[发明专利]活塞校准器装置、方法和系统

说明书

技术领域

实施例一般地涉及流量计校准系统和方法。实施例还涉及小体积校准器。此外，实施例涉及低温应用和非低温应用。

背景技术

流量计、校准器和流量校准部件利用已知的可追踪体积来模拟实际操作条件并且测试和检验它们的性能。小体积校准器（SVP）或活塞校准器可以用于准确地测量流体流动过程中的流量并且用于校准例如密闭输送、管道等中所使用的流量测量装置。小体积校准器通常包括携带传感器的精密孔圆筒，这些传感器检测活塞行程的开始和结束。在与流体流动相反的方向上向上游方向驱动活塞，然后释放活塞使其与流体流一起移动以便测量流体的流率。

小体积校准器通常包括连接到活塞的活塞杆，该活塞突出到校准器的外部以便利用外部马达将活塞拉动到上游位置。图1示出了现有技术的具有退出校准器100的活塞杆135的小体积校准器100的透视图。小体积校准器100包括具有流动入口110和流动出口190的圆筒120。配置有提升阀装置140的活塞130位于圆筒120内。可以利用连接到退出校准器外壳195的活塞杆135的外部马达，向上游方向驱动活塞130。外部活塞杆135可以被密封到校准器外壳195。

与这种校准器设计有关的问题之一在于：由于流体内所含污染物干扰、校准器容积外的污染物或杆135作用于校准器密封的力，活塞杆密封会暂时地泄漏；因此，在校准器100的操作期间会发生密封磨损和/或密封损坏。此外，当活塞杆135在圆筒120的内部或外部运动时这种杆密封会发生泄漏，特别是如果流体具有低的粘度、润滑性和温度。例如，在液化天然气（LNG）的情况下，泄漏的流体是可燃的并且会引起潜在的环境危害。此外，密封泄漏导致不准确的流量测量。

基于前面的描述，相信对于提供准确位置测量的改进的活塞校准器装置和方法存在需求，正如将在本文中更详细描述的。

发明内容

提供以下的发明内容以帮助对所公开实施例特有的部分的创新特征的理解，而并非意图是详尽的描述。通过将整个说明书、权利要求、附图和摘要当作整体，可以获得对本文中所公开实施例的各种方面的充分理解。

因此，所公开实施例的一个方面提供一种改进的仪表校准装置、方法和系统。

所公开实施例的另一方面提供一种用于准确测量活塞在流管内的位置的改进的活塞校准器装置、方法和系统。

现在可以通过本文中所描述方式而实现前述的方面以及其它的目的和优点。本文中公开了通过测量内部活塞的位置而准确地测量流体流率的活塞校准器装置、方法和系统。一般来说，活塞可以与位于圆筒（例如，精密孔圆筒）内的提升阀装置相结合，以便当在对流量进行校准之前将活塞拉动到上游位置时允许流体（例如，低温流体）通过孔口通路。

具有马达（例如，可浸没的LNG线性马达）、丝杠和编码器的致动器（例如，线性致动器）可以位于圆筒内。当开始校准运行时，马达将活塞驱动到圆筒中的上游位置。一旦将活塞释放以开始校准运行，则准确地测量活塞的初始位置和最终位置以及通过时间。与致动器和活塞相结合的编码器提供指示活塞的初始位置和最终位置的输出信号，以便确定由活塞的运动排出的流体的体积。可以精确地测量活塞速度并且校准圆筒容积以便以高的精度和可重复性确定流率。

处理器可以利用双计时脉冲插补法来校准流体流量，该双计时脉冲插补法也提供部分仪表脉冲计数。线性致动器可以推动和/或拉动不再退出圆筒的校准器活塞。可以对安装到线性致动器的线性致动器丝杠加以修改，以便在低温下维持紧密度容限。如果在流体流向下游反向推动活塞时致动器保持连接到校准器活塞，则活塞可以反向驱动致动器丝杠。如果致动器丝杠的反向驱动力影响活塞的流向，则可以利用闩锁（例如，弹簧加载闩锁或类似装置）使致动器丝杠与活塞分离。

可以将马达与圆筒中的致动器放置在一起，以驱动被设计用于低温环境的致动器。用于马达的接线可以经过罐封式密封退出校准器。马达可以是例如带线圈的线性马达，所述线圈位于直线上以便在直线方向上驱动磁体和/或金属片。线性马达致动器包括可以耐受液化天然气（LNG）环境的环氧树脂密封线圈。线性马达可以保持连接到校准器活塞的状态，并且在对流体流动产生极小阻力的情况下提供准确的位置测量数据。与致动器相结合的编码器精确地测量活塞在圆筒中的位置，由此提供准确的位置测量信息。

附图说明

下面的附图（其中，在所有单独的视图中类似的附图标记指代相同或功能上类似的元件，这些视图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分）进一步说明本发明，并且连同对本发明的详细说明用以解释本发明的原理。