды от измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности через измерительную электронную аппаратуру 110 вибрационного расходомера.

В варианте осуществления, в котором измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера проводит логический вывод скорости звука, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера может иметь модуль 202 логического вывода SoS и может принимать показатели измерений и/или логические выводы одного или более из измеряемой температуры протекающей текучей среды, измеряемого давления протекающей текучей среды, измеряемой плотности протекающей текучей среды и жесткости датчика 10 плотности. в этих вариантах осуществления измерительная электронная аппаратура 110 расходомера может определять скорректированный массовый расход на основе одного или более измерений разности фаз, временной задержки и/или температуры, полученных посредством модуля 206 измерения, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера, или измерение температуры может быть измерено альтернативно посредством измерительного модуля 206 в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности или датчике 20 давления (с помощью их соответствующих температурных датчиков). В этом варианте осуществления датчик 10 плотности может иметь измерительный модуль 206, который конфигурируется, чтобы измерять плотность протекающей текучей среды. В этом варианте осуществления модуль 208 корректировки может получать логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды и применять ее для корректировки массового расхода, определенного посредством измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного датчика. В этом варианте осуществления, если давление, используемое для определения логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды, является логически выводимым давлением, логически выводимое давление может быть логически выведено посредством модуля 204 логического вывода давления датчика 10 плотности. В альтернативном варианте осуществления, в котором используется логически выводимое давление, измерительный модуль 206 датчика 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности и передавать значение жесткости в измерительную электронную аппаратуру 110 вибрационного расходомера для того, чтобы измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера определяла логически выводимое давление с помощью модуля 204 логического вывода давления, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. В варианте осуществления, где используется измеряемое давление, логически выводимое давление может быть чрезмерным, так что логический вывод давления из жесткости датчика 10 плотности не выполняется.

В альтернативном варианте осуществления, в котором датчик 10 плотности выполняет логический вывод скорости звука протекающей текучей среды, модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности. Эта SoS может быть передана из измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности в измерительную электронную аппаратуру 110 вибрационного расходомера для использования измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера в модуле 208 корректировки, сохраненном в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера, чтобы корректировать показатель измерения массового расхода. Этот скорректированный показатель измерения массового расхода может также быть основан на данных о разности фаз или временной задержке, определенных посредством измерительного модуля 206 измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера. В этом варианте осуществления измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности может иметь измерительный модуль 206, который измеряет измеряемую плотность протекающей текучей среды. Показатель измерения температуры может быть предоставлен посредством измерительного модуля, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности, измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера и необязательном датчике 20 давления. Давление, используемое для логического вывода скорости звука протекающей текучей среды, может быть логически выведено посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности с помощью модуля 204 логического вывода давления. В альтернативном варианте осуществления используемое давление является измеряемым давлением, предоставленным в измерительную электронную аппаратуру 120 датчика плотности посредством необязательного датчика 20 давления.

Функциональные возможности модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки рассматриваются и отражают способы, которые выполняются в представленных блок-схемах последовательности операций. Все способы в этой спецификации рассматриваются относительно каждой блок-схемы последовательности операций и указанных порядков, других потенциальных порядков, или, когда указано, что порядок не имеет значения, информации блок-схем последовательности операций, но все способы и функциональные возможности модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки рассматриваются в целях любых пунктов формулы для способа и/или устройства в этой спецификации. Также, при условии, что системы и способы этой спецификации могут требовать более одного датчика (например, один или более из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления), каждый датчик может иметь свой собственный вариант осуществления компьютерной системы 200, при этом каждый датчик имеет свои собственные варианты осуществления одного или более из модуля 202 логического вывода SoS, модуля 204 логического вывода давления, измерительного модуля 206 и/или модуля 208 корректировки, при необходимости. Любой датчик, который проводит логический вывод скорости звука, может иметь вариант осуществления модуля 202 логического вывода SoS. Если давление, используемое в логически выводимом соотношении для определения скорости звука, является логически выводимым давлением, один или более из вибрационного расходомера 5 и датчика 10 плотности может иметь свой собственный вариант осуществления модуля 204 логического вывода давления. Каждый из датчиков, который получает показатели измерений, может иметь свой собственный вариант осуществления измерительного модуля 206 (с функциональными возможностями получения измерений, полученных посредством каждого соответствующего датчика). Модуль 208 корректировки наиболее вероятно хранится в вибрационном расходомере 5, но рассматриваются варианты осуществления, в которых индивидуальные варианты осуществления модуля 208 корректировки могут быть сохранены в других датчиках.

