Измерительная электроника и способ количественного анализа перекачиваемого флюида



Измерительная электроника и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Измерительная электроника и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Измерительная электроника и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Измерительная электроника и способ количественного анализа перекачиваемого флюида

 


Владельцы патента RU 2490600:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

Измерительная электроника (20) включает в себя интерфейс (201), сконфигурированный для связи с расходомерной сборкой вибрационного расходомера и для приема колебательного отклика, и систему (203) обработки, связанную с интерфейсом (201). Система (203) обработки сконфигурирована для измерения объемного расхода и плотности для заданного интервала времени перекачки флюида, для определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала времени, и если в заданный интервал времени аэрация не происходит, то добавления произведения объем-плотность к накопленному произведению объем-плотность и добавления объемного расхода к накопленному объемному расходу и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности для перекачиваемого флюида посредством деления накопленного произведения объем-плотность на накопленный объемный расход. Технический результат - повышение надежности измерения потенциально аэрируемых флюидов, точности измерения перекачиваемого флюида, причем измерение свободно от влияния аэрации, обеспечение возможности регистрации аэрации флюида, возможности перепроверить измеренную массу перекачиваемого флюида относительно измеренного и/или оцениваемого объема, а также обеспечение измерения и регистрации изменений флюида во время перекачки. 4 н. и 40 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Уровень техники

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к вибрационному расходомеру и способу и, более конкретно, к измерительной электронике и способу количественного анализа перекачиваемого флюида.

2. Постановка задачи

Вибрационные трубопроводные датчики, например массовые расходомеры Кориолиса и вибрационные денситометры, обычно работают, регистрируя механическое перемещение колеблющейся трубки, которая содержит текущий материал. Свойства, связанные с материалом в трубке, например массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены посредством обработки измерительных сигналов, принятых от преобразователей перемещения, связанных с трубкой. Колебательные моды колеблющейся и заполненной материалом системы обычно определяются общей массой, жесткостью и параметрами демпфирования наполняемой трубки и содержащегося в ней материала.

Типичный расходомер Кориолиса включает в себя один или несколько трубок, которые соединяются в линейную магистраль или другую транспортную систему, и по системе переносится материал, например флюиды, шламы, эмульсии и т.п. Каждую трубку можно рассматривать как систему, имеющую ряд собственных колебательных мод, включая, например, простые изгибные, крутильные, радиальные, поперечные и связанные моды. В типичном приложении метода Кориолиса для измерений массового расхода трубка возбуждается на одной или нескольких колебательных модах, когда материал течет через трубку, и смещение трубки измеряется в точках, разнесенных вдоль трубки. Возбуждение трубки обычно обеспечивается приводом, например электромеханическим устройством, таким как индукционный привод, работающий на звуковых частотах, который периодически возмущает трубку. Массовый расход может быть определен по измерению временной задержки или по разности фаз между перемещениями в местоположениях измерительных преобразователей. Два таких преобразователя (или измерительных преобразователя) обычно используются для измерения колебательного отклика трубки или трубок и обычно располагаются в положениях сверху и снизу по течению относительно привода. Два измерительных преобразователя соединяются с электронным измерительным прибором. Измерительный прибор принимает сигналы от двух измерительных преобразователей и обрабатывает сигналы, чтобы получить, среди прочего, измерения массового расхода. Вибрационные расходомеры, включающие в себя массовые расходомеры Кориолиса и денситометры, используют, поэтому, одну или несколько расходомерных трубок, которые колеблются для измерения параметров флюида.

Бункеровка относится к практике хранения и перекачки судового нефтяного топлива, которое принято обозначать как бункерное топливо. Для заправки судна топливом большие объемы топлива могут временно храниться на барже или другом контейнере с целью перекачки топлива с берега на судно. Бункер может быть расположен в доке или другом портовом сооружении или может переноситься баржей или другим заправочным транспортным средством. Во время бункеровки измерение параметров топлива обычно содержит процесс дозировки по схеме пустой-полный-пустой, допуская вовлечение газа в топливо.

Способы бункеровки нефтяного топлива в технике предшествующего уровня основаны на измерениях объема резервуара и на опорном значении плотности, обычно получаемом на лабораторном образце. Традиционно для расчета полной массы поставляемого бункерного топлива используются и таблицы соответствия, и измерения опорного значения плотности совместно с измерением уровня резервуара или измерения глубины с помощью градуированной мерной ленты. Точность измерения техники предшествующего уровня зависит от многих факторов, включая в себя температуру, давление, наличие или отсутствие вовлеченного газа, ошибки или неопределенность при измерении глубины мерной лентой, неопределенность объема резервуара, точность таблиц преобразования, человеческие ошибки и то, насколько хорошо плотность образца соответствует средней плотности перекачиваемой партии топлива, например. Кроме того, тяжелая топливная нефть (HFO) имеет тенденцию наслаиваться в течение долгого времени, и компоненты могут разделиться и иметь различные плотности, вязкости и т.д.

Хотя полный массовый расход является наиболее важным измерением при операции перекачки топлива, плотность и вязкость также желательно знать, поскольку они представляют собой важные индикаторы качества или сорта жидкого топлива. Обычно, чем выше плотность и вязкость, тем ниже качество поставляемого топлива. Знание плотности и вязкости является существенным для гарантии того, что для данного механизма используется идеальное топливо. Кроме того, потребителю желательно знать, насколько перекачиваемый флюид аэрируется. Определение этого может указать, аэрируется ли топливо преднамеренно, чтобы увеличить видимый объем поставляемого топлива.

В технике предшествующего уровня принятый способ для определения плотности и вязкости бункерного топлива заключается в том, что во время бункеровочной операции берется образец и посылается в лабораторию для анализа. К сожалению, лабораторный анализ обычно занимает несколько дней, и топливо при этом находится на судне и используется. Кроме того, нефтяное топливо имеет тенденцию наслаиваться в резервуарах, оставляя топливо более низкого сорта с самой высокой вязкостью и плотностью внизу резервуара, а топливо более высокого качества - наверху. Единственный образец не может свидетельствовать о средней плотности или вязкости всей партии топлива.

Объекты изобретения

В одном объекте изобретения измерительная электроника для количественного анализа перекачиваемого флюида содержит:

интерфейс, сконфигурированный для связи с расходомерной сборкой вибрационного расходомера и приема колебательного отклика; и

систему обработки, связанную с интерфейсом и сконфигурированную для:

измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида;

определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;

если в заданный интервал (ti) времени флюид не аэрируется, то система обработки добавляет произведение объем-плотность ( ν ˙ i ρi) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) и добавляет объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ i accum); и

определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после того, как принят сигнал окончания перекачки флюида.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована так, чтобы сравнивать колебательный отклик на заданном интервале (ti) времени с заданным порогом аэрации и определять заданный интервал (ti) времени для аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных интервалов времени аэрации, чтобы получить время аэрированной перекачки (taerated), суммарное значение всех интервалов (ti) времени перекачки флюида, чтобы получить полное время перекачки (ttotal) и определить долю (taerated/ttotal) времени аэрации как время аэрированной перекачки (taerated), разделенное на полное время перекачки (ttotal).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных значений аэрированного объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ aerated), для всех суммарных значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ tot и определения доли ( ν ˙ aerated/ ν ˙ tot) аэрированного расхода как аэрированный объемный расход ( ν ˙ aerated), разделенный на полный объемный расход ( ν ˙ tot).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для получения температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то для добавления произведения объем-температура ( ν ˙ i T i к накопленному произведению объем-температура ( ν ˙ Taccum) и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-температура ( ν ˙ Taccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости флюида (µi) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μ i к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μ accum и для определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ µaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для приема вязкости (µi) от внешнего источника.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (µi) вибрационным расходомером.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости (µi) флюида для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μaccum), определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μ accum на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

В одном объекте изобретения измерительная электроника для количественного анализа перекачиваемого флюида содержит:

интерфейс, сконфигурированный для связи с расходомерной сборкой вибрационного расходомера и приема колебательного отклика; и

систему обработки, связанную с интерфейсом и сконфигурированную для:

измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида;

получения вязкости флюида (µi) для заданного интервала (ti) времени;

определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;

если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем-вязкость ( ν ˙ i μi) к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μ accum и добавляет объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ accum); и

определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после того, как принят сигнал окончания перекачки флюида.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована, чтобы сравнивать колебательный отклик заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации и определить заданный интервал (ti) времени для аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных интервалов времени аэрации для получения времени (taerated) аэрированной перекачки, всех суммарных интервалов (ti) времени перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal) и определения доли (taerated/ttotal) времени аэрации как время аэрированной перекачки (taerated), разделенное на полное время перекачки (ttotal).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных значений объемного расхода ( ν ˙ i ) аэрированного флюида для получения объемного расхода ( ν ˙ aerated) аэрированного флюида, всех суммарных значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ tot и определения доли ( ν ˙ aerated / ν ˙ tot расхода аэрированного флюида как объемный расход ( ν ˙ aerated) аэрированного флюида, разделенный на полный объемный расход ( ν ˙ tot).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для получения температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем-температура ( ν ˙ i T i к накопленному произведению объем-температура ( ν ˙ T accum и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-температура ( ν ˙ Taccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для измерения плотности (ρi) для заданного интервала времени (ti), и если заданный интервал времени (ti) не соответствует аэрации, то добавления произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρ accum ) и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для измерения плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρ accum ) , определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρ accum ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum ) и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для приема вязкости (μi) от внешнего источника.

