ОБОРУДОВАНИЕ И СПОСОБ ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ КОРИОЛИСОВА РАСХОДОМЕРА Российский патент 2025 года по МПК G01F1/84 G01F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления, описанные ниже, относятся к датчикам вибраций, а более конкретно, к расходомеру, который может обнаруживать внешние магнитные поля, и к связанным способам.

Уровень техники

Вибрационные датчики, такие как, например, вибрационные плотномеры и кориолисовы расходомеры, являются общеизвестными и используются для того, чтобы измерять массовый расход и другую информацию, связанную с материалами, протекающими через трубопровод в расходомере. Примерные кориолисовы расходомеры раскрываются в патенте (США) 4109524, в патенте (США) 4491025 и в Re. 31450. Эти расходомеры имеют узлы измерителя с одним или более трубопроводов с прямой или искривленной конфигурацией. Конфигурация каждого трубопровода в кориолисовом массовом расходомере, например, имеет набор мод естественных вибраций, которые могут иметь простой изгибный, крутильный или связанный тип. Каждый трубопровод может возбуждаться с возможностью колебаться на предпочтительной моде. Когда отсутствует поток через расходомер, движущая сила, прикладываемая к трубопроводу(ам), заставляет все точки вдоль трубопровода(ов) колебаться с идентичной фазой или с небольшим "нулевым смещением", которое представляет собой временную задержку, измеренную при нулевом потоке.

По мере того, как материал начинает протекать через трубопровод(ы), кориолисовы силы приводят к этому, что каждая точка вдоль трубопровода(ов) иметь различную фазу. Например, фаза во впускном конце расходомера отстает от фазы в централизованной позиции формирователя сигналов управления, тогда как фаза в выпускном отверстии опережает фазу в централизованной позиции формирователя сигналов управления. Измерительные датчики на трубопроводе(ах) формируют синусоидальные сигналы, представляющие движение трубопровода(ов). Сигналы, выводимые из измерительных датчиков, обрабатываются для того, чтобы определять временную задержку между измерительными датчиками, которая известна как ΔT. Временная задержка между двумя или более измерительных датчиков является пропорциональной массовому расходу материала, протекающего через трубопровод(ы).

Электронные схемы измерителя, соединенные с формирователем сигналов управления, формируют возбуждающий сигнал, чтобы обеспечивать работу формирователя сигналов управления, а также определять массовый расход и/или другие свойства технологического материала из сигналов, принимаемых из измерительных датчиков. Формирователь сигналов управления может содержать одну из многих известных компоновок; этим не менее, магнит и противодействующая возбуждающая катушка имеют большой успех в отрасли расходомеров. Переменный ток передается в возбуждающую катушку для вибрации в трубопроводе(ах) при требуемой амплитуде и частоте трубопровода. Также общеизвестно в данной области техники предоставлять измерительные датчики в качестве компоновки магнитов и катушек, почти идентичной компоновке формирователя сигналов управления.

Когда сильный внешний магнит размещается рядом с измерительным датчиком, несколько эффектов могут наблюдаться. Во-первых, напряжение измерительного датчика должно быстро падать или увеличиваться. Во-вторых, сдвиг фаз между измерительными датчиками должен быстро падать или увеличиваться. После того как магнит удаляется, напряжения и сдвиг фаз датчиков возвращаются к нормальным. Требуются устройство и способ для того, чтобы обнаруживать внешние магнитные поля и прогнозировать их эффекты в отношении показания расходомера.

Сущность изобретения

Предоставляется кориолисов расходомер. В варианте осуществления, кориолисов расходомер содержит поточные трубопроводы, а также формирователь сигналов управления и измерительные тензодатчики, соединенные с поточными трубопроводами. Электронные схемы измерителя выполнены с возможностью возбуждать формирователь сигналов управления для того, чтобы колебать поточные трубопроводы на первой изгибной моде и принимать сигналы из измерительных тензодатчиков. Электронные схемы измерителя выполнены с возможностью указывать присутствие внешнего магнитного поля, если магнитное поле обнаруживается.

