[发明专利]振动流量计摩擦补偿

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动流量计，且更具体地讲，涉及一种振动流量计摩擦补偿（vibratory flowmeter friction compensation）。

背景技术

振动管道传感器(诸如，Coriolis质量流量计和振动密度计)通常通过检测包含流动材料的振动管道的运动而工作。通过处理从与管道关联的运动换能器接收的测量信号，能够确定与管道中的材料关联的性质，诸如质量流量、密度等。填充了振动材料的系统的振动模式通常受包含管道和管道中包含的材料的组合的质量、刚度和阻尼特性影响。

典型的Coriolis质量流量计包括一个或多个管道，所述一个或多个管道在管线或其它运输系统中成线连接并在该系统中传送材料，例如流体、泥浆、乳胶等。每个管道可视为具有一组固有振动模式，包括例如单纯弯曲、扭转、径向和耦合模式。在典型Coriolis质量流量测量应用中，当材料流经管道时管道在一种或多种振动模式下被激励，并且在沿着管道分隔的点测量管道的运动。通常由以周期性方式扰动管道的致动器(例如，机电装置，诸如音圈型驱动器)提供激励。通过测量在换能器位置的运动之间的时间延迟或相差可确定质量流率。通常应用两个这种换能器(或拾取传感器（pickoff sensor）)以便测量一个或多个流动管道（flow conduit）的振动响应，并且这两个换能器通常定位在处于致动器的上游和下游的位置。该两个拾取传感器连接到电子仪器。仪器从该两个拾取传感器接收信号并处理信号以便尤其获得质量流率测量结果。振动流量计(包括Coriolis质量流量计和密度计)因此应用振动的一个或多个流动管道以便测量流体。

振动流量计的准确性和性能能够受各种因素影响，该各种因素诸如流体流量的变化、流体成分的改变、温度和其它因素。现有技术中经常忽略的一个因素是流动流体和一个或多个流量计管道的壁之间的摩擦。摩擦效应(包括边界层流效应)能够产生湍流。摩擦效应和所导致的湍流能够不利地影响流量测量结果。

发明内容

在本发明的一个方面中，一种用于振动流量计摩擦补偿的仪表电子设备包括：

接口，配置为与振动流量计的流量计组件通信并接收振动响应；以及

处理系统，耦合到接口并配置为使用振动响应测量流体的质量流率(                                               )，其中处理系统的特征在于：处理系统配置为使用质量流率()、流体密度(ρ)和截面流通面积(A)确定流体速度(V)，使用流体速度(V)和压降(△P)确定摩擦因子(f)，并且使用摩擦因子(f)确定补偿因子。

优选地，仪表电子设备接收流体密度(ρ)。

优选地，振动流量计测量流体密度(ρ)。

优选地，仪表电子设备接收压降(△P)。

优选地，振动流量计测量压降(△P)。

优选地，其中处理系统还配置为产生补偿了摩擦的质量流率()。

优选地，其中处理系统还配置为产生补偿了摩擦的体积流率()。

优选地，确定补偿因子包括使摩擦因子(f)与以经验方式获得的数据相关联。

在本发明的一个方面中，一种振动流量计摩擦补偿方法包括：

使用振动流量计测量流体的质量流率()；

使用质量流率()、流体密度(ρ)和截面流通面积(A)确定流体速度(V)；

使用流体速度(V)和压降(△P)确定摩擦因子(f)；以及

使用摩擦因子(f)确定补偿因子。

优选地，振动流量计的仪表电子设备接收流体密度(ρ)。

优选地，振动流量计测量流体密度(ρ)。

优选地，振动流量计的仪表电子设备接收压降(△P)。

优选地，振动流量计测量压降(△P)。

优选地，还包括：产生补偿了摩擦的质量流率()。

优选地，还包括：产生补偿了摩擦的体积流率()。

优选地，确定补偿因子包括使摩擦因子(f)与以经验方式获得的数据相关联。

在本发明的一个方面中，一种振动流量计摩擦补偿方法包括：