专利名称：用于检测振动元件密度计和科里奥利流量计上的腐蚀、侵蚀或产品集结的方法和校准确认的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对科里奥利(Coriolis)流量计的校准进行确认的系统。更具体地，本发明涉及于使用密度测量来确定科里奥利流量计的校准是随时间基本上保持不变还是漂移。还更具体地，本发明涉及于增加该密度测量的精度，以更加精确地确认科里奥利流量计的流量校准因子。
背景技术：
已知如1985年1月1日授予J.E.Smith等人的美国专利No.4491025和1982年2月11日授予J.E.Smith的Re.31450中公开了使用科里奥利效应质量流量计对流经管道的材料的质量流量和其它信息进行测量。这些流量计具有一个或多个弯曲结构的流管。科里奥利质量流量计中的每一流管结构都具有一组固有振动模式，其可以是简单的弯曲、扭转、辐射或耦合类型的。每一流管被驱动以在这些固有模式其中之一下以共振振荡。部分地通过该流管的组合质量和该流管内的材料定义该振动的、充满材料的系统的固有振动模式。材料从该流量计入口侧上的连接管道流入该流量计。该材料然后被引导通过该一个或多个流管并退出该流量计，到达连接在该出口侧上的管道。
驱动器向该流管施加力。该力使得该流管振荡。当没有材料流经该流量计时，沿着流管的所有点都以相同的相位振荡。当材料开始流经通过该流管时，科里奥利加速度使得沿着该流管上的每一点具有现对于与沿着该流管上的其它点不同的相位。该流管入口侧上的相位迟后于该驱动器，而该出口侧上的相位超前该驱动器。将拾取(pick off)传感器放置在该流管上的两个不同点上，以产生表示该流管在两个点上运动的正弦信号。在单位时间中计算从该拾取传感器接收到的两个信号的相位差。
该两个拾取传感器信号之间的相位差与流经该一个或多个流管的该材料的质量流率成比例。通过将该相位差乘以流量校准因子来确定该材料的质量流率。在将该流量计安装到管道中之前，通过校准过程来确定该流量校准因子。在该校准过程中，让流体以给定流速流过该流管，并计算该相位差与该流速之间的关系(流量校准因子)。
该科里奥利流量计通过将该流量校准因子乘以该两个拾取信号的相位差来确定流速。该流量校准因子与该材料和该流管的横截面属性成比例。该材料和该流管横截面属性的改变可以改变该流量计的流量校准因子。如果该流量计的流量校准因子改变，那么使用该原始的流量校准因子来计算流速就不够准确。
流量校准因子此后称为FCF，其本身取决于该科里奥利流量计的其它参数。该流量校准因子的表达式为FCF＝G1*E0*I0，其中G1是该流管的几何常数，E0为杨氏弹性模量，并且I0是该流管的转动惯量。于是，FCF的精确确定就取决于该流管的常数G1、杨氏模量、以及转动惯量的精确确定。几何常数G1和杨氏模量是相对稳定的值，并且不改变。然而项I0容易变化，因为其取决于本身可以改变的其它流管参数。
该材料和该流管横截面属性的改变可以改变该流管的转动惯量。改变该流管横截面属性的一个范例是由于该流管的腐蚀而产生的改变。该材料和该流管横截面属性的改变的第二个范例是由于流经该管的材料涂附在该流管上。
2000年7月25日的美国专利US6092409描述了一种通过将所测得的已知流体的密度与已知密度进行比较来确认该科里奥利流量计的流量校准因子的过程。与该预期密度的偏差可以表示该流管中的可能误差条件，诸如材料腐蚀或侵蚀。
然而，问题是难以精确地测量密度或实施测量条件以便于进行精确的密度测量。材料密度可能容易随温度而显著变化。密度也可能随着其它参数诸如材料压力和材料组成的改变而小范围的改变。因此，本领域中需要一种系统，其可以更精确地检测指示科里奥利流量计所测得的质量流率可能会不准确的该材料和流管横截面属性的可能变化。
发明内容
通过提供一种用于确认科里奥利流量计的流量校准因子的系统来解决上述和其它问题，并在本领域中实现进步。