Предоставляется способ для работы кориолисового расходомера. Согласно варианту осуществления, способ содержит обеспечение протекания текучего вещества через поточные трубопроводы расходомера и возбуждение формирователя сигналов управления, соединенного с поточными трубопроводами, для того, чтобы колебать поточные трубопроводы на первой изгибной моде. Сигналы принимаются из измерительных тензодатчиков, соединенных с поточными трубопроводами. Присутствие внешнего магнитного поля указывается, если магнитное поле обнаруживается.

Аспекты

Согласно аспекту, предоставляется кориолисов расходомер, содержащий поточные трубопроводы, а также формирователь сигналов управления и измерительные тензодатчики, соединенные с поточными трубопроводами. Электронные схемы измерителя выполнены с возможностью возбуждать формирователь сигналов управления для того, чтобы колебать поточные трубопроводы на первой изгибной моде и принимать сигналы из измерительных тензодатчиков. Электронные схемы измерителя выполнены с возможностью указывать присутствие внешнего магнитного поля, если магнитное поле обнаруживается.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда ступенчатое изменение напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом, по меньшей мере, посредством одного из измерительных тензодатчиков.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда всплеск напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом, по меньшей мере, посредством одного из измерительных тензодатчиков.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда всплеск напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом посредством формирователя сигналов управления.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда ступенчатое изменение ΔT обнаруживается.

Предпочтительно, фаза каждого измерительного тензодатчика измеряется относительно третьего независимого сигнала.

Предпочтительно, третий независимый сигнал содержит возбуждающий сигнал, представляющий возбуждающую моду, отличную от первой изгибной моды.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда нулевой расход сравнивается с измеренной асимметрией между сигналом i_drive2 формирователя сигналов управления с разомкнутым контуром и напряжениями V_LPO2' и V_RPO2 измерительных датчиков, при этом V_LPO2' и V_RPO2 представляют собой напряжения измерительных датчиков на частоте второй изгибной моды.

Предпочтительно, коэффициент коррекции остановки счетчика вычисляется и применяется к измеренному расходу для того, чтобы смещать эффект внешнего магнитного поля, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

Предпочтительно, аварийное оповещение инициируется, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

Согласно аспекту, способ для работы кориолисового расходомера содержит обеспечение протекания текучего вещества через поточные трубопроводы расходомера и возбуждение формирователя сигналов управления, соединенного с поточными трубопроводами, для того, чтобы колебать поточные трубопроводы на первой изгибной моде. Сигналы принимаются из измерительных тензодатчиков, соединенных с поточными трубопроводами. Присутствие внешнего магнитного поля указывается, если магнитное поле обнаруживается.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда, по меньшей мере, одно из всплеска и ступенчатого изменения напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом, по меньшей мере, посредством одного из измерительных тензодатчиков.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда ступенчатое изменение ΔT обнаруживается.

Предпочтительно, фаза каждого измерительного тензодатчика измеряется относительно третьего независимого сигнала, содержащего возбуждающий сигнал, представляющий возбуждающую моду, отличную от первой изгибной моды.

Предпочтительно, присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда нулевой расход сравнивается с измеренной асимметрией между сигналом i_drive2 формирователя сигналов управления с разомкнутым контуром и напряжениями V_LPO2' и V_RPO2 измерительных датчиков, при этом V_LPO2' и V_RPO2 представляют собой напряжения измерительных датчиков на частоте второй изгибной моды.

Предпочтительно, коэффициент коррекции остановки счетчика вычисляется и применяется к измеренному расходу для того, чтобы смещать эффект внешнего магнитного поля, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

Предпочтительно, аварийное оповещение инициируется, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

Краткое описание чертежей

Идентичные номера ссылок представляют один элемент на всех чертежах. Следует понимать, что чертежи необязательно должны быть нарисованы в масштабе.