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (μi) вибрационным расходомером.

В одном объекте изобретения способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида содержит:

измерение объемного расхода ( ν ˙ i ) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером;

определение, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;

если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем-плотность ( ν ˙ i ρi) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) и добавляют объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ accum); и

определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после того, как принят сигнал окончания перекачки флюида.

Предпочтительно, определение того, не аэрируется ли перекачиваемый флюид, содержит сравнение колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации и определение заданного интервала (ti) времени аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит суммирование интервалов времени аэрации для получения времени (taerated) аэрированной перекачки, суммирование всех интервалов времени (ti) перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal) и определение доли времени аэрации (taerated/ttotal) как время (taerated) аэрированной перекачки, разделенное на полное время перекачки (ttotal).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит суммирование значений ( ν ˙ i ) аэрированного объемного расхода для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ aerated), суммирование всех значений ( ν ˙ i ) объемного расхода для получения полного объемного расхода ( ν ˙ tot) и определение доли ( ν ˙ aerated/ ν ˙ tot) аэрированного расхода как аэрированный объемный расход ( ν ˙ aerated), разделенный на полный объемный расход ( ν ˙ tot).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит получение температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) к накопленному произведению объем-температура ( ν ˙ Taccum) и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-температура ( ν ˙ Taccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит получение вязкости (μi) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, получение вязкости (μi) содержит прием вязкости (μi) от внешнего источника.

Предпочтительно, получение вязкости (μi) содержит измерение вязкости (μi) вибрационным расходомером.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит получение вязкости (μi) для заданного интервала времени (ti), и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μaccum), определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μ accum на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum и преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

В одном объекте изобретения способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида содержит:

измерение объемного расхода ( ν ˙ i ) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером;

получение вязкости (μi) для заданного интервала (ti) времени;

определение, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;

если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем-вязкость ( ν ˙ i μi) к накопленному произведению объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) и добавляют объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ accum); и

определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после того, как принят сигнал окончания перекачки флюида.

Предпочтительно, определение того, не аэрируется ли перекачиваемый флюид, содержит сравнение колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации и определение заданного интервала (ti) времени аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит суммирование интервалов времени аэрации для получения времени аэрированной перекачки (taerated), суммирование всех интервалов времени (ti) перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal) и определение доли (taerated/ttotal) времени аэрации как время аэрированной перекачки (taerated), разделенное на полное время перекачки (ttotal).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит суммирование значений ( ν ˙ i ) объемного расхода аэрированного флюида для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ aerated), суммирование всех значений ( ν ˙ i ) объемного расхода для получения полного объемного расхода ( ν ˙ tot) и определение доли аэрированного расхода ( ν ˙ aerated/ ν ˙ tot) как аэрированного объемного расхода ( ν ˙ aerated), разделенного на полный объемный расход ( ν ˙ tot).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит получение температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) к накопленному произведению объем-температура ( ν ˙ Taccum) и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-температура ( ν ˙ Taccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит измерение плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρi) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит измерение плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, и если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρi) к накопленному произведению объем-плотность ( ν ˙ ρaccum), определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρaccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum) и преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

Предпочтительно, получение вязкости (μi) содержит получение вязкости (μi) от внешнего источника.

Предпочтительно, получение вязкости (μi) содержит измерение вязкости (μi) вибрационным расходомером.

Описание чертежей

Фиг.1 изображает вибрационный расходомер в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - бункерная перекачка топлива в соответствии с изобретением.

Фиг.3 - блок-схема измерительной электроники вибрационного расходомера в соответствии с изобретением.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа количественного анализа перекачиваемого флюида в соответствии с изобретением.

Подробное описание изобретения

Чертежи на фиг.1-4 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры для пояснения специалистам в данной области техники того, как реализовать и использовать наилучший вариант изобретения. С целью пояснения принципов изобретения некоторые обычные объекты были упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники увидят возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения. Специалисты в данной области техники увидят, что описанные ниже признаки могут быть различным образом объединены, образуя множественные вариации изобретения. Таким образом, изобретение не ограничивается описанными ниже конкретными примерами, но только формулой и ее эквивалентами.

На фиг.1 показан вибрационный расходомер 5 в соответствии с изобретением. Вибрационный расходомер 5 содержит сборку 10 расходомера и измерительной электроники 20. Измерительная электроника 20 связана с измерительной сборкой 10 с помощью кабельных соединений 100 и сконфигурирована так, чтобы предоставить измерения одного или нескольких параметров - плотности, массового расхода, объемного расхода, суммарного массового расхода, температуры или других измерений или информации по каналу связи 26. Вибрационный расходомер 5 может содержать массовый расходомер Кориолиса. Кроме того, следует отметить, что вибрационный расходомер 5 может альтернативно содержать вибрационный денситометр. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что данный вибрационный расходомер может содержать любой вариант вибрационного расходомера, независимо от числа приводов, измерительных преобразователей, расходомерных трубок или используемой моды колебаний.

Сборка расходомера 10 включает в себя пару фланцев 101 и 101', манифольды 102 и 102', привод 104, измерительные преобразователи 105, 105' и расходомерные трубки 103A и 103B. Привод 104 и измерительные преобразователи 105 и 105' присоединены к расходомерным трубкам 103A и 103B.

Фланцы 101 и 101' прикреплены к манифольдам 102 и 102'. Манифольды 102 и 102' могут быть прикреплены к противоположным концам проставки 106 в некоторых вариантах реализации. Проставка 106 поддерживает определенное расстояние между манифольдами 102 и 102', чтобы предотвратить силовое воздействие трубопроводной магистрали на расходомерные трубки 103A и 103B. Когда расходомерная сборка 10 вставлена в трубопроводную магистраль (не показана), которая переносит измеряемый расходный флюид, флюид входит в расходомерную сборку 10 через фланец 101, проходит через впускной манифольд 102, где общее количество расходного флюида направляется в трубки 103A и 103B, протекает через трубки 103A и 103B, и назад - в выпускной манифольд 102', где он выходит из расходомерной сборки 10 через фланец 101'.

Расходный флюид может содержать жидкость. Расходный флюид может содержать газ. Расходный флюид может содержать многофазный флюид, например жидкость, включающую в себя вовлеченные газы и/или вовлеченные твердые вещества.

Расходомерные трубки 103A и 103B выбираются и соответственно монтируются на входном манифольде 102 и на выходном манифольде 102' так, чтобы иметь по существу одинаковое массовое распределение, моменты инерции и упругие модули вокруг изгибных осей W--W и W'--W' соответственно. Расходомерные трубки 103A и 103B проходят наружу от манифольдов 102 и 102' по существу параллельным образом.

Расходомерные трубки 103A и 103B возбуждаются приводом 104 в противоположных направлениях вокруг соответственных изгибных осей W и W', на которых локализуется первая несинфазная изгибная мода вибрационного расходомера 5. Привод 104 может содержать одно из многих хорошо известных устройств, например магнит, установленный на трубке 103A, и противостоящую катушку, установленную на расходомерной трубке 103B. Через противостоящую катушку проходит переменный ток, заставляя обе трубки колебаться. Соответствующий возбуждающий сигнал подается измерительной электроникой 20 на привод 104 через соединительный кабель 110. Другие приводные устройства также возможны и рассматриваются как находящиеся в пределах объема описания и приложенной формулы.