科里奥利流量计在该流管上具有拾取传感器，其与仪表电子装置连接。通过该仪表电子装置接收来自该拾取传感器的信号，并且将其转换为机器可读的或数字信号。该数字信号被用作该仪表电子装置中的处理器所执行的应用程序的数据，以确定流经该流管的材料的某些属性，诸如质量流率和密度。用于这些应用程序的指令存储在与该处理器连接的存储器中。本发明涉及一种通过处理器执行的应用程序，其确认科里奥利流量计的流量校准因子。当具有先知特征密度的材料、诸如当工作流体流经该流管时，该确认应用程序测量该流管的振荡周期。使用用于根据该流管的振荡周期确定该材料密度的等式的微分，然后使用所测得的振荡周期来检测该流管中的可能误差条件。
如上所述，该流量校准因子FCF需要可靠的密度信息，从而该流量校准因子才能足够精确，以便于通过该科里奥利流量计产生可靠的流量信息。然而，通常难以得到可靠的密度信息，因为密度会随着其它科里奥利流量计参数的改变而显著改变，随之改变最大的这种参数是该工作材料的温度。温度改变是很平常的，因此当温度改变时仅仅测量密度而不进行其它测量的处理可以提供的流量校准因子确认精度不够，不足以满足科里奥利流量计的操作。
本发明提供一种通过能够克服不可避免的温度变化的处理来测量密度的方法和设备。根据本发明的第一可能示范实施例，通过一种定义将被用于该密度确定的参考温度的处理克服该温度变化。然后监视该工作材料的温度变化，并且当该工作材料的温度等于该预选择的参考温度时进行密度测量。此时，进行密度测量并将其记录下来。该工作材料的温度可以随着时间而连续改变，但是每次温度改变并且变得与该参考温度相等时就再次确定该密度。通过这种方式，就得到并记录了一系列密度测量，以提供一系列温度补偿的密度测量。通过该处理，提供给该仪表电子装置的数据处理设备的密度读数基本上是常数值，其没有由于在该工作材料的不同温度下对该工作材料进行密度测量而产生的误差。该处理因此减少了密度信息中的误差，该误差是由于温度变化而对该工作材料造成不可避免的变化而产生的。
如上所述，温度变化是密度测量中最大的误差来源。由于通过上述方法基本上避免了这些误差，所得到的该密度测量于是可以用来精确地确认该流量校准因子。然而，如果需要，该温度补偿的密度信息可以进一步补偿材料压力的变化。这是通过确定该材料的密度变化与压力变化之比并将该比值乘以所测得的该管道压力与预选参考压力之差而完成的。这样就给出了进一步的补偿因子，可以将其应用于该密度信息，以产生对温度变化和压力变化都进行补偿的密度确定。该信息然后可以用于确认该流量校准因子，然而其可以进一步补偿随着材料组成的变化而内在产生的密度变化。如果需要这样，该温度和压力补偿密度信息可以进一步补偿材料组成的变化，并然后将其应用于确定精确的流量校准因子。
根据本发明的第二可能示范实施例，可以通过编程一个与关于所有可能操作温度、操作压力和材料组成的信息关联的多维查找表的步骤，来进行对温度和/或压力和/或材料组成进行补偿的密度确定。该表然后可以首先用来提供温度补偿的密度信息。这是通过如下步骤完成的确定瞬时材料温度和密度读数；和将该信息输入到产生表示补偿到先前预选参考温度的密度读数的查找表中。通过这种方式，可以得到不同温度时的多个密度读数，但是每一读数都是被温度补偿到该预选参考温度。这样提供的一系列密度读数与在该测量温度等于该预选温度时的时间间隔期间所得到的密度读数相等。这样所得到的该温度补偿的密度读数然后可以按照所想要的用于流量校准因子的确认，或者可以按照同样的方式使用该查找表进一步对压力和材料组成的变化进行补偿。
总而言之，虽然该工作材料的操作温度在使用的时候连续变化，但是本发明的上述两个示范实施例都可以得到补偿到预选温度的密度信息。如果需要，该温度补偿的密度信息可以按照相似的方式进一步对压力和材料组成的变化进行补偿。该可靠补偿的密度信息然后可以用来对该流量校准因子提供具有改进精度的确认。
本发明的一方面包括一种对用于处理材料流的科里奥利流量计的流量校准因子进行确认的方法，所述方法包括下列步骤定义所述材料流在参考温度下的参考密度；测量所述材料流的管道密度和管道温度；和当所述管道温度对应于所述参考温度时，将所述参考密度与所述管道密度进行比较。
优选地，该方法进一步包括所述测量步骤进一步包括下列步骤定义所述温度补偿的参考密度值的上极限和下极限；确定所产生的每一温度补偿的参考密度是否位于所述极限内；和当所述温度补偿的参考密度位于所述极限内时，继续所述测量。