Фиг. 1 показывает виброметр согласно варианту осуществления;

Фиг. 2 показывает электронные схемы измерителя согласно варианту осуществления;

Фиг. 3 показывает эффект магнитных полей в отношении напряжения измерительного датчика расходомера согласно варианту осуществления;

Фиг. 4 показывает эффект магнитных полей в отношении измерения расхода согласно варианту осуществления;

Фиг. 5 иллюстрирует взаимосвязь между током возбуждения и напряжениями измерительных тензодатчиков;

Фиг. 6 иллюстрирует первую изгибную моду U-образного двухтрубного кориолисова датчика;

Фиг. 7 иллюстрирует крутильную моду U-образного двухтрубного кориолисова датчика в качестве результата потока текучей среды;

Фиг. 8 иллюстрирует вторую изгибную моду U-образного двухтрубного кориолисова датчика; и

Фиг. 9 иллюстрирует фазорную диаграмму для второй изгибной моды расходомера, в частности, иллюстрирующую симметричный сдвиг V_LPO2 и V_RPO2 с потоком.

Подробное описание изобретения

Фиг. 1-9 и нижеприведенное описание иллюстрируют конкретные примеры, которые обучают специалистов в данной области техники этому, как осуществлять и использовать оптимальный режим вариантов осуществления узла датчиков, консольных крепежных растяжек, формирователей сигналов управления и измерительных тензодатчиков. 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 должны принимать во внимание, что признаки, описанные ниже, могут комбинироваться различными способами для того, чтобы формировать несколько варьирований вариантов осуществления. Как результат, варианты осуществления, описанные ниже, ограничены не конкретными примерами, описанными ниже, а только посредством формулы изобретения и ее эквивалентов.

Фиг. 1 показывает расходомер 5 согласно варианту осуществления. Расходомер 5 содержит узел 10 датчиков и электронные схемы 20 измерителя. Электронные схемы 20 измерителя соединяются с узлом 10 датчиков через выводные провода 100 и выполнены с возможностью предоставлять измерения одного или более из плотности, массового расхода, объемного расхода, суммарного массового расхода, температуры либо других измерений или информации по тракту 26 связи. Расходомер 5 может содержать кориолисов массовый расходомер или другой вибрационный расходомер. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что расходомер 5 может содержать любой способ расходомера 5, независимо от числа формирователей сигналов управления, измерительных тензодатчиков, поточных трубопроводов или рабочей моды вибраций.

Узел 10 датчиков включает в себя пару фланцев 101 и 101', коллекторов 102 и 102', формирователь 104 сигналов управления, измерительный тензодатчик 105 и 105' и поточные трубопроводы 103A и 103B. Формирователь 104 сигналов управления и измерительные тензодатчики 105 и 105' соединяются с поточными трубопроводами 103A и 103B.

Фланцы 101 и 101' прикрепляются к коллекторам 102 и 102'. Коллекторы 102 и 102' могут прикрепляться к противоположным концам распорки 106 в некоторых вариантах осуществления. Распорка 106 поддерживает разнесение между коллекторами 102 и 102'. Когда узел 10 датчиков вставляется в систему труб (не показана), которая переносит измеряемую технологическую текучую среду, технологическая текучая среда входит в узел 10 датчиков через фланец 101, проходит через впускной коллектор 102, в котором общее количество технологической текучей среды направляется таким образом, что она входит в поточные трубопроводы 103A и 103B, протекает через поточные трубопроводы 103A и 103B и обратно в выпускной коллектор 102', в котором она выходит из узла 10 датчиков через фланец 101'.

Технологическая текучая среда может содержать жидкость. Технологическая текучая среда может содержать газ. Технологическая текучая среда может содержать, например, без ограничения, многофазную текучую среду, к примеру, жидкость, включающую в себя увлеченные газы и/или увлеченные твердые тела. Поточные трубопроводы 103A и 103B выбираются и надлежащим образом монтируются во впускном коллекторе 102 и в выпускном коллекторе 102' таким образом, что они имеют практически идентичное распределение масс, моменты инерции и модули упругости вокруг осей W-W и W'-W' изгиба, соответственно. Поточные трубопроводы 103A и 103B протягиваются наружу из коллекторов 102 и 102' практически параллельно.