Измерительная электроника 20 принимает сигналы датчика по соединительным кабелям 111 и 111' соответственно. Измерительная электроника 20 подает на соединительный кабель 110 приводной сигнал, который посредством привода 104 заставляет колебаться расходомерные трубки 103A и 103B. Другие устройства датчиков также возможны и рассматриваются как находящиеся в пределах объема описания и приложенной формулы.

Измерительная электроника 20 обрабатывает сигналы левой и правой скорости от измерительных преобразователей 105 и 105', чтобы рассчитать расход среди прочих параметров. Канал связи 26 предоставляет входное и выходное средство, которое позволяет связать измерительную электронику 20 с оператором или с другими электронными системами. Описание чертежа на фиг.1 предоставляется исключительно как пример работы расходомера Кориолиса и не является ограничением принципов настоящего изобретения.

Измерительная электроника 20 в одном варианте реализации сконфигурирована так, чтобы заставить колебаться расходомерные трубки 103A и 103B. Колебания задаются приводом 104. Измерительная электроника 20 дополнительно принимает образующиеся сигналы колебаний от измерительных преобразователей 105 и 105'. Сигналы колебаний содержат колебательный отклик расходомерных трубок 103A и 103B. Измерительная электроника 20 обрабатывает колебательный отклик и определяет частоту отклика и/или разность фаз. Измерительная электроника 20 обрабатывает колебательный отклик и осуществляет одно или несколько измерений потока, включая массовый расход и/или плотность текущего флюида. Другие параметры колебательного отклика и/или измерения потока также рассматриваются как находящиеся в рамках описания и формулы.

В одном варианте реализации расходомерные трубки 103A и 103B содержат по существу U-образные расходомерные трубки, как это показано. Альтернативно, в других вариантах реализации расходомерные трубки могут содержать по существу прямые расходомерные трубки. Дополнительные формы расходомера и/или конфигураций могут быть также использованы в рамках описания и формулы.

На фиг.2 показана перекачка бункерного топлива в соответствии с изобретением. Перекачка бункерного топлива содержит и перекачку, и измерение параметров топлива, перекачиваемого из первого резервуара 3 во второй резервуар 4. На чертеже, бункерное топливо перекачивается от заправочной баржи 1 на судно 2, но следует понимать, что перекачка может содержать любую топливную перекачку. Следует понимать, что перекачка может содержать перекачку любого флюида. Кроме того, следует понимать, что расходомер может быть установлен на барже, на судне или на обоих объектах.

Бункеровка общеизвестна как практика хранения и перекачки морского нефтяного топлива, которое принято обозначать как бункерное топливо. Для заправки топливом судна большие количества топлива могут быть временно сохранены на барже или в другом контейнере с целью перекачки топлива с берега на судно. Бункер может быть расположен в доке или другом портовом сооружении или может переноситься баржей или другим топливозаправочным транспортным средством. Во время бункеровки измерение параметров топлива обычно содержит процесс дозирования по схеме пустой-полный-пустой, позволяя газу вовлечься в топливо.

Бункерное топливо содержит относительно тяжелый нефтепродукт, который используется для нагревания или в больших промышленных и/или морских двигателях. Имеется множество сортов топлива, которое может содержать бункерное топливо. Бункерное топливо обычно более тяжелое и более вязкое, чем бензин или дизельное топливо.

Затраты на морское топливо представляют собой главную часть эксплуатационных расходов на судне. При увеличивающихся ценах на нефть и увеличивающихся усилиях для хранения тщательное управление расходом топлива становится весьма существенным по экологическим и финансовым причинам.

Смешивание между собой компонентов топлива в точных пропорциях для использования в морской промышленности обычно включает в себя комбинацию тяжелой топливной нефти (HFO или Бункер C) и средней по весу топливной нефти (IFO), которая имеется с широким диапазоном вязкости и содержания серы. Международная Организация по Стандартизации (ISO) имеет спецификации морского топлива для международного использования на борту судов. Точное смешивание очень важно вследствие роста цен на топливо, опасности изнашивания двигателя вследствие различных температур сгорания топлива различных сортов и вследствие ограничений, связанных с хранением на борту судна. Предварительное смешивание гарантирует, что судно примет топливо с оптимальными свойствами, предназначенное для использования конкретными бортовыми двигателями, что приводит и к сокращениям выбросов NOx и SOx. Смешивание топлива перед бункеровкой также получает большое распространение в морской промышленности вследствие инструкций, не поощряющих смешивание топлива на борту судна. Операции смешивания часто требуют высокой точности и требуют измерителя, который относительно не восприимчив к вовлеченному газу, позволяя приблизить измерение массового расхода к идеальному варианту.

На фиг.3 показана блок-схема измерительной электроники 20 вибрационного расходомера 5 в соответствии с изобретением. При эксплуатации вибрационный расходомер 5 используется для количественного анализа флюида во время его перекачки. Флюид может включать в себя топливо. Вибрационный расходомер 5 может быть использован для измерения значения объемного расхода ( ν ˙ i ) и/или полного объемного расхода ( ν ˙ tot) перекачиваемого флюида. В некоторых вариантах реализации перекачиваемый флюид измеряется в течение ряда заданных временных интервалов (ti). Заданные интервалы (ti) времени могут быть однородными или неоднородными по продолжительности. Заданные интервалы (ti) времени могут быть выбраны так, чтобы выполнить множество измерений во время перекачки. Длительность заданного интервала (ti) времени может быть выбрана так, чтобы получить точные и показательные измеряемые значения.

Вибрационный расходомер 5 вырабатывает колебательный отклик. Колебательный отклик принимается и обрабатывается измерительной электроникой 20, чтобы образовать одно или несколько значений количественного анализа флюида. Значения могут быть проверены, зарегистрированы и просуммированы.

Измерительная электроника 20 включает в себя интерфейс 201, систему 203 обработки, связанную с интерфейсом 201, и систему 204 памяти, связанную с системой 203 обработки. Хотя эти компоненты показаны как различные блоки, следует понимать, что измерительная электроника 20 может состоять из различных комбинаций интегрированных и/или дискретных компонентов.

Интерфейс 201 сконфигурирован для сообщения со сборкой 10 вибрационного расходомера 5. Интерфейс 201 может быть сконфигурирован для соединения с кабелями 100 (см. фиг.1) и обмена сигналами с приводом 104 и измерительными преобразователями 105 и 105'. Интерфейс 201 может быть дополнительно сконфигурирован для связи по каналу 26 связи, например, с внешними устройствами.

Система 203 обработки может содержать любой вариант системы обработки. Система 203 обработки сконфигурирована, чтобы извлечь и выполнить сохраняемые подпрограммы 205 для управления вибрационным расходомером 5. Система 204 памяти может хранить подпрограммы, включая подпрограмму 205 расходомера, подпрограмму 209 средневзвешенной по объему плотности, подпрограмму 210 средневзвешенной по объему вязкости, подпрограмму 211 средневзвешенной по объему температуры и подпрограмму 213 регистрации аэрации. Другие подпрограммы измерения/обработки также предполагаются в рамках описания и формулы. Система 204 памяти может хранить измерения, принятые значения, рабочие значения и другую информацию. В некоторых вариантах реализации система памяти сохраняет объемный расход ( ν ˙ i ) 221, плотность (ρ) 222, вязкость (μ) 223, температуру (T) 224, произведение объем-плотность ( ν ˙ i ρi) 234, произведение объем-вязкость ( ν ˙ i μi) 235, произведение объем-температура ( ν ˙ i Ti) 236, средневзвешенную по объему плотность (ρvol-weighted) 241, средневзвешенную по объему вязкость (μvol-weighted) 242, средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted) 243, порог 244 аэрации и долю 248 аэрации.

Подпрограмма 205 расходомера может произвести и хранить количественные анализы флюида и измерения расхода. Эти значения могут содержать по существу мгновенные измеряемые значения или могут содержать суммарные или накопленные значения. Например, подпрограмма 205 расходомера может производить измерения объемного расхода и сохранять их в памяти 221 объемного расхода ( ν ˙ i ). Подпрограмма 205 расходомера может производить измерения плотности и сохранять их в памяти 222 плотности (ρ). Значения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) определяются из колебательного отклика, как предварительно рассмотрено и как известно в данной области техники. Объемный расход ( ν ˙ i ) может содержать по существу мгновенное значение объемного расхода, может содержать образец объемного расхода, может содержать усредненный объемный расход по интервалу (ti) времени или может содержать накопленный объемный расход по интервалу (ti) времени. Кроме того, другие количественные определения объемного расхода также предполагаются в рамках описания и формулы.