优选地，该方法进一步包括所述测量步骤进一步包括下列步骤仅仅当所述管道温度等于所述参考温度时测量所述管道密度；当所述管道温度等于所述参考温度时，记录表示所述密度的所述温度补偿的参考密度。
优选地，该方法进一步包括所述参考温度介于所述管道温度的变化极限之间。
优选地，该方法进一步包括步骤根据对超过所述极限的温度补偿的参考密度的检测，产生误差信号。
优选地，该方法进一步包括步骤连续测量所述材料流的管道压力；确定用于所述材料流的密度/压力补偿因子；使用所述密度/压力补偿因子对所述温度补偿的参考密度进行补偿，以得到压力和温度补偿的参考密度；和在确定所述科里奥利流量计的所述流量校准因子中使用所述压力和温度补偿的参考密度。
优选地，该方法进一步包括所述密度/压力补偿因子通过如下步骤形成确定密度变化与压力变化的比值；确定所述管道压力和所述参考压力之间的压力差；和将所述比值乘以所述压力差，以得到所述压力补偿因子。
优选地，该方法进一步包括所述极限进一步定义所述压力和温度补偿的参考密度变化的上极限和下极限。
优选地，该方法进一步包括步骤连续地测量所述材料流的材料组成；确定用于所述材料流的密度的材料组成补偿因子；使用所述材料组成补偿因子对所述温度补偿参的考密度进行补偿，以得到材料组成和压力和温度补偿的参考密度；和在确认所述科里奥利流量计的所述流量校准因子中使用所述材料组成和压力和温度补偿的参考密度。
优选地，该方法进一步包括所述极限进一步定义所述材料组成和所述压力和温度补偿参的考密度变化的上极限和下极限。
优选地，该方法进一步包括下列步骤对于一个范围的管道温度和参考温度，形成包含所述材料流的密度值的数据结构；响应于每一测量，将该管道温度和管道密度应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的温度补偿的参考密度。
优选地，该方法进一步包括对于一个范围的管道温度和参考温度，所述数据结构包含将材料压力的值与所述密度值关联的信息；所述方法进一步包括步骤响应于每一测量，将该管道温度和管道密度和压力应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的压力和温度补偿的参考密度。
优选地，该方法进一步包括对于一个范围的管道温度和参考温度，所述数据结构包含将材料组成和材料压力的值与所述密度值关联的信息；所述方法进一步包括步骤响应于每一读数，将该材料组成和管道温度和管道密度和压力应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的材料组成、压力和温度补偿的参考密度。
本发明的另一方面包括一种用于校准科里奥利流量计的软件产品，所述软件产品包括配置为用于存储指令的介质；配置为用于从所述介质读取所述指令的处理系统；所述指令配置为指导所述处理系统执行下列步骤定义由所述科里奥利流量计处理的材料流的参考温度；连续地测量所述材料流的管道密度和管道温度；响应于每一测量，产生用于所述参考温度的补偿的密度；和使用所产生的所述温度补偿的参考密度确认所述科里奥利流量计的流量校准因子。
优选地，所述介质被配置为存储被配置为指导所述处理系统进一步执行下列步骤的指令仅仅当所述管道温度等于所述参考温度时测量所述管道密度；当所述管道温度等于所述参考温度时，记录表示所述密度的所述温度补偿的参考密度。
优选地，所述介质被配置为存储被配置为指导所述处理系统进一步执行下列步骤的指令对于一个范围的管道温度和参考温度，形成包含所述材料流的密度值的数据结构；响应于每一读数，将该管道温度和管道密度应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的温度补偿的参考密度。
根据附图和阅读本发明的详细描述，可以清楚本发明的这些和其它优点。
图1是现有技术的普通科里奥利流量计；图2是科里奥利流量计中的仪表电子装置的方框图；图3描述了ROM 220的详情；图4描述了密度关于时间的典型变化；图5说明的是进行密度读取的条件；图6描述了根据本发明的参考密度随着时间的典型变化；图7描述了关于密度、温度和材料组成的数据面；图8描述了密度关于材料组成改变的典型变化；图9-11的流程图描述了用来确定补偿的密度信息的步骤。
具体实施例方式
图1科里奥利流量计概述图1描述的科里奥利流量计5包括流量计组件10和仪表电子装置20。仪表电子装置20通过引线100与流量计组件10连接，以在通道26上提供密度、质量流率、容积流率、总质量流量和其它信息。本领域的熟练技术人员应该理解的是，任何类型的科里奥利流量计都可以使用本发明，而与驱动器的数目和拾取传感器的数目无关。
流量计组件10包括一对凸缘101和101′、歧管102以及流管103A和103B。与流管103A和103B连接的是驱动器104和拾取传感器105和105′。斜拉杆106和106′用于限定每一流管103A和103B关于其振荡的该轴W和W′。
当将流量计组件10插入到携载所测量的该材料的管道系统(未示出)中时，材料通过凸缘101进入流量计组件10，通过歧管102，在此处将该材料引导进入流管103A和103B，材料流经通过流管103A和103B并返回到歧管102，并通过凸缘101′退出流量计组件10。
选择流管103A和103B并将其适当地安装到歧管102上，使其分别关于弯曲轴W-W和W′-W′具有基本上相同的质量分部、转动惯量和弹性模量。该流管主要以并行方式从该歧管向外延展。
由驱动器104在关于它们各自的弯曲轴W和W′相反的方向上驱动流管103A-B，并且该流量计的隆曲折叠的第一出口终止于该轴。驱动器104可以包括许多熟知结构中的一种，诸如安装在流管103A上的磁体和安装在流管103B上的相对线圈。交流电通过该相对的线圈，使得两个管都产生振荡。由仪表电子装置20通过引线110向驱动器104施加适当的驱动信号。图1的描述仅仅作为科里奥利流量计的范例操作而提供，并且其不对本发明的教导具有限制。
仪表电子装置20分别接收出现在引线111和111′上的左和右速度信号。仪表电子装置20在引线110上产生驱动信号，其使得驱动器104振荡流管103A和103B。如此处所述，本发明可以从多个驱动器产生多个驱动信号。仪表电子装置20对左和右速度信号进行处理，以计算质量流率并提供本发明的确认系统。通道26提供允许仪表电子装置20与操作者交互的输入和输出装置。
图2仪表电子装置20概述图2的方框图描述了执行与本发明相关的处理的仪表电子装置20的组件。通道111和111′将该左和右速度信号从流量计组件10传输到仪表电子装置20。通过仪表电子装置20中的模数(A/D)转换器203接收该速度信号。A/D转换器203将该左和右速度信号转换为处理器201可以使用的数字信号，并通过通道213将该数字信号传输到I/O总线210。通过I/O总线210将该数字信号带到处理器201。驱动器信号通过I/O总线210传输给通道212，其将该信号应用给数模(D/A)转换器202。来自D/A转换器202的模拟信号通过通道110传输到驱动器104。通道26与I/O总线210连接，并将信号带到输入和输出装置(未示出)，其允许仪表电子装置20能够接收来自操作者的数据和向其传送数据。
处理器201通过通道221从只读存储器(ROM)220中读取用于执行该流量计的各种功能的指令，包括计算材料的质量流率、计算材料的容积流率、以及计算材料的密度，但并不限于此。用于执行各种功能的该数据以及指令存储在随机访问存储器(RAM)230中。处理器201通过通道231执行RAM存储器230中的读和写操作。
图3简述图3中描述了ROM 220的详情，其中所示包括用于存储特定控制极限的存储器部分301；用于存储密度/温度关系的存储器部分302；用于存储密度/材料组成关系的存储器部分303；用于存储密度/压力关系的存储器部分304；用于存储密度/温度/材料组成关系的存储器部分305；用于存储初始化参数的存储器部分306；用于存储关于操作和校准该流量计的杂项信息的存储器部分307；以及用于存储操作系统和处理器201的操作所需要的其它软件的存储器部分308。