Поточные трубопроводы 103A и 103B возбуждаются посредством формирователя 104 сигналов управления в противоположных направлениях вокруг соответствующих осей W и W изгиба и в этом, что называется "первой несинфазной изгибной модой" расходомера 5. Формирователь 104 сигналов управления может содержать одну из многих известных компоновок, таких как магнит, смонтированный в поточном трубопроводе 103A, и противодействующая катушка, смонтированная в поточном трубопроводе 103B. Переменный ток проходит через противодействующую катушку, чтобы заставлять оба трубопровода колебаться. Подходящий возбуждающий сигнал применяется посредством электронных схем 20 измерителя к формирователю 104 сигналов управления через выводной провод 110. Другие устройства-формирователи сигналов управления предполагаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.

Электронные схемы 20 измерителя принимают сигналы датчиков на выводных проводах 111 и 111', соответственно. Электронные схемы 20 измерителя формируют возбуждающий сигнал на выводном проводе 110, который заставляет формирователь 104 сигналов управления колебать поточные трубопроводы 103A и 103B. Другие устройства-датчики предполагаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.

Электронные схемы 20 измерителя обрабатывают левый и правый сигналы скорости из измерительных тензодатчиков 105 и 105' для того, чтобы вычислять расход, в числе прочего. Тракт 26 связи предоставляет средство ввода и вывода, которое обеспечивает возможность электронным схемам 20 измерителя взаимодействовать с оператором или с другими электронными системами. Описание по фиг. 1 предоставляется просто в качестве примера работы расходомера и не имеет намерение ограничивать идею настоящего изобретения. В вариантах осуществления, предполагаются однотрубные и многотрубные расходомеры, имеющие один или более формирователей сигналов управления и измерительных датчиков.

Электронные схемы 20 измерителя в одном варианте осуществления выполнены с возможностью вызывать вибрацию в поточном трубопроводе 103A и 103B. Вибрация выполняется посредством формирователя 104 сигналов управления. Электронные схемы 20 измерителя дополнительно принимают результирующие вибрационные сигналы из измерительных тензодатчиков 105 и 105'. Вибрационные сигналы содержат вибрационный отклик поточных трубопроводов 103A и 103B. Электронные схемы 20 измерителя обрабатывают вибрационный отклик и определяют частоту отклика и/или разность фаз. Электронные схемы 20 измерителя обрабатывают вибрационный отклик и определяют одно или более измерений расхода, включающих в себя массовый расход и/или плотность технологической текучей среды. Другие характеристики быстроты вибрационного отклика и/или измерения расхода предполагаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.

В одном варианте осуществления, как показано, поточные трубопроводы 103A и 103B содержат практически омегообразные поточные трубопроводы. Альтернативно, в других вариантах осуществления, расходомер может содержать практически прямые поточные трубопроводы, U-образные трубопроводы, дельтообразные трубопроводы и т.д. Дополнительные формы и/или конфигурации расходомера могут использоваться и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.

Фиг. 2 является блок-схемой электронных схем 20 измерителя расходомера 5 согласно варианту осуществления. При работе, расходомер 5 предоставляет различные значения измерения, которые могут выводиться, включающие в себя одно или более из измеренного или усредненного значения массового расхода, объемного расхода, массовых и объемных расходов с отдельными компонентами потока и полного расхода, включающего в себя, например, и объемный и массовый расход.

Расходомер 5 формирует вибрационный отклик. Вибрационный отклик принимается и обрабатывается посредством электронных схем 20 измерителя для того, чтобы формировать одно или более значений измерения текучих сред. Значения могут отслеживаться, записываться, сохраняться, суммироваться и/или выводиться.

Электронные схемы 20 измерителя включают в себя интерфейс 201, систему 203 обработки, поддерживающую связь с интерфейсом 201, и систему 204 хранения данных, поддерживающую связь с системой 203 обработки. Хотя эти компоненты показаны как различные блоки, следует понимать, что электронные схемы 20 измерителя могут состоять из различных комбинаций интегрированных и/или дискретных компонентов.

Интерфейс 201 выполнен с возможностью обмениваться данными с узлом 10 датчиков расходомера 5. Интерфейс 201, например, может быть выполнен с возможностью соединяться с выводными проводами 100 (см. фиг. 1) и обмениваться сигналами с формирователем 104 сигналов управления, измерительными тензодатчиками 105 и 105' и температурными датчиками (не показаны). Интерфейс 201 может быть дополнительно выполнен с возможностью обмениваться данными по тракту 26 связи, к примеру, с внешними устройствами.