Подпрограмма 205 расходомера может образовать или принять температурные измерения и сохранять их в памяти 224 температуры (T). Подпрограмма 205 расходомера может создать или принять измерения вязкости и сохранять их в памяти 223 вязкости (μ).

Вибрационный расходомер 5 в некоторых вариантах реализации может быть сконфигурирован для выполнения измерений вязкости. Один такой вибрационный расходомер раскрыт в находящейся в процессе одновременного рассмотрения патентной публикации США № 2008/0184813, переуступленной данному правопреемнику. Патентная публикация 2008/0184813 включена здесь посредством ссылки.

Альтернативно, в других вариантах реализации подпрограмма 205 расходомера принимает значения вязкости от внешнего источника и сохраняет принятые значения в памяти 223 вязкости (μ). Внешний источник может быть отдельным измерителем вязкости, вводом от оператора, вводом сохраняемого значения или другими источниками.

В некоторых вариантах реализации измерительная электроника 20 сконфигурирована для выполнения подпрограммы 209 для средневзвешенной по объему плотности. Подпрограмма 209 для средневзвешенной по объему плотности сконфигурирована для измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с измерениями объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi), выполняемыми вибрационным расходомером 5 посредством колебания сборки 10 расходомера, определения произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρi) для заданного интервала (ti) времени, накапливания значений объемного расхода ( ν ˙ i ) и произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) в накапливаемый объемный расход ( ν ˙ accum) и накапливаемое произведение объем-плотность ( ν ˙ i ρaccum) для всех не соответствующих аэрации временных интервалов перекачки флюида и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-плотность ( ν ˙ ρ accum ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum . . Образующаяся не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) может быть сохранена в памяти 238 для средневзвешенной по объему плотности. Эта обработка может дополнительно образовать накапливаемое произведение объем-плотность ( ν ˙ ρaccum), которое может быть сохранено в памяти 234 для произведения объем-плотность. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по объему плотность (ρvol-weighted) в соответствии с:

ρ v o l w e i g h t e d = Σ v ˙ i ρ i Σ v ˙ i = ( v ˙ 1 ρ 1 ) + ( v ˙ 2 ρ 2 ) + ( v ˙ 3 ρ 3 ) + ... ( v ˙ N ρ N ) v ˙ 1 + v ˙ 2 + v ˙ 3 + ... v ˙ N (1).

Средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) может быть подобна средней плотности, отображающей плотность перекачиваемого флюида, но только там, где учитываются измерения плотности для не соответствующих аэрации временных интервалов. Измерения плотности на соответствующих аэрации временных интервалах могут быть исключены, поскольку такие соответствующие аэрации измерения плотности могут быть неточными и ненадежными. Кроме того, средневзвешенное по объему количество превосходит основную усредненную во времени или периодически выбираемую плотность, поскольку она представляет истинную среднюю величину относительно объема закупаемого топлива. Алгоритм усреднения по времени может быть чувствительным к вариациям расхода, и система выполнения периодической выборки может быть чувствительна к вариациям плотности вследствие расслоения резервуаров.

Когда вибрационный расходомер 5 работает как денситометр или измеритель вязкости, аэрация флюида может влиять на плотность, понижая ее, и на измерения вязкости (и, возможно, на измерения температуры). Поэтому, произведения объем-плотность, объем-вязкость и/или объем-температура не суммируются в течение периодов времени аэрации.

В некоторых вариантах реализации измерительная электроника 20 сконфигурирована для выполнения подпрограммы 210 для средневзвешенной по объему вязкости. Подпрограмма 210 для средневзвешенной по объему вязкости сконфигурирована для измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и получения вязкости (μi) флюида для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, по меньшей мере, с измерением объемного расхода ( ν ˙ i ), выполняемым вибрационным расходомером 5 посредством колебаний сборки 10 вибрационного расходомера, определения произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) для заданного интервала (ti) времени, накопления значений объемного расхода ( ν ˙ i ) и произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) в накопленный объемный расход ( ν ˙ accum) и накопленное произведение объем-вязкость ( ν ˙ μaccum) для всех не соответствующих аэрации заданных временных интервалов перекачки флюида и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (μvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ μ accum на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum . Эта не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted) может быть сохранена в памяти 239 для средневзвешенной по объему вязкости. Измерения вязкости могут отражать качество или сорт расходуемого флюида при его перекачке. Эта обработка может дополнительно создать накопленное произведение объем-вязкость ( ν ˙ μaccum), которое может быть сохранено в памяти 235 для произведения объем-вязкость. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по объему вязкость (μvol-weighted) в соответствии с:

μ v o l w e i g h t e d = Σ v ˙ i μ i Σ v ˙ i (2).

Средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted) может быть подобна средней вязкости, отображая полную вязкость перекачиваемого флюида, но только там, где учитываются измерения вязкости для не соответствующих аэрации временных интервалов. Измерения вязкости на соответствующих аэрации временных интервалах могут не учитываться, поскольку соответствующие аэрации измерения вязкости могут оказаться неточными и ненадежными.

В некоторых вариантах реализации измерительная электроника 20 сконфигурирована для выполнения подпрограммы 211 для средневзвешенной по объему температуры. Подпрограмма 211 для средневзвешенной по объему температуры сконфигурирована для измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и температуры (Ti) для заданного интервала времени (ti) перекачки флюида, по меньшей мере, с измерением объемного расхода ( ν ˙ i ), выполняемым вибрационным расходомером 5 посредством сборки 10 вибрационного расходомера, определения произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) для заданного интервала (ti) времени, накопления значений объемного расхода ( ν ˙ i ) и произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) в накопленный объемный расход ( ν ˙ accum) и накопленное произведение объем-температура ( ν ˙ Taccum) для всех не соответствующих аэрации заданных временных интервалов перекачки флюида и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-температура ( ν ˙ Taccum) на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum). Эта не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted) может быть сохранена в памяти 243 для средневзвешенной по объему температуры. Эта обработка может дополнительно создавать накопленное произведение объем-температура ( ν ˙ Taccum), которое может быть сохранено в памяти 236 для произведения объем-температура. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted) в соответствии с:

T v o l w e i g h t e d = Σ v ˙ i T i Σ v ˙ i (3).

Средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted) может быть подобна средней температуре, отображая общую температуру перекачиваемого флюида, но только там, где учитываются измерения температуры для не соответствующих аэрации временных интервалов. Измерения температуры на соответствующих аэрации временных интервалах могут не учитываться.

В некоторых вариантах реализации измерительная электроника 20 сконфигурирована для выполнения подпрограммы 213 для регистрации аэрации. Подпрограмма 213 для регистрации аэрации обрабатывает значения расходомера, чтобы зарегистрировать существенную аэрацию при перекачке флюида. Регистрация может выполняться по существу непрерывно во время перекачки флюида, например, во время каждого интервала (ti) времени. Подпрограмма 213 для регистрации аэрации сконфигурирована так, чтобы сборка 10 вибрационного расходомера 5 во время перекачки флюида сравнивала колебательный отклик каждого интервала (ti) времени перекачки флюида с порогом 244 аэрации и определяла, что интервал (ti) времени является интервалом времени аэрации, когда колебательный отклик не превышает порог 244 аэрации. Порог 244 аэрации содержит диапазон, выше которого флюид предполагается не аэрируемым или рассматривается как минимально (например, допустимо) аэрируемый.

В некоторых вариантах реализации порог 244 аэрации содержит порог усиления привода. Текущее усиление привода сравнивается с порогом усиления привода. Усиление привода характеризует величину отклика для данного входного сигнала привода. Усиление привода может содержать амплитуду тензометрического отклика, разделенную на амплитуду колебаний привода, где значения могут быть мгновенными или могут быть усреднены или проинтегрированы по заданному интервалу (ti) времени. Усиление привода обычно бывает стабильным в пределах десяти-тридцати процентов для чистой жидкости и значительно увеличивается, когда в текущий флюид входит вовлекаемый газ. Если усиление привода не соответствует порогу 244 аэрации, то измерительная электроника 20 может определить, что флюид аэрируется. Например, усиление привода может не соответствовать порогу 244 аэрации, если усиление привода превышает порог 244 аэрации, поскольку усиление привода может увеличиваться в своем значении при наличии аэрации.

