[发明专利]用于在振动式流量计中应用温度流量系数的装置以及相关方法

说明书

提供了一种用于校准流量计的方法，该方法包括确定针对多个流量计的管周期比率与流量管温度补偿(FTC)值之间的关系。测量被测流量计的管周期。使用所确定的所述针对多个流量计的管周期比率与FTC值之间的关系以及所测量的所述被测流量计的管周期来计算刚度相关的FTC。将刚度相关的FTC应用于被测流量计的操作例程(314)。

技术领域

本发明涉及流量计，并且更特别地涉及用于确定温度流量系数并且将该温度流量系数应用于振动式流量计的方法和装置。

背景技术

振动式传感器、比方说例如振动式密度计和科里奥利流量计是通常已知的，并且用以对流动穿过流量计中的导管的材料的质量流量和其他信息进行测量。在全部归于J.E.Smith等人的美国专利4,109,524、美国专利4,491,025以及Re.31,450中公开了示例性的科里奥利流量计。这些流量计具有为直的或弯曲构型的一个或更多个导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构型例如均具有一组自然振动模式，所述一组自然振动模式可以是简单弯折、扭转或耦接类型。每个导管能够被驱动成以优选的模式进行摆动。

材料从流量计的入口侧上的连接管道流动到流量计中、被引导穿过导管、并且穿过流量计的出口侧离开流量计。振动系统的自然振动模式部分地由导管和在导管内流动的材料的组合质量来限定。

当没有流量穿过流量计时，施加至导管的驱动力导致沿着导管的所有点以相同的相位或小的“零偏移”进行摆动，“零偏移”是在零流动处测量的时间延迟。当材料开始流动穿过流量计时，科里奥利力导致沿着导管的每个点均具有不同的相位。例如，流量计的入口端部处的相位滞后于集中式驱动器位置处的相位，而出口通道处的相位领先于集中式驱动器位置处的相位。导管上的检出器产生代表导管运动的正弦信号。从检出器输出的信号被处理以确定检出器之间的时间延迟。两个或更多个检出器之间的时间延迟与流动穿过导管的材料的质量流率成比例。

连接至驱动器的计量器电子设备生成用于操作驱动器的驱动信号并且根据从检出器接收到的信号来确定材料的质量流率和其他性质。驱动器可以包括许多众所周知的装置中的一种；然而，磁体和相对的驱动线圈在流量计行业中已经取得巨大成功。交流电被传递至驱动线圈，以用于使导管以所期望的流量管幅度和频率振动。在本领域中还已知的是，将检出器提供为与驱动器布置结构非常相似的磁体与线圈布置结构。然而，当驱动器接收引起运动的电流时，检出器可以使用由驱动器提供的运动以感应出电压。由检出器测量的时间延迟的大小是非常小的，通常以纳秒来测量。因此，换能器输出必须非常准确。

通常，可以最初校准科里奥利流量计并且可以生成流量校准因子和零偏移。在使用中，流量校准因子(FCF)可以乘以由检出器所测量的时间延迟(ΔT)减去零偏移(ΔT₀)以生成质量流率。这样的质量流量校准可以由两个校准常数表示，这两个校准常数相当于直线的斜率(FCF)和截距(零偏移)。利用流量校准因子(FCF)和零偏移(ΔT₀)的质量流率等式的示例由等式(1)描述：

其中：

FCF＝流量校准因子

ΔT_测量＝所测量的时间延迟

ΔT₀＝初始零偏移

在大多数情况下，通常由制造商对流量计进行初始校准，并假定流量计能够提供准确的测量值而不需要后续校准。尽管初始确定的零偏移在有限情况下可以足够校正测量值，但许多操作条件可能影响零偏移。这样的操作条件包括但不限于温度、压力、流体密度以及传感器安装条件。