Система 203 обработки может содержать любой способ системы обработки. Система 203 обработки выполнена с возможностью извлекать и выполнять сохраненные процедуры для того, чтобы обеспечивать работу расходомера 5. Система 204 хранения данных может сохранять процедуры, включающие в себя процедуру 205 обработки параметров расходомера, процедуру 209 обнаружения магнитного поля и процедуру 211 обработки попеременных изгибных мод. Другие процедуры измерения/обработки предполагаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения. Система 204 хранения данных может сохранять измерения, принимаемые значения, рабочие значения и другую информацию. В некоторых вариантах осуществления, система хранения данных сохраняет массовый расход (m) 221, плотность (ρ) 225, вязкость (μ) 223, температуру (T) 224, коэффициент 306 усиления возбуждения, напряжение 303 измерительного преобразователя и любые другие переменные, известные в данной области техники.

Процедура 205 обработки параметров расходомера может формировать и сохранять количественные определения параметров текучей среды и измерения расхода. Эти значения могут содержать практически мгновенные значения измерения либо могут содержать суммированные или накопленные значения. Например, процедура 205 обработки параметров расходомера может формировать измерения массового расхода и сохранять их, например, в хранилище массового расхода 221 системы 204 хранения данных. Процедура 205 обработки параметров расходомера может формировать измерения плотности 225 и сохранять их, например, в хранилище плотности 225. Значения массового расхода 221 и плотности 225 определяются из вибрационного отклика, как пояснено выше и как известно в данной области техники. Массовый расход и другие измерения могут содержать практически мгновенное значение, могут содержать выборку, могут содержать усредненное значение за временной интервал или могут содержать накопленное значение за временной интервал. Временной интервал может выбираться таким образом, что он соответствует блоку времени, в течение которого определенные условия содержания текучей среды обнаруживаются, например, состояние текучей среды только в форме жидкости либо, альтернативно, состояние текучей среды, включающее в себя жидкости и увлеченный газ. Помимо этого, другие количественные определения массового расхода и связанных параметров предполагаются и находятся в пределах объема описания и формулы изобретения.

Обращаясь к фиг. 3, показано, что посредством мониторинга электронных схем 20 измерителя, внешние магнитные поля, независимо от того, исходят они из источников электромагнитного поля или из постоянных магнитов, затрагивают показание узла 10 датчиков, когда магниты и катушки используются для измерительных тензодатчиков 105 и 105'. Совершенно очевидно, что относительно резкие и симметричные ступенчатые изменения присутствуют.

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #1 на фиг. 3, представляет размещение магнита рядом с измерительным тензодатчиком 105', расположенным ближе всего к выводу расходомера. Когда магнит размещается в ней, относительно резкое и симметричное ступенчатое изменение напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом посредством измерительного тензодатчика 105', расположенного ближе всего к выводу расходомера (помечается как PO_OUT на фиг. 3).

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #2 на фиг. 3, представляет размещение магнита рядом с измерительным тензодатчиком 105, расположенным ближе всего к вводу расходомера. Когда магнит размещается в ней, относительно резкое и симметричное ступенчатое изменение напряжения также обнаруживается в сигнале, предоставляемом посредством измерительного тензодатчика 105', расположенного ближе всего к выводу расходомера (помечается как PO_OUT на фиг. 3). Всплески напряжения также обнаруживаются в сигнале, предоставляемом посредством измерительного тензодатчика 105, расположенного ближе всего к вводу расходомера (помечается как PO_IN на фиг. 3). Всплески напряжения также обнаруживаются в сигнале, предоставляемом посредством формирователя 104 сигналов управления.

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #3 на фиг. 3, представляет размещение магнита рядом с формирователем 104 сигналов управления. Обнаруживаемое и относительно резкое и симметричное ступенчатое изменение напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом посредством формирователя 104 сигналов управления.

Обращаясь к фиг. 4, показано, что внешние магниты затрагивают ΔT-показания расходомера 5. Когда формирователь 104 сигналов управления стимулирует поточные трубопроводы 103A, 103B на то, чтобы колебаться в противодействии на естественной резонансной частоте, поточные трубопроводы 103A, 103B колеблются, и напряжение, сформированное из каждого измерительного тензодатчика 105, 105', формирует синусоидальную волну. Это указывает движение одного трубопровода относительно другого. Временная задержка между двумя синусоидальными волнами называется "ΔT", причем она является прямо пропорциональной массовому расходу. Если фаза любого из поточных трубопроводов 103A, 103B затрагивается, ΔT изменяется. Поток должен вызывать положительное изменение фазы одного измерительного тензодатчика и одинаковое отрицательное изменение фазы другого измерительного тензодатчика.

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #1 на фиг. 4, представляет размещение магнита рядом с измерительным тензодатчиком 105', расположенным ближе всего к выводу расходомера. Когда магнит размещается в ней, относительно резкое и симметричное ступенчатое снижение ΔT обнаруживается.

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #2 на фиг. 4, представляет размещение магнита рядом с измерительным тензодатчиком 105, расположенным ближе всего к вводу расходомера. Когда магнит размещается в ней, относительно резкое и симметричное ступенчатое увеличение ΔT обнаруживается.

Область, отмеченная посредством фигурной скобки #3 на фиг. 4, представляет размещение магнита рядом с формирователем 104 сигналов управления. Когда магнит размещается в ней, относительно резкое и симметричное ступенчатое снижение ΔT обнаруживается.

Как отмечено выше, если фаза любого из поточных трубопроводов 103A, 103B затрагивается, ΔT изменяется, но кроме того, если фаза каждого измерительного тензодатчика 105, 105' измеряется относительно третьего независимого сигнала, то может определяться то, извлекается или нет ΔT из массового расхода. Например, ток возбуждения может выглядеть как хороший выбор для этого третьего сигнала, но, к сожалению, ток возбуждения не является независимым от напряжений двух измерительных тензодатчиков, как проиллюстрировано на фиг. 5.

Фиг. 5 показывает примерную фазорную диаграмму, иллюстрирующую взаимосвязь между током возбуждения, напряжением (V_RPO) измерительного тензодатчика 105', напряжением (V_LPO) измерительного тензодатчика 105 и ΔT в типичных примерных электронных схемах расходомера. В этом случае, ток возбуждения формируется из напряжения измерительного тензодатчика 105. Пунктирная линия представляет поток текучей среды и результирующее напряжение (V_{RPO Flowing}). Совершенно очевидно, что электронные схемы 20 измерителя не могут различать между масштабированным изменением ΔΦ_RPO фазы и ΔT. Когда текучая среда протекает через трубы, ток (i_drive) возбуждения по-прежнему имеет сдвиг фаз в 0° относительно напряжения (V_LPO) измерительного тензодатчика 105, и измеренное ΔT полностью обусловлено фазой (Φ_RPO) измерительного тензодатчика 105'.

Поскольку ток возбуждения не может использоваться в качестве независимого сигнала, в варианте осуществления третий сигнал добавляется в ток возбуждения. В варианте осуществления, вторая изгибная мода поточных трубопроводов 103A, 103B. В другом варианте осуществления, могут использоваться другие частоты/изгибные моды.

Фиг. 6 иллюстрирует первую изгибную моду U-образного двухтрубного кориолисова датчика в качестве примера. Протекающая текучая среда вызывает кориолисову силу, которая возбуждает нерезонансный отклик второй изгибной моды на частоте, показанной на фиг. 7. Фиг. 8 иллюстрирует вторую изгибную моду U-образного двухтрубного в качестве результата идентичного примерного потока текучей среды, проиллюстрированного на фиг. 7.

Посредством добавления дополнительного возбуждающего сигнала, датчик может возбуждать первую и вторую изгибные моды. Эти сигналы возбуждения представляют собой V_LPO, которое представляет LPO-напряжение на частоте первой изгибной моды, в то время как V_LPO2 представляет LPO-напряжение на частоте второй изгибной моды и т.д.