В некоторых вариантах реализации порог 244 аэрации содержит минимальную амплитуду отклика. Минимальная амплитуда отклика относится к амплитуде колебательного отклика, создаваемого измерительным преобразователем 105 или 105'. Известно, что тензометрическая амплитуда уменьшится с вовлеченным воздухом в текущем флюиде. Если тензометрическая амплитуда не соответствует порогу 244 аэрации, то измерительная электроника 20 может определить, что флюид аэрируется. Например, тензометрическая амплитуда может не соответствовать порогу 244 аэрации, если тензометрическая амплитуда оказывается меньше, чем порог 244 аэрации, поскольку значение тензометрической амплитуды может уменьшиться при наличии аэрации.

В некоторых вариантах реализации порог 244 аэрации содержит минимальный порог плотности для флюида. Заданный порог аэрированной плотности может содержать уровень допустимой аэрации флюида, например, для воздуха в бункерном топливе. Следовательно, измеренная плотность (ρi) может быть сравнена с порогом 244 аэрации. Если измеренная плотность (ρi) не соответствует порогу 244 аэрации, то измерительная электроника 20 может определить, что флюид аэрируется. Например, измеренная плотность (ρi) может не соответствовать порогу 244 аэрации, если измеренная плотность (ρi) оказывается меньше, чем порог 244 аэрации, поскольку плотность флюида уменьшается при аэрации.

Аэрация может быть зарегистрирована на основе оценки демпфирования, найденной из формы функции частотной характеристики для приводной моды расходомера. Например, ширина пика приводной моды на графике частотной характеристики может помочь определить, присутствует ли газ. Более широкий пик указывает на большее демпфирование и, поэтому, на наличие газа. Следовательно, оценка демпфирования, или ширина пика приводной моды, может сравниваться с порогом 244 аэрации. Если оценка демпфирования, или ширина пика приводной моды, не соответствует порогу аэрации 244, то измерительная электроника 20 может определить, что жидкость аэрируется. Например, оценка демпфирования, или ширина пика приводной моды, может не соответствовать порогу аэрации 244, если оценка демпфирования, или ширина пика приводной моды, превышает порог аэрации 244, поскольку демпфирование может увеличиваться при наличии аэрации.

Альтернативно, может быть использована нижняя точка в 3 дБ, которая относится к ширине пика на конкретной нерезонансной частоте, которая соответствует конкретной амплитуде колебательного отклика. Следовательно, нижняя точка в 3 дБ может быть сравнена с порогом 244 аэрации. Если нижняя точка в 3 дБ не соответствует порогу 244 аэрации, то измерительная электроника 20 может определить, что флюид аэрируется. Например, нижняя точка в 3 дБ может не соответствовать порогу 244 аэрации, если нижняя точка в 3 дБ оказывается меньше, чем порог 244 аэрации, поскольку величина нижней точки в 3 дБ может понизиться в присутствии аэрации.

Гидродинамический шум потока увеличивается с увеличением аэрации, и, поэтому, возможно также регистрировать присутствие газа анализом среднеквадратичных отклонений в массовом расходе, плотности или в других измерениях измерителя Кориолиса. Большое среднеквадратичное отклонение может указывать на увеличение аэрации. Следовательно, среднеквадратичное отклонение в измерениях расхода вследствие шума потока (или других возмущений) может быть сравнено с порогом 244 аэрации. Если среднеквадратичное отклонение не соответствует порогу 244 аэрации, то измерительная электроника 20 может определить, что жидкость аэрируется. Например, среднеквадратичное отклонение может не соответствовать порогу 244 аэрации, если среднеквадратичное отклонение превышает порог 244 аэрации.

Доля аэрации определяется в некоторых вариантах реализации и сохраняется в памяти 248 для доли аэрации. Доля аэрации обозначает количество перекачиваемого флюида, который аэрирован, и может служить как другой индикатор качества флюида. В некоторых вариантах реализации значения объемного расхода ( ν ˙ i ) могут быть просуммированы для временных интервалов (ti) регистрируемой аэрации. Аэрированный объем ( ν ˙ aerated) может быть разделен на полный объем ( ν ˙ tot), чтобы предоставить долю объема аэрации ( ν ˙ aerated/ ν ˙ tot), то есть меру перекаченного аэрированного объема. Альтернативно, соответствующие аэрации интервалы времени могут быть просуммированы и затем разделены на полное время перекачки, чтобы образовать долю времени аэрации, например. Другие количественные определения доли аэрированного расхода также предполагаются и находятся в рамках описания и формулы.

Средневзвешенные по объему и/или не соответствующие аэрации измерения обеспечат лучшие и более точные измерения перекачиваемого флюида, чем измерения только объемного расхода или не соответствующие аэрации характеристические измерения массового расхода. Средневзвешенные по объему измерения и накопленный не соответствующий аэрации объемный расход ( ν ˙ accum) предоставят лучшее и более точное измерение запаса энергии перекачиваемого топлива в отличие от не соответствующего аэрации характеристического объемного измерения в технике предшествующего уровня. В технике предшествующего уровня не соответствующее аэрации характеристическое объемное измерение не учитывает какой-либо аэрации топлива.

На фиг.4 показана блок-схема 400 последовательности операций способа количественного анализа флюида, перекачиваемого в соответствии с изобретением. Способ содержит выполнение измерения на заданных интервалах (ti) времени. На этапе 401 объемный расход ( ν ˙ i ), плотность (ρi) и значения температуры (Ti) измеряются для данного заданного интервала (ti) времени. Значения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) определяются из колебательного отклика, как предварительно рассмотрено и как это известно в данной области техники. Например, объемный расход ( ν ˙ ) может содержать ν ˙ = m ˙ ρ .

Этап 401 может содержать начало процесса перекачки флюида. Кроме того, этап 401 может содержать этап итерационных измерений, получаемых в любое время в течение процесса перекачки флюида.

Заданные интервалы (ti) времени могут быть любой желаемой длительности, которая адекватно характеризует перекачиваемый флюид. Заданные интервалы (ti) времени предпочтительно по существу однородны по длительности, но не должны быть однородными или последовательными.

На этапе 402 получается значение вязкости (μi). Вязкость (μi) может быть измерена. Альтернативно, вязкость (μi) может быть принята от внешнего источника измерения, например вискозиметра, или из измерения дифференциального давления поперек расходомера или длины трубки.

На этапе 403 произведение объем-плотность ( ν ˙ i ρi) образуется из измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi). Произведение объем-вязкость ( ν ˙ i μ i ) образуется из измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и вязкости (μi). Произведение объем-температура ( ν ˙ i T i образуется из измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и температуры (Ti). Значения объемного расхода ( ν ˙ i ), плотности (ρi), произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρi), произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μi) и произведения объем-температура ( ν ˙ i T i могут быть добавлены в предыдущие значения и поэтому накапливаются. Альтернативно, значения объемного расхода ( ν ˙ i ), плотности (ρi), произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) , произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μ i ) и произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) могут быть накоплены выборочно, как рассматривается ниже.

На этапе 404, если перекачиваемый флюид в течение текущего интервала (ti) времени по существу не аэрируется, то способ переходит на этап 405. Иначе, когда флюид определен как аэрируемый, способ переходит назад, на этап 401, и значения объемного расхода ( ν ˙ i ) , плотности (ρi), произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) , произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μ i ) и произведения объем-температура ( ν ˙ i T i не накапливаются. Вместо этого, новые значения получаются на следующем заданном интервале времени (ti+1). Однако следует понимать, что измерения могут быть записаны некоторым образом и, поэтому, могут быть доступными для другого использования, если это желательно.

В альтернативном варианте реализации, если флюид определен как по существу аэрируемый, то измерения не могут просто быть выполнены в течение текущего интервала (ti) времени. В этом варианте реализации этап 403 мог бы быть выполнен как первый этап, и мог бы быть возврат к началу цикла, если бы аэрация была зарегистрирована, с измерением/получением этапов 401, 402 и 403, пропускаемых в случае зарегистрированной аэрации. Значениями объемного расхода ( ν ˙ i ), плотности (ρi), произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) , произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μ i ) и произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) можно было бы просто пренебречь, сохраняя продолжительность обработки.