密度和流量校准因子之间的关系使用该振荡周期来检测由于该流管的流量校准因子与流经该流管的材料的测得密度之间的关系而可能在该流管中产生的误差条件。该流量校准因子(FCF)等于第一几何常数(G1)乘以该流管的杨氏弹性模量(E0)以及该流管的转动惯量(I0)。通过将该材料流经流管时该流管振荡周期的平方(P2)乘以第一密度常数(C1)，然后加上第二密度常数(C2)得到结果来计算流经流管的材料的密度。通过将第二几何常数(G2)乘以该流管的杨氏弹性模量(E0)并乘以该流管的转动惯量(I0)来确定该第一密度常数(C)。由于该流量校准因子的第一几何常数和密度的第二几何常数都乘有该流管的杨氏弹性模量和该流管的转动惯量，所以该流量校准因子和该第一密度常数成比例。
该第一密度常数(C1)的变化典型地不是由于当该材料和/或该流管的横截面属性变化时变化非常小的该第二几何常数(G2)的变化引起。因此该第一密度常数(C1)的变化通常是由于杨氏模量(E0)或该流管的转动惯量(I0)的变化而引起的。由于杨氏模量(E0)和转动惯量(I0)也用来计算该流量校准因子(FCF)，所以可以假定该第一密度常数(C1)的变化表示了流量校准因子(FCF)的变化。
可以从所测量的材料密度中检测该第一密度常数(C1)的变化。如果所测得的该材料的密度不准确，那么用来计算该密度的第一和第二密度常数(C1和C2)也必定不准确。由于使用当材料流经该流管时该流管的振荡周期(P)来计算流经该流管的该材料密度，所以有可能使用该振荡周期(P)来检测该第一密度常数(C1)的变化，而其又表示该流量校准因子(FCF)的可能变化。
图4简述科里奥利流量计内的该典型工作材料的密度不是恒定的，并且随时间而频繁变化。其原因是因为材料密度可能会随着温度和压力的变化而改变。而且，该工作材料的密度可能会由于该材料本身的组成而改变。图4中的图形400示出了这种关系，其中通过该垂直轴401表示该材料的测量密度；水平轴402表示时间。实线403是正弦的，并且基本上是接近常数的幅度，其表示密度关于时间的一个可能变化。虚线404也是正弦的，并且具有的测量密度的幅度随时间增加。将其与幅度随时间变化几乎为常数的实线403进行比较。线403表示可以接受的密度变化。线404具有的幅度变化随时间显著增加。这是所不想要的，其可能是由于温度变化或在该流量计的流管内集结材料，或者可能是由于其它不想要的特征，诸如该流管内部的腐蚀或侵蚀。
通过图形404描绘的密度变化是不想要的，必须在处理中进行补偿，并且必须使用所测量的该密度信息。必须这样才能提供随后可以用来对该流量计所使用的流量校准因子进行确认的密度信息，以产生精确的流量信息。
图5简述图5的图形示出了该工作材料的测量温度可以随时间如何变化。通过垂直轴501表示温度，轴502所示为时间。实线503显示该测量温度可以随时间随机变化。点504表示图形503与该轴502的交点。
根据本发明的第一示范实施例，通过仅当图5的温度线503在位置504与轴502相交时测量该管道密度，对图4中的该测量管道密度进行温度补偿。通过以这种方式测量该管道密度，就消除了由于温度变化而引起的密度变化，因为所有密度测量都是在50℃的参考温度下进行的。于是通过下列步骤就消除了密度测量中的所有变化指定需要对该密度进行补偿的材料温度；仅当测量温度等于该参考温度时测量该管道密度；将该管道密度信息记录到存储器中，以得到一系列没有温度变化的温度补偿的密度测量，因为它们都是在该用户指定的该参考温度下进行的。
如图5中所述，该工作材料的温度在40℃与60℃之间变化，并且参考温度为50℃，在该轴502上。通过仅在该点504表示的时间测量该密度，就得到了50℃的常数温度时的一系列温度补偿的密度测量。这一系列温度补偿的密度测量因此不受温度变化的影响。
图6简述图6中的图形600所示为该垂直轴601上的密度ρ和水平轴602上的时间。波形605显示了根据仅当该管道温度等于参考温度50℃时测量该管道密度所得到的密度测量。图6中的线603和604表示可接受的该密度测量的上和下极限。图6所示的该波形605很好的位于该上和下极限603和604的范围内。使用本发明的方法的该严格控制的密度测量表明该密度测量的变化比图4中所示在随机温度时进行测量所得到的密度测量的结果改进了。