Различные варианты осуществления компьютерной системы 200 предполагаются, и некоторые элементы компьютерной системы 200 могут принадлежать различным элементам аппаратных средств, например, одной или более из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности и необязательного датчика 20 давления. В примерах, где измеряемое давление используется для логического вывода скорости звука протекающей текучей среды, необязательный датчик 20 давления может иметь измерительный модуль 206, который измеряет давление протекающей текучей среды и передает измеряемое давление любой компьютерной системе, которая проводит логический вывод скорости звука протекающей текучей среды (например, передает давление одной или более из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера и измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности).

Кроме того, в вариантах осуществления, в которых компьютерная система 200 представляет собой измерительную электронную аппаратуру 110, измерительная электронная аппаратура 110 может содержать определенное число функционально соединенных элементов. Аппаратные средства, которые взаимодействуют, чтобы формировать когезионную компьютерную систему 200, которая представляет собой измерительную электронную аппаратуру 110, могут иметь различные компоненты, например, традиционную матрицу измерительной электронной аппаратуры, функционально соединенную с соответствующим и/или совместимым передающим устройством. В варианте осуществления измерительная электронная аппаратура 110 может иметь свой процессор 210 в интегрированных элементах измерительной электронной аппаратуры измерителя и, по меньшей мере, некоторые элементы памяти 220 в передатчике.

Порядки, в которых некоторые модули исполняют этапы, в значительной степени зависят от раскрытых необходимых соотношений. Например, если логически выводимое соотношение для логического вывода скорости звука текучей среды требует измерений и/или логических выводов одного или более из плотности, давления, жесткости датчика и температуры, эти величины должны будут измеряться или логически выводиться, прежде чем скорость звука логически выводится с помощью таких величин. Также, если массовый расход должен быть скорректирован посредством логически выведенной скорости звука, скорость звука должна быть сначала логически выведена, прежде чем массовый расход может быть скорректирован на основе логически выведенной скорости звука. Следовательно, порядок этапов или использований модулей не является поистине необходимым, кроме как до такой степени, что лежащие в основе процедуры требуют, чтобы один этап выполнялся прежде следующего. Например, выполняемые измерения могут, по большей части, выполняться в любом порядке. Логические выводы должны лишь быть последовательными до такой степени, что такие значения требуются в качестве входных данных для следующего этапа.

Интерфейс 230 представляет собой устройство ввода-вывода, используемое для того, чтобы функционально соединять компьютерную систему 200 данных с внешними вычислительными элементами. Интерфейс 230 допускает соединение компьютерной системы 200 с внешними элементами, с использованием известных технологий, например, универсальной последовательной шины, технологии Prolink, последовательной связи, последовательного интерфейса ATA, HPC-соединения, технологии Gigabit Ethernet, технологии Infiniband и т.п. Интерфейс 230 может иметь коммуникационное соединительное устройство 240. Коммуникационное соединительное устройство 240 используется для соединения компьютерной системы 200 с компонентами, внешними для компьютерной системы 200, например, с одним или более внешними вычислительными устройствами, вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности и необязательным датчиком 20 давления.

Блок-схемы последовательности операций способа

Фиг. 3-7 показывают блок-схемы последовательности операций вариантов осуществления способов для логического вывода скорости звука и вариантов осуществления способов использования логически выведенной скорости звука для корректировки показателей измерения расхода. Способы, раскрытые на блок-схемах последовательности операций способа, являются неисчерпывающими и просто демонстрируют потенциальные варианты осуществления этапов и порядков. Способы должны истолковываться в контексте всей спецификации, включающей в себя элементы, раскрытые в описаниях для фиг. 1 и 2, компьютерную систему(ы) 200, раскрытые на фиг. 2, и/или модуль 202 логического вывода SoS.

Фиг. 3 показывает блок-схему варианта осуществления способа 300 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки, упомянутые в способе 300, могут быть вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности, необязательным датчиком 20 давления, компьютерной системой 200, измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратурой 120 датчика плотности, модулем 202 логического вывода SoS, модулем 204 логического вывода давления, измерительным модулем 206 и модулем 208 корректировки, которые раскрыты на фиг. 1 и 2, хотя любой подходящий вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Все способы для выполнения этих этапов, раскрытых в этой спецификации, рассматриваются. Также, все из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления (если уместен) находятся в жидкостном сообщении друг с другом и принимают протекающую текучую среду, логически выводимая скорость звука, упомянутая в способе 300, является логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Этап 302 является измерением, посредством одного или более измерительных модулей 206, измеряемых входных параметров. Измеряемые входные параметры могут включать в себя, например, одно или более из плотности, температуры, жесткости датчика 10 плотности и давления. Измерение не должно включать в себя все из изложенных измеряемых входных параметров. Например, в варианте осуществления, в котором давление, используемое в логическом выводе скорости звука, является измеряемым давлением, давление является измеряемым входным параметром (возможно, полученным посредством необязательного датчика 20 давления), и жесткость датчика 10 плотности может быть чрезмерной для логического вывода SoS. В варианте осуществления, в котором давление логически выводится, жесткость датчика плотности 10 может быть измерена для логического вывода давления, и может не быть необходимости измерять давление (возможно делая необязательный датчик 20 давления ненужным). Также, измерение температуры может проводиться посредством измерительного модуля 206 любого из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления измерительного модуля 206, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа.

Этап 304 является необязательно логическим выводом, посредством модуля 204 логического вывода давления, логически выводимого давления. Как изложено, логически выводимая скорость звука протекающей текучей среды может быть логически выведена с помощью логически выводимого давления вместо измеряемого давления. Датчик 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности. Один из датчика 10 плотности и вибрационного расходомера 5 (какой бы ни имел модуль 204 логического вывода давления в своей измерительной электронной аппаратуре) может использовать измеряемую жесткость для логического вывода логически выводимого давления. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 204 логического вывода давления, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа.

Этап 306 является логическим выводом, посредством модуля 202 логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Модуль логического вывода SoS может логически выводить логически выводимую скорость звука из одного или более измеряемых входных параметров и логически выводимого давления. Модуль 202 логического вывода SoS может использовать любые из своих функциональных возможностей и может использовать любое из сформулированных соотношений, например, соотношений, сформулированных между логически выводимой скоростью звука и измеряемыми входными параметрами (и логически выводимым давлением, если в релевантном варианте осуществления), и соотношений, выраженных уравнениями (1)-(9). Как раскрыто в этой спецификации, модуль 202 логического вывода SoS может быть элементом одной из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера и измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, какая бы измерительная электронная аппаратура не предполагалась для логического вывода логически выводимой скорости звука. В альтернативном варианте осуществления модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в автономной компьютерной системе, которая принимает релевантные показатели измерений и/или логические выводы для логического вывода скорости звука в автономной компьютерной системе 200. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 202 логического вывода SoS, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа.

В варианте осуществления каждый из этапов способа, показанного на фиг. 3, представляет собой отдельный этап. В другом варианте осуществления, хотя проиллюстрированы в качестве различных этапов на фиг. 3, этапы 302-306 могут не представлять собой различные этапы. В других вариантах осуществления, способ, показанный на фиг. 3, может не иметь все вышеуказанные этапы и/или может иметь другие этапы, помимо или вместо этапов, упомянутых выше. Этапы способа, показанные на фиг. 3, могут выполняться в другом порядке. Поднаборы этапов, упомянутых выше в качестве части способа, показанного на фиг. 3, могут использоваться для того, чтобы формировать собственный способ. Этапы способа 300 могут повторяться в любом сочетании и порядке любое число раз, например, непрерывно в цикле для того, чтобы предоставлять согласующиеся и/или непрерывные логические выводы скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 4 показывает блок-схему варианта осуществления способа 400 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки, упомянутые в способе 400, могут быть вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности, необязательным датчиком 20 давления, компьютерной системой 200, измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратурой 120 датчика плотности, модулем 202 логического вывода SoS, модулем 204 логического вывода давления, измерительным модулем 206 и модулем 208 корректировки, которые раскрыты на фиг. 1 и 2, хотя любой подходящий вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Все способы для выполнения этих этапов, раскрытых в этой спецификации, рассматриваются. Также, все из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления (если уместен) находятся в жидкостном сообщении друг с другом и принимают протекающую текучую среду, логически выводимая скорость звука является логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Этап 402 является логическим выводом, посредством модуля 202, логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды. Модуль логического вывода SoS может принимать и определять логически выводимую скорость звука из одного или более измеряемых входных параметров и логически выводимого давления. Модуль 202 логического вывода SoS может использовать любые из своих функциональных возможностей и может использовать любое из сформулированных соотношений, например, соотношений, сформулированных между логически выводимой скоростью звука и измеряемыми входными параметрами (и логически выводимым давлением, если в релевантном варианте осуществления), и соотношений, выраженных уравнениями (1)-(9). Как раскрыто в этой спецификации, модуль 202 логического вывода SoS может быть элементом одной из измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера и измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, какая бы измерительная электронная аппаратура не предполагалась для логического вывода логически выводимой скорости звука. В альтернативном варианте осуществления модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в компьютерной системе 200, которая является автономной компьютерной системой, которая принимает релевантные показатели измерений и/или логические выводы для логического вывода скорости звука в автономной компьютерной системе. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 202 логического вывода давления, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 402 может быть вариантом осуществления этапа 306.

В варианте осуществления подэтапы для этапа, перечисленного выше в качестве части способа, показанного на фиг. 4, могут быть использованы для формирования своего собственного способа. Этап способа 400 может повторяться любое число раз, например, непрерывно в цикле для того, чтобы предоставлять согласующиеся и/или непрерывные логические выводы скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа 500 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды в датчике 10 плотности. Вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки, упомянутые в способе 500, могут быть вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности, необязательным датчиком 20 давления, компьютерной системой 200, измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратурой 120 датчика плотности, модулем 202 логического вывода SoS, модулем 204 логического вывода давления, измерительным модулем 206 и модулем 208 корректировки, которые раскрыты на фиг. 1 и 2, хотя любой подходящий вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Все способы для выполнения этих этапов, раскрытых в этой спецификации, рассматриваются. Также, все из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления (если уместен) находятся в жидкостном сообщении друг с другом и принимают протекающую текучую среду, логически выводимая скорость звука является логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Этап 502 является измерением, посредством измерительного модуля 206, измеряемых входных параметров датчика 10 плотности. Измеряемые входные параметры датчика 10 плотности могут включать в себя, например, одно или более из плотности, температуры и жесткости датчика 10 плотности. В некоторых вариантах осуществления измерение необязательно должно включать в себя все из изложенных измеряемых входных параметров. Например, в варианте осуществления, в котором давление, используемое в логическом выводе скорости звука, является измеряемым давлением, жесткость 10 датчика плотности может быть чрезмерной и не измеряться вовсе. В варианте осуществления, в котором давление логически выводится, жесткость датчика 10 плотности может быть измерена для логического вывода давления. Также, измерение температуры может проводиться посредством измерительного модуля 206 любого из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления. Если измеряемая температура, которая должна использоваться в логическом выводе скорости звука, измеряется в датчике, отличном от датчика 10 плотности, датчик 10 плотности может принимать измеряемую температуру от датчика, отличного от датчика плотности. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления измерительного модуля 206, ассоциированного с датчиком 10 плотности, раскрытым в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 502 может быть вариантом осуществления этапа 302.

Этап 504 является необязательно логическим выводом, посредством модуля 204 логического вывода давления, логически выводимого давления. Как изложено, логически выводимая скорость звука протекающей текучей среды может быть логически выведена с помощью логически выводимого давления вместо измеряемого давления. Датчик 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности. Датчик 10 плотности может использовать измеряемую жесткость для логического вывода логически выводимого давления. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 204 логического вывода давления, ассоциированного с датчиком 10 плотности, раскрытым в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 504 может быть вариантом осуществления этапа 304.

Этап 506 является необязательно приемом, посредством измерительной электронной аппаратуры 120 датчика плотности, измеряемого давления от необязательного датчика 20 давления. В этом варианте осуществления давление измеряется, а не логически выводится. В варианте осуществления этапы 504 и 506 могут быть альтернативными этапами, так что одно из измеряемого давления и логически выводимого давления используется для логического вывода скорости звука протекающей текучей среды.

Этап 508 является логическим выводом, посредством модуля 202 логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности. Модуль логического вывода SoS может логически выводить логически выводимую скорость звука из одного или более измеряемых входных параметров, логически выводимого давления и любых принятых параметров. Модуль 202 логического вывода SoS может использовать любые из своих функциональных возможностей и может использовать любое из сформулированных соотношений, например, соотношений, сформулированных между логически выводимой скоростью звука и измеряемыми входными параметрами (и/или логически выводимым давлением, если в релевантном варианте осуществления), и соотношений, выраженных уравнениями (1)-(9). Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 202 логического вывода SoS, ассоциированного с датчиком 10 плотности, раскрытым в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 508 может быть вариантом осуществления этапа 306.

В варианте осуществления каждый из этапов способа, показанного на фиг. 5, представляет собой отдельный этап. В другом варианте осуществления, хотя проиллюстрированы в качестве различных этапов на фиг. 5, этапы 502-508 могут не представлять собой различные этапы. В других вариантах осуществления, способ, показанный на фиг. 5, может не иметь все вышеуказанные этапы и/или может иметь другие этапы, помимо или вместо этапов, упомянутых выше. Этапы способа, показанные на фиг. 5, могут выполняться в другом порядке. Поднаборы этапов, упомянутых выше в качестве части способа, показанного на фиг. 5, могут использоваться для того, чтобы формировать собственный способ. Этапы способа 500 могут повторяться в любом сочетании и порядке любое число раз, например, непрерывно в цикле для того, чтобы предоставлять согласующиеся и/или непрерывные логические выводы скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа 600 для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды в вибрационном расходомере 5. Вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки, упомянутые в способе 600, могут быть вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности, необязательным датчиком 20 давления, компьютерной системой 200, измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера, измерительной электронной аппаратурой 120 датчика плотности, модулем 202 логического вывода SoS, модулем 204 логического вывода давления, измерительным модулем 206 и модулем 208 корректировки, которые раскрыты на фиг. 1 и 2, хотя любой подходящий вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, необязательный датчик 20 давления, компьютерная система 200, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера, измерительная электронная аппаратура 120 датчика плотности, модуль 202 логического вывода SoS, модуль 204 логического вывода давления, измерительный модуль 206 и модуль 208 корректировки могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Все способы для выполнения этих этапов, раскрытых в этой спецификации, рассматриваются. Также, все из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления (если уместен) находятся в жидкостном сообщении друг с другом и принимают протекающую текучую среду, логически выводимая скорость звука является логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

Этап 602 является измерением, посредством измерительного модуля 206, измеряемых входных параметров вибрационного расходомера 5. Измеряемые входные параметры вибрационного расходомера 5 могут включать в себя, например, одно или более из плотности и температуры. Плотность вибрационного расходомера 5 может быть слишком чувствительной к воздействиям скорости звука, чтобы использоваться в логическом выводе скорости звука протекающей текучей среды, таким образом, другое измерение плотности может потребоваться, возможно измерение плотности посредством датчика 10 плотности. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления измерительного модуля 206 относительно вибрационного расходомера 5, раскрытого в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 602 может быть вариантом осуществления этапа 302.

Этап 604 является необязательно логическим выводом, посредством модуля 204 логического вывода давления, логически выводимого давления. Как изложено, логически выводимая скорость звука протекающей текучей среды может быть логически выведена с помощью логически выводимого давления вместо измеряемого давления. Датчик 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности. В варианте осуществления датчик 10 плотности может использовать измеряемую жесткость для логического вывода логически выводимого давления в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности, модуль 204 логического вывода давления хранится в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности в этом варианте осуществления. В альтернативном варианте осуществления датчик 10 плотности может измерять жесткость датчика 10 плотности и передавать жесткость датчика 10 плотности измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера, так что модуль 204 логического вывода давления, сохраненный в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера, логически выводит давление, которое должно быть использовано в логическом выводе скорости звука. Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 204 логического вывода давления, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 604 может быть вариантом осуществления этапа 304.

Этап 606 является необязательно приемом, посредством измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, измеряемого давления от необязательного датчика 20 давления. В этом варианте осуществления давление измеряется, а не логически выводится. В варианте осуществления этапы 604 и 606 могут быть альтернативными этапами.

Этап 608 является необязательно приемом, посредством измерительной электронной аппаратуры 110 вибрационного расходомера, плотности, измеряемой посредством датчика 10 плотности. Датчик 10 плотности может быть менее чувствительным к воздействиям скорости звука по сравнению с вибрационным расходомером 5. Если это такой случай, может быть лучше использовать показатель измерения плотности протекающей текучей среды, предоставленный посредством измерительного модуля 206 датчика 10 плотности.

Этап 610 является логическим выводом, посредством модуля 202 логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Модуль 202 логического вывода SoS может быть сохранен в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. Модуль логического вывода SoS может логически выводить логически выводимую скорость звука из одного или более измеряемых входных параметров, логически выводимого давления и любых принятых показателей измерений. Модуль 202 логического вывода SoS может использовать любые из своих функциональных возможностей и может использовать любое из сформулированных соотношений, например, соотношений, сформулированных между логически выводимой скоростью звука и измеряемыми входными параметрами (и/или логически выводимым давлением, если в релевантном варианте осуществления), и соотношений, выраженных уравнениями (1)-(9). Все функциональные возможности различных вариантов осуществления модуля 202 логического вывода давления, раскрытые в этой спецификации, рассматриваются для выполнения этого этапа. Этап 610 может быть вариантом осуществления этапа 306.

В варианте осуществления каждый из этапов способа, показанного на фиг. 6, представляет собой отдельный этап. В другом варианте осуществления, хотя проиллюстрированы в качестве различных этапов на фиг. 6, этапы 602-610 могут не представлять собой различные этапы. В других вариантах осуществления, способ, показанный на фиг. 6, может не иметь все вышеуказанные этапы и/или может иметь другие этапы, помимо или вместо этапов, упомянутых выше. Этапы способа, показанные на фиг. 6, могут выполняться в другом порядке. Поднаборы этапов, упомянутых выше в качестве части способа, показанного на фиг. 6, могут использоваться для того, чтобы формировать собственный способ. Этапы способа 600 могут повторяться в любом сочетании и порядке любое число раз, например, непрерывно в цикле для того, чтобы предоставлять согласующиеся и/или непрерывные логические выводы скорости звука протекающей текучей среды.

Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа 700 для корректировки показателя измерения расхода с помощью логически выводимой скорости звука. Вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера и модуль 208 корректировки, упомянутые в способе 700, могут быть вибрационным расходомером 5, датчиком 10 плотности, измерительной электронной аппаратурой 110 вибрационного расходомера и модулем 208 корректировки, которые раскрыты на фиг. 1 и 2, хотя любой подходящий вибрационный расходомер 5, датчик 10 плотности, измерительная электронная аппаратура 110 вибрационного расходомера и модуль 208 корректировки могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Все способы для выполнения этих этапов, раскрытых в этой спецификации, рассматриваются. Также, все из вибрационного расходомера 5, датчика 10 плотности и необязательного датчика 20 давления (если уместен) находятся в жидкостном сообщении друг с другом и принимают протекающую текучую среду, логически выводимая скорость звука является логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды, а показатель измерения расхода является показателем измерения расхода протекающей текучей среды.

Этап 702 является приемом, посредством модуля 208 корректировки, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. В варианте осуществления, в котором логический вывод скорости звука проводится посредством модуля 202 логического вывода SoS, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера, логически выводимая скорость звука может быть принята от модуля 202 логического вывода SoS, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 110 вибрационного расходомера. В варианте осуществления, в котором логический вывод скорости звука проводится посредством модуля 202 логического вывода SoS, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности, логически выводимая скорость звука может быть принята от модуля 202 логического вывода SoS, сохраненного в измерительной электронной аппаратуре 120 датчика плотности.

Этап 704 является измерением, посредством измерительного модуля 206, разности фаз или временной задержки. Разность фаз или временная задержка может представлять силы Кориолиса, действующие на протекающую текучую среду, так что разность фаз или временна задержка между колебаниями верхнего и нижнего по потоку датчиков может представлять параметр потока, например, массовый расход. Способ, которым временные задержки и/или разности фаз измеряются в вибрационных расходомерах, являются прочно установившимся на уровне техники, и его обсуждение сокращено для краткости.

Этап 706 является определением, посредством модуля 208 корректировки, скорректированного параметра расхода на основе логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Параметр массового потока может быть массовым расходом. Массовый расход может быть определен и скорректирован с помощью любых соотношений для определения и корректировки, например, соотношений, выраженных уравнениями (10)-(12).

В варианте осуществления каждый из этапов способа, показанного на фиг. 7, представляет собой отдельный этап. В другом варианте осуществления, хотя проиллюстрированы в качестве различных этапов на фиг. 7, этапы 702-706 могут не представлять собой различные этапы. В других вариантах осуществления, способ, показанный на фиг. 7, может не иметь все вышеуказанные этапы и/или может иметь другие этапы, помимо или вместо этапов, упомянутых выше. Этапы способа, показанные на фиг. 7, могут выполняться в другом порядке. Поднаборы этапов, упомянутых выше в качестве части способа, показанного на фиг. 7, могут использоваться для того, чтобы формировать собственный способ. Этапы способа 700 могут повторяться в любом сочетании и порядке любое число раз, например, непрерывно в цикле для того, чтобы предоставлять согласующиеся и/или непрерывные массовые расходы, скорректированные для воздействий скорости звука.

Графики

Фиг. 8 и 9 показывают графики, представляющие элементы логического вывода скорости звука и последующей корректировки логически выведенного массового расхода, описанной в этой спецификации.

Фиг. 8 показывает график 800, показывающий вариант осуществления соотношения между коэффициентом теплоемкости и давлением и температурой для этилена. График 800 имеет первую последовательность 802 данных, представляющую этилен при температуре 20ºC, вторую последовательность 804 данных, представляющую этилен при 40ºC, ордината 810 представляет величину коэффициента теплоемкости, а абсцисса 820 представляет давление в барах. Как может быть видно, данные показывают значительные различия в теплоемкости с изменениями в температуре и/или давлении. Вот почему использование зависящей от температуры и/или давления теплоемкость в логически выводимом соотношении для логического вывода скорости звука протекающей текучей среды может улучшать точность логического вывода значительно.

Фиг. 9 показывает график 900, показывающий вариант осуществления соотношения между процентом погрешности массового расхода вследствие воздействий скорости звука и давлением и температурой для этилена, протекающего через массовый расходомер CMF400. Следует понимать, что CMF400 является лишь примерным вибрационным расходомером 5, используемым для этой конкретной демонстрации идеи изобретения, и что описанные отличительные признаки изобретения могут быть применены к любому вибрационному расходомеру 5. График 900 имеет первую последовательность 902 данных, представляющую этилен при температуре 60ºF, вторую последовательность 904 данных, представляющую этилен при 80ºF, третью последовательность 906 данных, представляющую этилен при 90ºF, ордината 910 представляет величину процентной доли погрешности массового потока вследствие воздействий скорости звука, а абсцисса 920 представляет абсолютное давление в фунтах на квадратный дюйм. Может быть видно из этого, что процент погрешности массового расхода вследствие воздействий скорости звука изменяется значительно с температурой и давлением. С помощью зависящего от температуры и/или давления коэффициента теплоемкости и/или зависящей от давления логически выводимой скорости звука можно учитывать это и значительно уменьшать погрешность массового расхода вследствие воздействий скорости звука.

Подробные описания вышеописанных вариантов осуществления не представляют собой полные описания всех вариантов осуществления, логически выводимых авторами изобретения как находящиеся в пределах объема настоящего описания. В действительности, специалисты в области техники поймут, что определенные элементы вышеописанных вариантов осуществления могут по-разному быть объединены или устранены, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления попадают в рамки и учения настоящего описания. Специалистам в данной области техники также должно быть очевидным, что вышеописанные варианты осуществления могут комбинироваться полностью или частично, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в пределах объема и идей настоящего описания. Когда конкретные числа, представляющие значения параметров, указываются, диапазоны между всеми этими числами, а также диапазоны выше и диапазоны ниже этих чисел предполагаются и раскрываются.

Таким образом, хотя конкретные варианты осуществления описываются в данном документе в качестве иллюстрации, различные эквивалентные модификации являются возможными в пределах объема настоящего описания, как должны признавать специалисты в данной области техники. Учения, предоставленные в данном документе, могут быть применены к другим способам и устройствам для логического вывода скорости звука и другим способам и устройствам для использования скорости звука, чтобы корректировать показатели измерения потока, а не только к вариантам осуществления, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем вариантов осуществления, описанный выше, должен определяться из прилагаемой формулы изобретения.

Раскрывается способ и устройство для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды. Устройство для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды, содержащее компьютерную систему (200), компьютерная система (200) имеет процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS, компьютерная система (200) сконфигурирована, чтобы: логически выводить, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды, коэффициентом теплоемкости протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды. Способ осуществляется с помощью системы и включает в себя логический вывод, посредством модуля (202) логического вывода SoS, логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды. Технический результат – улучшенное измерение сверхкритической текучей среды с помощью вибрационных датчиков. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды, который проводится посредством компьютерной системы (200), имеющей процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы выполнять инструкции из памяти (220) и хранить данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS, способ содержит этапы, на которых:

логически выводят посредством модуля (202) логического вывода SoS логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды, коэффициентом теплоемкости протекающей текучей среды, и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

2. Способ по п. 1, при этом логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды является обратным соотношением между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и квадратным корнем измеряемой плотности протекающей текучей среды.

3. Способ по п. 2, при этом логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды дополнительно учитывает давление протекающей текучей среды, при этом давление протекающей текучей среды является одним или более из измеряемого давления, измеряемого посредством датчика (20) давления, и давления, логически выведенного из определения жесткости датчика (10) плотности.

4. Способ по п. 3, при этом логически выведенное соотношение основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и членом квадратного корня, член квадратного корня имеет квадратный корень произведения коэффициента теплоемкости и давления, поделенного на квадратный корень измеряемой плотности.

5. Способ по п. 4, при этом коэффициент теплоемкости ассоциируется с одним или более из протекающей текучей среды и класса протекающих текучих сред, членом которого протекающая текучая среда является, и при этом коэффициент теплоемкости является одним или более из зависящего от температуры и зависящего от давления, так что коэффициент теплоемкости определяется на основе соответствующего предварительно определенного соотношения между коэффициентом теплоемкости и одним или более из измеряемой температуры и давления.

6. Способ по пп. 1-5, при этом компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (120) датчика плотности для датчика (10) плотности, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

измеряют, посредством датчика (10) плотности, измеряемую плотность; и

передают, посредством датчика (10) плотности, логически выводимую скорость звука текучей среды вибрационному датчику (5).

7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этап, на котором, если логически выведенное соотношение между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды учитывает давление протекающей текучей среды, логически выводят, посредством измерительной электронной аппаратуры (120) датчика плотности, логически выводимого давления протекающей текучей среды на основе измеряемой жесткости элементов датчика (10) плотности, определенной посредством датчика (10) плотности.

8. Способ по пп. 3-5, при этом компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (110) вибрационного расходомера для вибрационного расходомера (5), способ дополнительно содержит этапы, на которых:

принимают, посредством компьютерной системы (200), измеряемую плотность от датчика (10) плотности;

принимают, посредством компьютерной системы (200), давление протекающей текучей среды; и

определяют, посредством компьютерной системы (200), скорректированный массовый расход на основе логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

9. Способ по пп. 6-8, при этом вибрационный расходомер (5) выполняет одно или более из следующего:

осуществляет вибрацию вибрационных элементов вибрационного расходомер (5) с частотой, которая больше или равна 300 Гц; и

имеет внутренний диаметр, который больше или равен двум дюймам, и при этом датчик (10) плотности выполняет одно или более из следующего:

осуществляет вибрацию вибрационных элементов датчика (10) плотности с частотой, которая меньше 300 Гц; и

имеет внутренний диаметр, который меньше двух дюймов.

10. Способ по пп. 1-9, при этом протекающая текучая среда находится в сверхкритическом состоянии и содержит одно или более из этилена, этана, углекислого газа и аргона.

11. Устройство для логического вывода логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды, имеющее компьютерную систему (200), компьютерная система (200) имеет процессор (210) и память (220), процессор (210) сконфигурирован, чтобы исполнять инструкции из памяти (220) и сохранять данные в памяти (220), память (220) имеет модуль (202) логического вывода SoS, компьютерная система (200) сконфигурирована, чтобы:

логически выводить посредством модуля (202) логического вывода SoS логически выводимую скорость звука протекающей текучей среды на основе логически выведенного соотношения между измеряемой плотностью протекающей текучей среды, коэффициентом теплоемкости протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды.

12. Устройство по п. 11, при этом логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды является обратным соотношением между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и квадратным корнем измеряемой плотности протекающей текучей среды.

13. Устройство по п. 12, при этом логически выведенное соотношение между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и плотностью протекающей текучей среды дополнительно учитывает давление протекающей текучей среды, при этом давление протекающей текучей среды является одним или более из измеряемого давления, измеряемого посредством датчика (20) давления, и давления, логически выведенного из определения жесткости датчика (10) плотности.

14. Устройство по п. 13, при этом логически выведенное соотношение основывается на соотношении между логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды и членом квадратного корня, член квадратного корня имеет квадратный корень произведения коэффициента теплоемкости и давления, поделенного на квадратный корень измеряемой плотности.

15. Устройство по п. 14, при этом коэффициент теплоемкости ассоциируется с одним или более из протекающей текучей среды и класса протекающих текучих сред, членом которого протекающая текучая среда является, и при этом коэффициент теплоемкости является одним или более из зависящего от температуры и зависящего от давления, так что коэффициент теплоемкости определяется на основе соответствующего предварительно определенного соотношения между коэффициентом теплоемкости и одним или более из измеряемой температуры и давления.

16. Устройство по пп. 11-15, при этом компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (120) датчика плотности для датчика (10) плотности, датчик (10) плотности сконфигурирован, чтобы:

измерять измеряемую плотность; и

передавать логически выводимую скорость звука текучей среды вибрационному датчику (5).

17. Устройство по п. 16, при этом, если логически выведенное соотношение между измеряемой плотностью протекающей текучей среды и логически выводимой скоростью звука протекающей текучей среды учитывает давление протекающей текучей среды, измерительная электронная аппаратура (120) датчика плотности конфигурируется, чтобы логически выводить логически выводимое давление протекающей текучей среды на основе измеряемой жесткости элементов датчика (10) плотности, определенной датчиком (10) плотности.

18. Устройство по пп. 13-15, при этом устройство является вибрационным расходомером (5), компьютерная система (200) является измерительной электронной аппаратурой (110) вибрационного расходомера для вибрационного расходомера (5), компьютерная система (200) дополнительно сконфигурирована, чтобы:

принимать измеряемую плотность от датчика (10) плотности;

принимать давление протекающей текучей среды; и

определять скорректированный массовый расход на основе логически выводимой скорости звука протекающей текучей среды.

19. Устройство по пп. 16-18, при этом вибрационный расходомер (5) выполняет одно или более из следующего:

осуществляет вибрацию вибрационных элементов вибрационного расходомера(5) с частотой, которая больше или равна 300 Гц; и

имеет внутренний диаметр, который больше или равен двум дюймам, и при этом датчик (10) плотности выполняет одно или более из следующего:

осуществляет вибрацию вибрационных элементов датчика (10) плотности с частотой, которая меньше 300 Гц; и

имеет внутренний диаметр, который меньше двух дюймов.

20. Устройство по пп. 11-19, при этом протекающая текучая среда находится в сверхкритическом состоянии и содержит одно или более из этилена, этана, углекислого газа и аргона.