На этапе 405 значения объемного расхода ( ν ˙ i ), плотности (ρi), произведения объем-плотность ( ν ˙ i ρ i ) , произведения объем-вязкость ( ν ˙ i μ i ) и произведения объем-температура ( ν ˙ i Ti) накапливаются, добавляются в соответствующие промежуточные суммы для перекачиваемого флюида. Накопленный объемный расход ( ν ˙ accum), когда перекачка флюида завершена, в некоторых вариантах реализации может отображать объем не аэрированного перекаченного флюида. Суммарная плотность (ρtot) может быть обработана, когда перекачка флюида завершена, чтобы определить среднюю, средневзвешенную или средневзвешенную по объему плотность перекаченного флюида. Средневзвешенная по объему плотность желательна потому, что перекачиваемый флюид может быть не однороден по природе. Измерение, или количественное определение плотности, для перекачиваемого флюида в целом может быть более полезным, чем усредненная плотность. Более того, при исключении значений объема и/или значений плотности аэрированного участка или участков перекачиваемого флюида оказывается возможным избежать искажения или неправильной квалификации флюида. Если жидкость сильно аэрируется, то это влияет на измерения плотности. При аэрации не только уменьшается количество поставляемого флюида, но также вследствие аэрации вибрационный расходомер создает неточные измерения плотности.

На этапе 406, если способ осуществляется, то есть перекачка флюида завершена, то способ выполняется с переходом на этап 407. Иначе, когда перекачка флюида не завершена, способ выполняется с переходом назад, на этап 401. Таким образом, процесс измерения итерационно выполняется в течение всего процесса перекачки флюида.

Перекачка флюида может быть завершена, когда принят сигнал окончания перекачки флюида в вибрационном расходомере. Сигнал окончания перекачки флюида может быть получен от оператора или от другого устройства. Альтернативно, вибрационный расходомер может автономно определить окончание перекачки флюида и создать сигнал окончания перекачки флюида. Например, в некоторых вариантах реализации вибрационный расходомер может автономно создать сигнал окончания перекачки флюида, если объемный расход падает ниже заданного порога перекачки за время, большее заданного периода времени.

На этапе 407, когда перекачка флюида завершена, значения определяются для перекачиваемого флюида в целом. Для перекачиваемого флюида может быть определена не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) содержит накопленное произведение объем-плотность ( ν ˙ ρaccum), разделенное на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (1). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) в некоторых вариантах реализации содержит плотность, образованную только от не соответствующих аэрации участков флюида. Поэтому, не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) содержит более точную плотность для флюида, когда имеется какая-либо аэрация флюида. Если флюид не определен как аэрируемый, то средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) будет по существу соответствовать средней плотности для всего перекачиваемого флюида.

Для перекачиваемого флюида может быть определена не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted) содержит накопленное произведение объем-вязкость ( ν ˙ μaccum), разделенное на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (2). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted) в некоторых вариантах реализации содержит вязкость, образованную только от не соответствующих аэрации участков флюида.

Для перекачиваемого флюида может быть определена не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted) содержит накопленное произведение объем-температура ( ν ˙ Taccum), разделенное на накопленный объемный расход ( ν ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (3). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted) в некоторых вариантах реализации содержит температуру, образованную только от не соответствующих аэрации участков флюида.

На этапе 408 не соответствующая аэрации средневзвешенная по объему температура (Tvol-weighted) может быть использована для выполнения температурной компенсации. Например, рассчитанная средневзвешенная по объему плотность (ρvol-weighted) может быть компенсирована по температуре, чтобы образовать средневзвешенное по объему значение плотности для стандартной температуры. Кроме того, или альтернативно, средневзвешенная по объему вязкость (μvol-weighted) может также быть компенсирована по температуре. Это может быть сделано с использованием известных способов, например, используя справочную таблицу или таблицы, имеющиеся у Американского Нефтяного Института (API) для бункерного топлива или другого топливного продукта, причем средневзвешенная по объему плотность и средневзвешенная по объему температура используются для образования соответствующего стандартного значения плотности. Средневзвешенная по объему вязкость и средневзвешенная по объему температура используются, чтобы образовать соответствующее стандартное значение вязкости. Такая таблица может быть использована для перевода значения при данной температуре в значение при опорной температуре. Значение опорной температуры полезно для сравнения рассчитанной средневзвешенной по объему плотности и/или рассчитанной средневзвешенной по объему вязкости со стандартным значением, чтобы судить о качестве бункерного топлива или другого флюида. Таким образом, относительное качество бункерного топлива может быть оценено так, что если рассчитанная средневзвешенная по объему плотность/вязкость значительно отклоняется от стандартного значения, то качество бункерного топлива (или другого флюида) может быть плохим или недопустимым.

На этапе 409 определяется доля аэрации, как это рассмотрено предварительно.

Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида в соответствии с изобретением могут использоваться в соответствии с любым из вариантов реализации, чтобы предоставить некоторые преимущества, если это желательно. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут обеспечить более надежное измерение потенциально аэрируемых флюидов. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут обеспечить более точное измерение свойств флюида, даже если эти свойства изменяются по всей партии продукта. Получающееся измерение массового расхода свободно от влияния аэрации или окружающей температуры или давления. Получающееся измерение объемного расхода свободно от влияния аэрации. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут обеспечить более точное измерение перекачиваемого флюида, причем измерение свободно от влияния аэрации. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут регистрировать аэрацию флюида. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут образовать лучшую меру запаса энергии топлива. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут перепроверить измеренную массу перекачиваемого флюида относительно измеренного и/или оцениваемого объема. Измерительная электроника и способ количественного анализа флюида могут обеспечить измерения и регистрацию изменений флюида во время перекачки.

1. Измерительная электроника (20) для количественного анализа перекачиваемого флюида, причем измерительная электроника (20) содержит интерфейс (201), сконфигурированный для связи со сборкой вибрационного расходомера и приема колебательного отклика, и систему (203) обработки, связанную с интерфейсом (201) и сконфигурированную для измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с системой (203) обработки, отличающаяся тем, что она сконфигурирована для определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) и добавляет объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ a c c u m ) ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

2. Измерительная электроника (20) по п.1, в которой определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (pvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки флюида.

3. Измерительная электроника (20) по п.1, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для сравнения колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации; и определения заданного интервала (ti) времени для аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

4. Измерительная электроника (20) по п.3, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных интервалов времени аэрации для получения времени (taerated) аэрированной перекачки; всех суммарных интервалов (ti) времени перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal); и определения доли (taerated/ttotal) времени аэрации как времени (taerated) аэрированной перекачки, разделенного на полное время (ttotal) перекачки.

5. Измерительная электроника (20) по п.3, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных значений аэрированного объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) ; всех суммарных значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ t o t ) ; и определения доли ( ν ˙ a e r a t e d / ν ˙ t o t ) аэрации как аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) , разделенного на полный объемный расход ( ν ˙ t o t ) .

6. Измерительная электроника (20) по п.1, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем·температура ( ν ˙ i T i ) к накопленному произведению объем·температура ( ν ˙ T a c c u m ) ; и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·температура ( ν ˙ T a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

7. Измерительная электроника (20) по п.6, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

8. Измерительная электроника (20) по п.1, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости флюида (Mi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавления произведения объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) ; и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

9. Измерительная электроника (20) по п.8, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости (Mi) от внешнего источника.

10. Измерительная электроника (20) по п.8, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (Mi) вибрационным расходомером (5).

11. Измерительная электроника (20) по п.6, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости флюида (Mi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) ; определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) ; и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

12. Измерительная электроника (20) для количественного анализа перекачиваемого флюида, причем измерительная электроника (20) содержит интерфейс (201), сконфигурированный для связи с расходомерной сборкой вибрационного расходомера и приема колебательного отклика, и систему (203) обработки, связанную с интерфейсом (201) и сконфигурированную для измерения объемного расхода ( ν ˙ i ) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с системой (203) обработки, отличающаяся тем, что она сконфигурирована для получения вязкости (Mi) флюида для заданного интервала (ti) времени; определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) и добавляет объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ a c c u m ) ; и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

13. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки.

14. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для сравнения колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации; и определения заданного интервала (ti) времени аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

15. Измерительная электроника (20) по п.14, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных соответствующих аэрации интервалов времени для получения времени (taerated) аэрированной перекачки; всех суммарных интервалов (ti) времени перекачиваемого флюида для получения полного времени (ttotal) перекачки; и определения доли (taerated/ttotal) времени аэрации как время аэрированной перекачки (taerated), разделенное на полное время (ttotal) перекачки.