图4、5和6中所示的该时间轴可以表示分钟、小时或天，因为密度和流量校准因子变化是相对较慢的变化现象。
图7简述根据本发明的第二可能示范实施例，图7描述的元素701是表示密度、温度和材料组成之间的密度/温度/浓度关系的符号面。该三维图形700沿X轴702表示材料组成、沿Y轴703表示温度和沿Z轴704表示密度ρ。面701表示描述在本发明的操作中所使用的密度、温度和材料组成的所有组合所需要的位置。数据面是本领域中所熟知的，并且例如在2001年9月13日的公开文本WO0167052A1中有介绍。该公开文本显示了密度、温度和压力参数的关联。
也可以通过存储在图2中所示处理器201的存储器220中的三维查找表实施面701。根据所熟知的查找表过程，可以通过使用表示温度和密度组合的查找表将如图5中所示60℃时的管道密度读数补偿到50℃的参考温度。例如，可以通过寻址包含具有表示在60℃时得到的密度读数的参数和表示理想参考温度50℃的参数的该查找表的存储器，将在60℃时的管道密度读数补偿到50℃的参考温度。对具有这些参数的查找表存储器进行寻址会产生输出，该输出表示温度补偿到50℃参考温度的该测量管道密度读数。通过相同的方式，使用三维查找表，通过对具有60℃时的该测量管道密度、该测量管道密度补偿到的50℃参考温度的存储器进行寻址，以及进一步对具有表示该材料组成的参数的存储器进行寻址，可以得到该温度、材料组成和密度的参数的三维描绘。该三维查找表存储器输出表示参考密度的信息，其已经被用于50℃的参考温度的温度补偿，并且进一步补偿了材料组成的变化。所得到的该密度信息不会受到温度变化的影响，如图6中所示。密度信息也可以通过相同的方式使用查找表对压力变化进行补偿。
图8简述图8的图形800表示密度、温度和材料组成是如何相互关联的。轴802所示为密度。温度通过Y轴801表示，线804、805、806和807表示不同百分比的材料组成。线804表示30％，线805表示40％，线806表示50％，并且线807表示60％。对于给定的材料组成的百分比、例如30％，通过线804描述该密度温度关系。类似地，线805、806和807分别表示材料百分比为40％、50％和60％时可能的密度/温度组合。线803表示温度补偿到50℃的参考密度。
图9简述图9描述的过程900具有步骤901-905，其初始化该流量计，准备确定参考密度ρ以及参考温度T和参考压力P。使用这三个参数来确定参考条件能够更加精确地确认该流量校准因子FCF。过程900起始于步骤901，其初始化该仪表装配。这包括仪表物理装配以及建立确定该仪表的精度、线性和零流量读数的校准。步骤902执行趋向(trending)该流量计的参数的功能。这包括该流量计的测量密度、测量温度和测量压力的读数。该趋向步骤需要记录它们处理之后的密度、温度和压力的多个连续测量，以得到平均值或中间值。完成此以确定密度、温度和压力的值，用作随后处理步骤的参考值。
在步骤903中，该用户提供该密度、温度和压力参数所要使用的上和下工作控制极限。这些极限使得该处理设备能够识别超过该极限的随后测量，并且需要告知给该用户。步骤904记录在随后的处理步骤中要用作参考温度的温度。步骤905记录在随后的处理步骤中要使用的该参考压力的值。在步骤905之后，根据本发明的第一可能示范实施例，该过程继续到图10。可替换地，根据本发明的第二示范实施例，该过程继续到图11。
图10第一可能示范实施例的过程描述在过程1000的步骤1001中，每次当该工作材料的管道温度对应于50℃参考温度时，测量该管道密度并将其与该参考密度值进行比较。记录该管道密度，并保存留做后用。步骤1001也为该工作材料的压力执行相同的功能。这样就给出了温度补偿的参考压力。
步骤1002确定密度变化Δρ与压力变化ΔP的比值。这可以通过在不同值连续测量密度和压力得到。
步骤1003通过解算表达式在(T，P)时进行补偿的参考密度＝参考密度(T)×(P管道-P参考)Δρ/ΔP来确定补偿温度和压力的参考密度。该表达式说明，通过选取该温度补偿的参考密度并将其乘以Δρ/ΔP的比值，最后乘以该测量管道压力(P管道)与该参考压力(P参考)之差，来确定补偿参考温度和参考压力的参考密度。该表达式确定补偿温度和压力的参考密度。对于大多数非气体工作材料，得到的由于压力变量引起的参考密度变化较�。⑶冶泶锸�(P管道-P参考)Δρ/ΔP接近1。所得到的补偿压力的该参考密度变化较小。对于处理气体而言，该情况不同，其中补偿压力的该参考密度会变化非常大。
步骤1003的输出是补偿参考温度和参考压力的密度信号。将该信号应用到步骤1004，其将该温度和压力补偿的密度与在步骤903中该用户所选择的上和下控制极限进行对比。
将步骤1004的输出应用到步骤1007，其对该流量校准因子FCF进行确认。步骤1004的输出也应用到步骤1005，其表明如果该补偿密度在该控制极限之外，那么该过大偏离可以是由于不期望的因数，诸如腐蚀或侵蚀或产品集结。步骤1006向该用户传输信号，指示该补偿的密度超出该用户所选择的极限之外。
图11第二可能优选示范实施例的描述步骤1101从图9的步骤接收密度、温度和压力的测量值、所确定的该上和下控制极限以及该参考温度和压力。
同前面描述了图2一样，使用如图7所描述的查找表信息对仪表电子装置120的处理器201及其ROM存储器220进行编程。该信息包括关联密度、温度、压力和材料组成的三维数据。
步骤1001重复地测量该管道密度。通过图5的该查找表信息处理每一管道密度测量，其补偿所测量的该管道密度的测量温度值与参考温度值之间的差值。通过存储在存储器中的该查找表，所得到的每一测量密度表示补偿50℃温度的测量管道密度值。通过步骤1102将该温度补偿密度存储在RAM存储器230中。将步骤1102的输出应用到步骤1103。
步骤1103测量该管道压力和存储在图7的该查找表工具中的预编程的压力关系，以确定补偿温度和压力的管道密度。
将步骤1103的该温度和压力补偿的密度信息应用到步骤1104的该输入，其对所接收的该补偿密度信息的材料组成变化进行补偿。也通过该查找表工具进行该补偿，其将该流量计处理的各种材料与密度、温度和压力值关联起来。然后将步骤1104的输出应用到步骤1105，其对照所指定的该控制极限检查其接收的信息。步骤1105的输出应用到步骤1108，其确认该流量校准因子。步骤1105的输出也应用到步骤1106，其确定所接收的该密度读数是在该控制极限之内还是之外，如果超过该极限，其向步骤1107发送信号，告知该用户所处理的该密度信息超出该用户所指定的控制极限。该用户然后可以采取任何认为适当的措施。
虽然上面已经公开了本发明的具体实施例，但是显然本领域的熟练技术人员可以并会设计出本发明的替换实施，其从字面上或通过等同物的道理都落入下面权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种对用于处理材料流的科里奥利流量计的流量校准因子进行确认的方法，所述方法包括下列步骤定义所述材料流在参考温度下的参考密度；测量所述材料流的管道密度和管道温度；和当所述管道温度对应于所述参考温度时，将所述参考密度与所述管道密度进行比较。
2.权利要求1的方法，其中所述测量步骤进一步包括下列步骤定义所述温度补偿的参考密度值的上极限和下极限；确定所产生的每一温度补偿的参考密度是否位于所述极限内；和当所述温度补偿的参考密度位于所述极限内时，继续所述测量。
3.权利要求1或2的方法，其中所述测量步骤进一步包括下列步骤仅仅当所述管道温度等于所述参考温度时测量所述管道密度；当所述管道温度等于所述参考温度时，记录表示所述密度的所述温度补偿的参考密度。
4.权利要求2的方法，其中所述参考温度介于所述管道温度的变化极限之间。
5.权利要求2的方法，其特征在于所述方法进一步包括根据对超过所述极限的温度补偿的参考密度的检测产生误差信号的步骤。
6.权利要求1-5的任何一个的方法，其特征在于所述方法进一步包括下列步骤连续测量所述材料流的管道压力；确定用于所述材料流的密度/压力补偿因子；使用所述密度/压力补偿因子对所述温度补偿的参考密度进行补偿，以得到压力和温度补偿的参考密度；和在确定所述科里奥利流量计的所述流量校准因子中使用所述压力和温度补偿的参考密度。
7.权利要求6的方法，其中所述密度/压力补偿因子通过如下步骤形成确定密度变化与压力变化的比值；确定所述管道压力和所述参考压力之间的压力差；和将所述比值乘以所述压力差，以得到所述压力补偿因子。
8.权利要求2-7的任何一个的方法，其中所述极限进一步定义所述压力和温度补偿的参考密度变化的上极限和下极限。
9.权利要求1-5的任何一个的方法，其特征在于所述方法进一步包括下列步骤连续地测量所述材料流的材料组成；确定用于所述材料流的密度的材料组成补偿因子；使用所述材料组成补偿因子对所述温度补偿的参考密度进行补偿，以得到材料组成和压力和温度补偿的参考密度；和在确认所述科里奥利流量计的所述流量校准因子中使用所述材料组成和压力和温度补偿的参考密度。
10.权利要求9的方法，其中所述极限进一步定义所述材料组成和压力和温度补偿的参考密度变化的上极限和下极限。
11.权利要求1的方法，进一步包括下列步骤对于一个范围的管道温度和参考温度，形成包含所述材料流的密度值的数据结构；响应于每一测量，将该管道温度和管道密度应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的温度补偿的参考密度。
12.权利要求11的方法，其中对于一个范围的管道温度和参考温度，所述数据结构包含将材料压力的值与所述密度值关联的信息；所述方法进一步包括步骤响应于每一测量，将该管道温度和管道密度和压力应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的压力和温度补偿的参考密度。
13.权利要求11或12的方法，其中对于一个范围的管道温度和参考温度，所述数据结构包含将材料组成和材料压力的值与所述密度值关联的信息；所述方法进一步包括步骤响应于每一读数，将该材料组成和管道温度和管道密度和压力应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的材料组成、压力和温度补偿的参考密度。
14.一种用于校准科里奥利流量计的软件产品，所述软件产品包括配置为用于存储指令的介质；配置为用于从所述介质读取所述指令的处理系统；所述指令配置为指导所述处理系统执行下列步骤定义由所述科里奥利流量计处理的材料流的参考温度；连续地测量所述材料流的管道密度和管道温度；响应于每一测量，产生用于所述参考温度的补偿的密度；和使用所产生的温度补偿的参考密度确认所述科里奥利流量计的流量校准因子。
15.权利要求14的软件产品，其特征在于所述介质被配置为存储被配置为指导所述处理系统进一步执行下列步骤的指令仅仅当所述管道温度等于所述参考温度时测量所述管道密度；当所述管道温度等于所述参考温度时，记录表示所述密度的所述温度补偿的参考密度。
16.权利要求14的软件产品，其特征在于所述介质被配置为存储被配置为指导所述处理系统进一步执行下列步骤的指令对于一个范围的管道温度和参考温度，形成包含所述材料流的密度值的数据结构；响应于每一读数，将该管道温度和管道密度应用于所述结构；和读出所述数据结构，以得到用于所述参考温度的温度补偿的参考密度。
全文摘要
一种用于确认科里奥利流量计的流量校准因子的方法和设备。根据第一实施例，当材料的温度等于预定参考温度时，通过测量材料密度获得改进的材料密度。根据第二实施例，预编程的数据库存储密度/温度关系。通过测量该材料的密度和温度，应用来自该数据库的测量密度/温度信息，并且获得补偿预定参考温度的密度信息，从而获得改进的密度信息。两个实施例所获得的该改进密度信息都不会受到温度变化的影响，并且可以用来确认该流量校准因子。通过相同的方式获得补偿压力变化和材料组成变化的流量校准因子。
文档编号G01N9/00GK1856697SQ03827136
公开日2006年11月1日 申请日期2003年9月29日 优先权日2003年9月29日
发明者A·T·帕滕, G·R·杜菲尔 申请人:微动公司
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