Для независимости этих двух сигналов, в варианте осуществления второй сигнал i_drive2 формируется способом с разомкнутым контуром. Он не создается посредством масштабирования и сдвига фаз V_LPO2 или V_RPO2, либо в противном случае он не должен предоставлять больше информации, чем регулярный датчик возбуждения. В варианте осуществления, i_drive2 формируется с коэффициентом масштабирования в частоте и амплитуде i_drive, но с произвольной фазой. Это предоставляет сигнал, который не имеет фазовой синхронизации с i_drive. Эти сигналы могут формироваться посредством процедуры 211 обработки попеременных изгибных мод.

В варианте осуществления, i_drive2, V_LPO2' и V_RPO2 являются независимыми от всех других сигналов. Следовательно, разности фаз между i_drive2, V_LPO2' и V_RPO2 являются измеримыми. Таким образом, можно выявлять, являются изменения фазы симметричными (что ожидается для потока) либо асимметричными (что указывает внешний магнит).

В варианте осуществления, эффекты внешних магнитов количественно определяются и корректируются. Массовый расход по-прежнему может вычисляться с использованием первой изгибной моды, тогда как вторая изгибная мода может просто использоваться в качестве проверки для внешних магнитов в нормальном режиме работы.

При нулевом потоке, i_drive2 в идеале является несинфазным на 90° как с V_LPO2, так и с V_RPO2. По мере того, как поток увеличивается, фаза как V_LPO2, так и V_RPO2 должна сдвигаться симметрично в направлении от i_drive2, в V_{LPO2(FLOWING)} и V_{RPO2(FLOWING)}, соответственно, как показано на фиг. 9.

Следовательно, в варианте осуществления асимметрия между измерительными датчиками может вычисляться. В варианте осуществления, вычисление использует следующие уравнения:

На основе этой технологии, асимметрия должна быть нулевой для всех текущих и нетекущих условий. Она должна изменяться только тогда, когда один сигнал измерительного датчика действует отлично от другого сигнала измерительного датчика. Это указывает остановку счетчика магнитом. Посредством сравнения нулевого расхода с измеренной асимметрией, коэффициент коррекции остановки счетчика может вычисляться и применяться к измеренному расходу, который смещает эффекты остановки счетчика магнитом. Если остановка счетчика магнитом обнаруживается, в варианте осуществления, флаг регистрируется посредством электронных схем измерителя. В варианте осуществления, если остановка счетчика магнитом обнаруживается, аварийное оповещение инициируется. Аварийное оповещение может быть звуковым и/или видимым. В варианте осуществления, аварийное оповещение содержит уведомление, доставляемое в удаленное устройство, такое как сервер, компьютер, телефон, электронные схемы измерителя или другое электронное устройство.

Подробные описания вышеуказанных вариантов осуществления не представляют собой исчерпывающие описания всех вариантов осуществления, предполагаемых авторами изобретения как находящиеся в пределах объема настоящего описания. Фактически, специалисты в данной области техники должны признавать, что определенные элементы вышеописанных вариантов осуществления могут комбинироваться или исключаться различными способами для того, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления попадают в пределы объема и идей 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.

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. Идеи, предусмотренные в данном документе, могут применяться к другим датчикам, консолям датчиков и трубопроводам, а не только к вариантам осуществления, описанным выше и показанным на прилагаемых чертежах. Соответственно, объем вариантов осуществления, описанный выше, должен определяться из прилагаемой формулы изобретения.

Предоставляется кориолисов расходомер. Кориолисов расходомер (5) содержит: поточные трубопроводы (103А, 103В); измерительные преобразователи, содержащие формирователь (104) сигналов управления и измерительные тензодатчики (105, 105'), соединенные с поточными трубопроводами (103А и 103В); электронные схемы (20) измерителя, выполненные с возможностью возбуждать формирователь (104) сигналов управления для того, чтобы колебать поточные трубопроводы (103А, 103В) на первой изгибной моде и принимать сигналы из измерительных тензодатчиков (105, 105'); при этом электронные схемы (20) измерителя выполнены с возможностью указывать присутствие внешнего магнитного поля, если магнитное поле обнаруживается, причем присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда по меньшей мере одно из ступенчатого изменения напряжения или всплеска напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом по меньшей мере одним из измерительных преобразователей. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Кориолисов расходомер (5), содержащий:

- поточные трубопроводы (103А, 103В);

- измерительные преобразователи, содержащие формирователь (104) сигналов управления и измерительные тензодатчики (105, 105'), соединенные с поточными трубопроводами (103А и 103В);

- электронные схемы (20) измерителя, выполненные с возможностью возбуждать формирователь (104) сигналов управления для того, чтобы колебать поточные трубопроводы (103А, 103В) на первой изгибной моде и принимать сигналы из измерительных тензодатчиков (105, 105');

- при этом электронные схемы (20) измерителя выполнены с возможностью указывать присутствие внешнего магнитного поля, если магнитное поле обнаруживается,

причем присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда по меньшей мере одно из ступенчатого изменения напряжения или всплеска напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом по меньшей мере одним из измерительных преобразователей.

2. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором по меньшей мере один из измерительных преобразователей содержит по меньшей мере один из измерительных тензодатчиков (105, 105').

3. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором по меньшей мере один из измерительных преобразователей содержит формирователь (104) сигналов управления.

4. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда ступенчатое изменение ΔТ обнаруживается, причем ΔТ представляет собой временную задержку между двумя синусоидальными волнами, прямо пропорциональную массовому расходу.

5. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором фаза каждого измерительного тензодатчика (105, 105') измеряется относительно третьего независимого сигнала, содержащего возбуждающий сигнал, представляющий возбуждающую моду, отличную от первой изгибной моды.

6. Кориолисов расходомер (5) по п. 5, в котором присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда нулевой расход сравнивается с измеренной асимметрией между сигналом i_drive2 формирователя сигналов управления с разомкнутым контуром и напряжениями V_LPO2' и V_RPO2 измерительных датчиков, при этом V_LPO2' и V_RPO2 представляют собой напряжения измерительных датчиков на частоте второй изгибной моды.

7. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором коэффициент коррекции остановки счетчика вычисляется и применяется к измеренному расходу для того, чтобы смещать эффект внешнего магнитного поля, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

8. Кориолисов расходомер (5) по п. 1, в котором аварийное оповещение инициируется, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

9. Способ для работы кориолисового расходомера, содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают протекание текучего вещества через поточные трубопроводы расходомера;

обеспечивают измерительные преобразователи, содержащие формирователь сигналов управления и измерительные тензодатчики;

- возбуждают формирователь сигналов управления, соединенный с поточными трубопроводами, для того, чтобы колебать поточные трубопроводы на первой изгибной моде;

- принимают сигналы из измерительных тензодатчиков, соединенных с поточными трубопроводами;

- указывают присутствие внешнего магнитного поля, если магнитное поле обнаруживается,

причем присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда по меньшей мере одно из ступенчатого изменения напряжения или всплеска напряжения обнаруживается в сигнале, предоставляемом по меньшей мере одним из измерительных преобразователей.

10. Способ для работы кориолисового расходомера по п. 9, в котором присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда ступенчатое изменение ΔТ обнаруживается, причем ΔТ представляет собой временную задержку между двумя синусоидальными волнами, прямо пропорциональную массовому расходу.

11. Способ для работы кориолисового расходомера по п. 9, в котором фаза каждого измерительного тензодатчика измеряется относительно третьего независимого сигнала, содержащего возбуждающий сигнал, представляющий возбуждающую моду, отличную от первой изгибной моды.

12. Способ для работы кориолисового расходомера по п. 11, в котором присутствие внешнего магнитного поля указывается, когда нулевой расход сравнивается с измеренной асимметрией между сигналом i_drive2 формирователя сигналов управления с разомкнутым контуром и напряжениями V_LPO2' и V_RPO2 измерительных датчиков, при этом V_LPO2' и V_RPO2 представляют собой напряжения измерительных датчиков на частоте второй изгибной моды.

13. Способ для работы кориолисового расходомера по п. 9, в котором коэффициент коррекции остановки счетчика вычисляется и применяется к измеренному расходу для того, чтобы смещать эффект внешнего магнитного поля, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.

14. Способ для работы кориолисового расходомера по п. 9, в котором аварийное оповещение инициируется, когда присутствие внешнего магнитного поля обнаруживается.