16. Измерительная электроника (20) по п.14, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для суммарных значений аэрированного объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) ; всех суммарных значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ t o t a l ) ; и определения доли аэрации ( ν ˙ a e r a t e d / ν ˙ t o t ) как аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) , разделенного на полный объемный расход ( ν ˙ t o t ) .

17. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем·температура ( ν ˙ i T ˙ i ) к накопленному произведению объем·температура ( ν ˙ T a c c u m ) ; и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·температура ( ν ˙ T a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

18. Измерительная электроника (20) по п.17, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

19. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал времени (ti) не соответствует аэрации, то добавления произведения объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) ; и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

20. Измерительная электроника (20) по п.17, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) ; определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) ; и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

21. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости (ηi) от внешнего источника.

22. Измерительная электроника (20) по п.12, в которой система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (ηi) вибрационным расходомером (5).

23. Способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида, причем способ содержит измерение объемного расхода ( ν ˙ i ) и плотности (ρi) для заданного интервала времени (ti) перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, причем способ отличается определением, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) и добавляют объемный расход (vi) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ a c c u m ) ; и определением не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

24. Способ по п.23, в котором определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки.

25. Способ по п.23, в котором определение, если перекачиваемый флюид не аэрируется, содержит сравнение колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации; и определение заданного интервала (ti) времени аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

26. Способ по п.25, дополнительно содержащий суммирование интервалов времени аэрации для получения времени аэрированной перекачки (taerated); суммирование всех интервалов времени (ti) перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal); и определение доли (taerated/ttotal) времени аэрированного расхода как время аэрированной перекачки (taerated), разделенное на полное время (ttotal) перекачки.

27. Способ по п.25, дополнительно содержащий суммирование значений аэрированного объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) ;
суммирование всех значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ t o t ) ; и
определение доли ( ν ˙ a e r a t e d / ν ˙ t o t ) аэрации как аэрированный объемный расход ( ν ˙ a e r a t e d ) , разделенный на полный объемный расход ( ν ˙ t o t ) .

28. Способ по п.23, дополнительно содержащий получение температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем·температура ( ν ˙ i T i ) к накопленному произведению объем·температура ( ν ˙ i T a c c u m ) ; и
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·температура ( ν ˙ i T a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

29. Способ по п.28, дополнительно содержащий преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

30. Способ по п.23, дополнительно содержащий получение вязкости (ηi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) ; и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (ηvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

31. Способ по п.30, в котором получение вязкости (ηi) содержит получение вязкости (ηi) от внешнего источника.

32. Способ по п.30, в котором получение вязкости (ηi) содержит измерение вязкости (ηi) вибрационным расходомером.

33. Способ по п.28, дополнительно содержащий получение вязкости (ηi) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) ; определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (ηvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем-вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) ; и
преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (ηvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

34. Способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида, причем способ содержит измерение объемного расхода ( ν ˙ i ) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, причем способ отличается
получением вязкости (ηi) для заданного интервала (ti) времени;
определением, аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем·вязкость ( ν ˙ i M i ) к накопленному произведению объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) и добавляют объемный расход ( ν ˙ i ) к накопленному объемному расходу ( ν ˙ a c c u m ) ; и определением не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·вязкость ( ν ˙ M a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

35. Способ по п.34, в котором определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки.

36. Способ по п.34, в котором определение, аэрируется ли перекачиваемый флюид, содержит сравнение колебательного отклика заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации; и определение заданного интервала (ti) времени аэрации, если колебательный отклик не соответствует заданному порогу аэрации.

37. Способ по п.36, дополнительно содержащий суммирование интервалов времени аэрации для получения времени аэрированной перекачки (taerated); суммирование всех интервалов (ti) времени перекачки флюида для получения полного времени перекачки (ttotal); и определение доли времени (taerated/ttotal) аэрированного расхода как время (taerated) аэрированной перекачки, разделенное на полное время перекачки (ttotal).

38. Способ по п.36, дополнительно содержащий суммирование значений аэрированного объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) ; суммирование всех значений объемного расхода ( ν ˙ i ) для получения полного объемного расхода ( ν ˙ t o t ) ; и определение доли аэрации ( ν ˙ a e r a t e d / ν ˙ t o t ) как аэрированного объемного расхода ( ν ˙ a e r a t e d ) , разделенного на полный объемный расход ( ν ˙ t o t ) .

39. Способ по п.34, дополнительно содержащий получение температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем·температура ( ν ˙ i T i ) к накопленному произведению объем·температура ( ν ˙ i T a c c u m ) ; и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему температуры (Tvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·температура ( ν ˙ i T a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

40. Способ по п.39, дополнительно содержащий преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему вязкости (Mvol-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

41. Способ по п.34, дополнительно содержащий измерение плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) ; и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) .

42. Способ по п.39, дополнительно содержащий измерение плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером; если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавление произведения объем·плотность ( ν ˙ i ρ i ) к накопленному произведению объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) ; определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения объем·плотность ( ν ˙ i ρ a c c u m ) на накопленный объемный расход ( ν ˙ a c c u m ) ; и преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по объему плотности (ρvol-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по объему температуру (Tvol-weighted).

43. Способ по п.34, с получением вязкости (ηi), содержащим получение вязкости (ηi) от внешнего источника.

44. Способ по п.34, с получением вязкости (ηi), содержащим измерение вязкости (ηi) вибрационным расходомером.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности, для определения дебита скважины.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на замерных узлах газодобывающих предприятий, при проведении промысловых исследованиях газоконденсатных пластов, при калибровке расходомеров двухфазных потоков и в других случаях, где необходимо знание объемного содержания жидкой фазы в газожидкостном потоке.

Изобретение относится к расходомерам. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения расхода жидкой и газообразной среды. .

Изобретение относится к вибрационному расходомеру и способу для введения поправки на увлеченный газ в текущем материале. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения величин расходов многофазного потока, например для измерения дебита нефтяных скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при измерениях количества жидкостной составляющей скважинной продукции. Технический результат направлен на повышение точности определения жидкостной составляющей скважинной продукции. Устройство включает корпус в виде колонны с соотношением диаметра корпуса к его высоте менее 1/3. Вертикальный патрубок ввода скважинной продукции в крышке корпуса, снабженный отверстиями в нижней части. Колпак, размещенный под крышкой корпуса и перекрывающий сечение вертикального патрубка ниже отверстий. Неподвижные лопатки напротив отверстий вертикального патрубка, выполненные округлой формы. Газоотводную трубку, проходящую внутри вертикального патрубка под колпак. Поплавок под колпаком, установленный с возможностью перекрытия торца газоотводной трубки. Патрубок в нижней части корпуса для отвода жидкости с размещенными на конце патрубка массомером. Соотношение площадей сечений патрубка ввода скважинной продукции и суммы отверстий в нижней части колпака составляет 1:(0,6-1). 2 ил.

Группа изобретений относится к определению свойств многофазной технологической текучей среды. Способ определения свойств многофазной технологической текучей среды содержит этапы, на которых: пропускают многофазную текучую среду по колебательно подвижной расходомерной трубке и расходомеру переменного перепада давления; вызывают движение расходомерной трубки и определяют первое кажущееся свойство текучей среды; определяют, по меньшей мере, одно кажущееся промежуточное значение, которое представляет собой первый критерий Фруда для негазообразной фазы текучей среды и второй критерий Фруда для газообразной фазы текучей среды; определяют степень влажности текучей среды на основе преобразования между первым и вторым критериями Фруда и степенью влажности; определяют второе кажущееся свойство текучей среды с использованием расходомера переменного перепада давления; определяют фазозависимое свойство текучей среды на основе степени влажности и второго кажущегося свойства. При этом первое кажущееся свойство выбрано из кажущегося массового расхода или плотности. Группа изобретений относится также к расходомеру, содержащему колебательно подвижную расходомерную трубку, соединенные с ней возбудитель колебаний и датчик для считывания движения трубки, и контроллер, а также к измерительному преобразователю расходомера и системе определения свойств многофазной текучей среды. Группа изобретений обеспечивает повышение точности определения свойств многофазной текучей среды и позволяет оценить точность работы расходомеров. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ включает следующие шаги: (а) определяют температуру и давление многокомпонентной смеси, (б) на основе по меньшей мере двух измеренных физических характеристик многокомпонентной смеси и знания такой же физической характеристики индивидуальных компонентов многокомпонентной смеси определяют относительное содержание компонентов многокомпонентной смеси, (в) определяют скорость многокомпонентной смеси, (г) на основе результатов, полученных по завершении шагов (а)-(в), определяют расход индивидуального компонента текучей среды. Способ характеризуется тем, что включает определение физических характеристик по меньшей мере одного из компонентов многокомпонентной смеси, предусматривающее выполнение следующих шагов; д) проводят измерение электромагнитных потерь или фазы, е) вычисляют статистический параметр, связанный с указанным электромагнитным измерением, ж) проводят сопоставление указанного статистического параметра с пороговым значением, полученным эмпирическим образом и соответствующим значению статистического параметра для ситуации, когда присутствует только один из компонентов многокомпонентной смеси, и з) определяют указанные физические характеристики текучей среды, если статистический параметр ниже порогового значения для указанного компонента, и применяют полученные данные на шагах (б)-(г) для определения скорректированных значений для долей, скорости и расхода индивидуальных компонентов многокомпонентной смеси. Технический результат - повышение точности измерений, а также обеспечение устойчивости по отношению к неопределенности конфигурационных параметров. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ включает следующие шаги: (а) на основе электромагнитного измерения определяют диэлектрическую проницаемость многокомпонентной смеси, (б) определяют плотность многокомпонентной смеси, (в) получают значения температуры и давления, (г) на основе результатов, полученных по завершении шагов (а)-(в), и знания значений плотности и диэлектрической проницаемости компонентов текучей смеси вычисляют долю водной фракции многокомпонентной смеси. Способ также включает определение доли жидкой фракции и расходов многокомпонентной смеси, предусматривающее следующие шаги: д) вычисление статистического параметра, связанного с указанным электромагнитным измерением, е) на основе статистического параметра, определенного на шаге (д), и доли водной фракции, вычисленной на шаге (г), вычисляют долю жидкой фракции, используя график, полученный эмпирическим путем, ж) определяют скорость многокомпонентной смеси, з) на основе результатов, полученных по завершении шагов (а)-(ж), вычисляют расход индивидуальных компонентов многокомпонентной смеси. Технический результат - повышение точности измерений, а также обеспечение устойчивости по отношению к неопределенности конфигурационных параметров. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 8 ил.

Электронный измеритель (20) включает в себя интерфейс (201), сконфигурированный для связи с расходомерной сборкой вибрационного расходомера и для приема колебательного отклика, и систему (203) обработки, связанную с интерфейсом (201). Система (203) обработки сконфигурирована для измерения массового расхода и плотности для заданного интервала времени перекачки флюида, для определения, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала времени, и если в заданный интервал времени аэрация не происходит, то добавления произведения масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность и добавления массового расхода к накопленному массовому расходу, и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности для перекачиваемого флюида посредством деления накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход. Технический результат - повышение точности измерения свойств флюида, надежности измерения потенциально аэрируемых флюидов, а также возможность измерять и регистрировать изменения свойств флюида во время перекачки. 4 н. и 40 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ содержит создание циркуляции многофазной текучей среды (12) через горловину (26) трубки Вентури (20), ограниченной трубопроводом (14), и оценку первого расхода и второго расхода с использованием измеренной разности давления и величины, характеризующей относительную площадь, занимаемую измеренной газообразной фазой. Этап оценки содержит вычисление количества жидкой фазы, присутствующей в преимущественно газообразной центральной части (18), в зависимости, по меньшей мере, от величины истечения многофазной текучей среды и от первого набора параметров, зависящих от геометрии трубки Вентури (20). Он содержит вычисление первого расхода и второго расхода в зависимости от количества жидкой фазы, присутствующей в преимущественно газообразной центральной части. Технический результат - повышение точности определения расхода, в частности, когда газообразная фаза в текучей среде присутствует в намного большей пропорции. 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси, включающий зондирование восходящего потока несепарированной газожидкостной смеси непрерывным ультразвуковым сигналом, прием отраженного от неоднородностей сигнала, комплексное детектирование, выделяющее синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие, проведение спектрального анализа с определением знака преобладающей частоты, определение частоты сигнала и доли времени, когда преобладающая частота принимает отрицательное значение. При этом определяют мощность принятого сигнала, сравнивают мощность с пороговой величиной и исключают из определения частоты сигнала и доли времени, когда преобладающая частота принимает отрицательное значение, т.е. участки сигнала, где мощность менее пороговой. Во время калибровки определяют зависимости частоты и доли времени, когда преобладающая частота принимает отрицательное значение, от расходов жидкой и газообразной фаз. По полученным во время калибровки зависимостям частоты и доли времени, когда преобладающая частота принимает отрицательное значение, определяют расходы жидкой и газовой фаз. Технический результат - упрощение способа определения расхода жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси при одновременном повышение точности измерения и расширении диапазона измеряемых величин.

Объемный газожидкостный двухфазный расходомер (10) измеряет расход суммарного газожидкостного потока (QM) в газожидкостном двухфазном потоке, включающем в себя жидкость и газ, и коэффициент пропорциональности (газовую долю (в)) расхода газового потока по отношению к расходу суммарного газожидкостного потока, а также вычисляет соответствующие расходы потоков жидкости и газа исходя из расхода суммарного газожидкостного потока (QM) и газовой доли (в). Объемный газожидкостный двухфазный расходомер (10) снабжают измерительной камерой (16) объема потока для измерения расхода суммарного газожидкостного потока (QM) и газожидкостной смесительной камерой (14) для смешивания жидкости и газа в газожидкостном двухфазном потоке до измерительной камеры (16) объема потока. При этом одновременно измеряют угловую скорость ротора, расположенного внутри измерительной камеры объема потока, и разность давлений перед газожидкостной смесительной камерой и пунктом после измерительной камеры объема потока и на основании измеренных значений угловой скорости и разности давлений вычисляют величины суммарного газожидкостного потока и коэффициента пропорциональности газового потока. Технический результат - повышение точности измерения расходов потока в широком диапазоне расходов потоков, а также исключение влияния различных схем течений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси включает в себя зондирование потока несепарированной газожидкостной смеси непрерывным ультразвуковым сигналом, прием отраженного от неоднородностей сигнала, комплексное детектирование, выделяющее синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие, проведение спектрального анализа и получение спектра мощности сигнала, определение средней частоты спектра сигнала. При этом определяют разностный спектр как разницу между положительными частотными составляющими и соответствующими отрицательными частотными составляющими спектра, определяют среднюю частоту разностного спектра, во время калибровки определяют зависимости частоты спектра сигнала и частоты разностного спектра от расходов жидкой и газообразной фаз. Затем по полученным во время калибровки зависимостям частоты спектра сигнала и частоты разностного спектра определяют расходы жидкой и газовой фаз. Кроме симметричной части спектра для оценки газосодержания возможно использование других критериев. Возможен вариант осуществления способа с использованием доли отрицательных частот, возникновение которых обусловлено инверсией направления потока при наличии газа. Также возможен вариант с использованием конструктивно обособленного специального датчика газосодержания. Технический результат - повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых величин. 6 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерения и контроля дебита нефтяных скважин и может быть использовано в информационно-измерительных системах добычи, транспорта, подготовки нефти, газа и воды. Технический результат заключается в возможности идентификации скважины с измененным массовым расходом жидкости куста нефтяных скважин непосредственно в процессе измерения дебита скважин. Способ заключается в непрерывном мониторинге суммарных массового расхода жидкости Мжи и объемного расхода газа Qги и вычислении коэффициента K и = Δ M ж и Δ Q г и , где ΔМжи и ΔQги соответственно разности предыдущих (запомненных) и текущих средних численных значений суммарных расходных параметров куста нефтяных скважин M ¯ ж и и Q ¯ г и . В случае отклонения численного значения Ки за пределы от заданных значений измеряют суммарный массовый расход жидкости Мжи(n-1) и суммарный объемный расход свободного газа Qги(n-1) по (n-1) скважинам, где n - общее число скважин в кусте, вычисляют по каждой скважине массовый расход жидкости (водонефтяной смеси) Мжi=Мжи-M(n-1), объемный расход свободного газа Qгi=Qги-Qги(n-1) и коэффициент K i = M ж i Q г i , после чего сравнивают численные значения коэффициентов Ki по каждой скважине с текущим численным значением Ки, а скважину с измененным массовым расходом жидкости куста нефтяных скважин идентифицируют по признаку минимальной разности между численным значением Ki одной из скважин куста нефтяных скважин и численным значением коэффициента Ки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх