Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида



Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида
Электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида

 


Владельцы патента RU 2502960:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

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.

 

Уровень техники

1. Область техники

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

2. Постановка задачи

Вибрационные трубопроводные датчики, например, массовые расходомеры Кориолиса и вибрационные денситометры, обычно действуют, регистрируя механическое смещение колеблющейся трубки, которая содержит текущий материал. Свойства, относящиеся к материалу в трубке, например, массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены посредством обработки измерительных сигналов, принятых от преобразователей смещения, связанных с трубкой. Колебательные моды колеблющейся и заполненной материалом системы обычно определяются общей массой, жесткостью и параметрами демпфирования наполняемого трубку и содержащейся 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 трубки 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 смещениями в местоположениях датчиков-преобразователей. Два таких преобразователя (или измерительного 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 в технике предшествующего уровня зависит от многих факторов, включая 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, общепринятый 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, и топливо более высокого качества - наверху. Единственный образец не может свидетельствовать о средней плотности или вязкости всей партии топлива.

Объекты изобретения

В одном объекте изобретения, электронный измеритель 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 массового расхода ( m ˙ 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 добавления произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi) к накопленному произведению масса-плотность ( m ˙ ρaccum), и добавления массового расхода ( m ˙ i ) к накопленному массовому расходу ( m ˙ accum); и

определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-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 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 массового расхода ( m ˙ i ) для получения аэрированного массового расхода ( m ˙ aerated), для всех суммарных значений массового расхода ( m ˙ i ) для получения полного массового расхода ( m ˙ tot), и определения доли ( m ˙ aerated / m ˙ tot аэрированного расхода как аэрированный массовый расход ( m ˙ aerated), разделенный на полный массовый расход ( m ˙ 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 масса-температура ( m ˙ i Ti) к накопленному произведению масса-температура ( m ˙ Taccum), и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура ( m ˙ Taccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 масса-вязкость ( m ˙ i µi) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ µaccum), и для определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ µaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ 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 масса-вязкость ( m ˙ i μi) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ i μaccum), определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum), и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

В одном объекте изобретения, электронный измеритель 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 массового расхода ( m ˙ 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 добавления произведения масса-вязкость ( m ˙ i μ i ) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ μaccum), и добавления массового расхода ( m ˙ i ) к накопленному массовому расходу ( m ˙ accum); и

определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-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 массового расхода ( m ˙ i ) аэрированного флюида для получения массового расхода ( m ˙ aerated) аэрированного флюида, всех суммарных значений массового расхода ( m ˙ i ) для получения полного массового расхода ( m ˙ t o t ) , и определения доли ( m ˙ aerated / m ˙ tot ) расхода аэрированного флюида как массовый расход ( m ˙ aerated) аэрированного флюида, разделенный на полный массовый расход ( m ˙ 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 масса-температура ( m ˙ i Ti) к накопленному произведению масса-температура ( m ˙ Taccum), и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура ( m ˙ Taccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, система обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 масса-плотность ( m ˙ i ρ i к накопленному произведению масса-плотность ( m ˙ ρaccum), и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ 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 масса-плотность ( m ˙ i ρ i к накопленному произведению масса-плотность ( ( m ˙ ρ accum ) определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum), и преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 массового расхода ( m ˙ 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 добавление произведения масса-плотность ( m ˙ i ρ i ) к накопленному произведению масса-плотность ( m ˙ ρaccum) и добавление массового расхода ( m ˙ i ) к накопленному массовому расходу ( m ˙ accum); и

определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-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 ( m ˙ i ) аэрированного массового расхода для получения аэрированного массового расхода ( m ˙ aerated), суммирование всех значений ( m ˙ i ) массового расхода для получения полного массового расхода ( m ˙ tot), и определение доли ( m ˙ aerated/ m ˙ tot) аэрированного расхода, как аэрированный массовый расход ( m ˙ aerated), разделенный на полный массовый расход ( m ˙ 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 масса-температура ( m ˙ i Ti) к накопленному произведению масса-температура ( m ˙ Taccum), и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура ( m ˙ Taccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 масса-вязкость ( m ˙ i μi) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ μaccum), и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ 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 масса-вязкость ( m ˙ i μi) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ μaccum), определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μ a c c u m ) на накопленный массовый расход ( m ˙ a c c u m ) , и преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

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

измерение массового расхода ( m ˙ 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 добавление произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi) к накопленному произведению масса-вязкость ( m ˙ μaccum) и добавление массового расхода ( m ˙ i ) к накопленному массовому расходу ( m ˙ accum); и

определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-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 ( m ˙ i ) массового расхода аэрированного флюида для получения аэрированного массового расхода ( m ˙ aerated), суммирование всех значений ( m ˙ i ) массового расхода для получения полного массового расхода ( m ˙ tot), и определение доли аэрированного расхода ( m ˙ aerated/ m ˙ tot) как аэрированного массового расхода ( m ˙ aerated), разделенного на полный массовый расход ( m ˙ 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 масса-температура ( m ˙ i Ti) к накопленному произведению масса-температура ( m ˙ Taccum), и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура ( m ˙ Taccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 масса-плотность ( m ˙ i ρi) к накопленному произведению масса-плотность ( m ˙ ρaccum), и определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ 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 масса-плотность ( m ˙ i ρi) к накопленному произведению масса-плотность ( m ˙ ρaccum), определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum), и преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-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 электронного измерителя 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 электронный измеритель 20. Электронный измеритель 20 связан с измерительной сборкой 10 с помощью кабельных соединений 100 и сконфигурирован 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 вытянуты 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 противостоящая катушка, установленная на расходомерной трубке 103B. Через противостоящую катушку проходит, переменный ток, заставляя обе трубки колебаться. Соответствующий возбуждающий сигнал подается электронным измерительным устройством 20 на привод 104 через соединительный кабель 110. Другие приводные устройства также возможны и рассматриваются как находящиеся в пределах объема описания и приложенной формулы.

Электронное измерительное устройство 20 принимает сигналы датчика по соединительным кабелям 111 и 111', соответственно. Электронное измерительное устройство 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.

Электронное измерительное устройство 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 электронное измерительное устройство 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.

Электронный измеритель 20 в одном варианте реализации сконфигурирован так, чтобы заставить колебаться расходомерные трубки 103A и 103B. Колебания задаются приводом 104. Электронный измеритель 20 дополнительно принимает образующиеся сигналы колебаний от измерительных преобразователей 105 и 105'. Сигналы колебаний содержат колебательный отклик расходомерных трубок 103A и 103B. Электронный измеритель 20 обрабатывает колебательный отклик и определяет частоту отклика и/или разность фаз. Электронный измеритель 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 вовлекаться 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. Поэтому, бункерное топливо может осаждаться и расслаиваться в течение периодов хранения.

Желательно измерить бункерное топливо во время его перекачки. В технике предшествующего уровня измерение обычно содержит объемное измерение. Объемное измерение может включать в себя использование объемного расходомера и/или измерения заполняемых или освобождаемых объемов резервуара. Однако, объемное измерение в технике предшествующего уровня имеет недостатки. Объемное измерение некорректно учитывает вовлеченный газ как дополнительное нефтяное топливо. Аэрация может увеличить видимый объем бункерного топлива и привести к перегрузке топливом, причем аэрируемое бункерное топливо имеет увеличенный объем, но неизменную массу.

Аэрация может быть преднамеренной, например, для уменьшения стоимости перекачки или для увеличения выручки от топлива, или может непреднамеренно произойти в результате дефектных или неподходящих рабочих насосов, клапанов, или других устройств, которые могут вызвать кавитацию или подсос воздуха из атмосферы. Аэрация также часто происходит в течение процесса зачистки, которым сопровождается опорожнение топливных баков баржи. При приближении окончания пакетной поставки, насос может подсасывать газ в обрабатываемую трубопроводную магистраль вследствие малого объема флюида, остающегося в резервуарах. В баржах без измерительного оборудования для резервуара, необходимо полностью иссушить резервуар, зачищая его так, чтобы использовать опорное береговое измерение поставки как меру топливной перекачки.

Другой недостаток объемного измерения заключается в том, что бункерное топливо может разделяться и отслаиваться при его содержании, причем более тяжелые компоненты осаждаются на дно. В результате, качество бункерного топлива, и/или энергосодержание, может измениться в течение перекачки бункерного топлива.

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 морских топлив для международного использования на борту судов. Точное смешивание очень важно вследствие роста цен на топливо, опасности изнашивания двигателя вследствие различных температур сгорания топлив 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 топлив 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 электронного измерителя 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 массового расхода ( m ˙ i ) и/или полного массового расхода ( m ˙ tot) перекачиваемого флюида. В некоторых вариантах реализации перекачка 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 электронным измерителем 20, чтобы образовать одно или несколько значений для количественного анализа флюида. Значения могут быть проверены, зарегистрированы, и просуммированы.

Электронный измеритель 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 раздельные блоки, следует понимать, что электронный измеритель 20 может состоять из различных комбинаций интегрированных и/или дискретных компонентов.

Интерфейс 201 сконфигурирован для связи 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 так, чтобы извлечь и выполнить сохраняемые подпрограммы 205 для управления вибрационным расходомером 5. Система 204 памяти может сохранять подпрограммы, включая подпрограмму 205 расходомера, подпрограмму 209 средневзвешенной по массе плотности, подпрограмму 210 средневзвешенной по массе вязкости, подпрограмму 211 средневзвешенной по массе температуры и подпрограмму 213 регистрации аэрации. Другие подпрограммы измерения/обработки также предполагаются в рамках описания и формулы. Система 204 памяти может сохранять измерения, принятые значения, рабочие значения, и другую информацию. В некоторых вариантах реализации, система памяти сохраняет массовый расход ( m ˙ i ) 221, плотность (ρ) 222, вязкость (μ) 223, температуру (T) 224, произведение масса-плотность ( m ˙ i ρi) 234, произведение масса-вязкость ( m ˙ i μi) 235, произведение масса-температура ( m ˙ i Ti) 236, средневзвешенную по массе плотность (ρmass-weighted) 241, средневзвешенную по массе вязкость (μmass-weighted), 242, средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted) 243, порог 244 аэрации, и долю 248 аэрации.

Подпрограмма 205 расходомера может производить и сохранять 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 массового расхода и сохранять их в памяти 221 массового расхода ( m ˙ i ). Подпрограмма 205 расходомера может производить измерения плотности и сохранять их в памяти 222 плотности (ρ). Значения массового расхода ( m ˙ i ) и плотности (ρi) определяются из колебательного отклика, как предварительно рассмотрено, и как известно в данной области техники. Массовый расход ( m ˙ i ) может содержать по существу мгновенное значение массового расхода, может содержать выборку массового расхода, может содержать усредненный массовый расход по интервалу (ti) времени, или может содержать накопленный массовый расход по интервалу (ti) времени. Кроме того, другие количественные определения массового 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 No.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 для вязкости (μ). Внешний источник может быть отдельным измерителем вязкости, вводом от оператора, вводом сохраняемого значения или вводом от других источников.

В некоторых вариантах реализации, электронный измеритель 20 сконфигурирован для выполнения подпрограммы 209 для средневзвешенной по массе плотности. Подпрограмма 209 для средневзвешенной по массе плотности сконфигурирована для измерения массового расхода ( m ˙ i ) и плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с измерениями массового расхода ( m ˙ i ) и плотности (ρi), выполняемыми вибрационным расходомером 5 при колебаниях сборки 10 расходомера, определения произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi) для заданного интервала (ti) времени, накапливания значений массового расхода ( m ˙ i ) и произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi) в накапливаемый массовый расход ( m ˙ accum) и накапливаемое произведение масса-плотность ( m ˙ i ρaccum) для всех не соответствующих аэрации временных интервалов перекачки флюида, и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность ( m ˙ ρaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Образующаяся, не соответствующая аэрации, средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) может быть сохранена в памяти 238 для средневзвешенной по массе плотности. Эта обработка может дополнительно образовать накапливаемое произведение масса-плотность ( m ˙ ρaccum), которое может быть сохранено в памяти 234 для произведения масса-плотность. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по массе плотность (ρmass-weighted) в соответствии с:

Средневзвешенная по массе плотность (ρmass-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 массе количество превосходит основную усредненную во времени, или периодически выбираемую, плотность, поскольку она представляет истинную среднюю величину относительно массы 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 в резервуарах.

Следует понимать, что расходомер Кориолиса, работающий обычным образом с полной пакетной массой, может работать, добавляя каждое измерение массового расхода ( m ˙ i ) в суммарный массовый расход ( m ˙ tot). Это может быть сделано так потому, что масса газа мала и, поэтому, аэрация обычно не влияет на точность измерений массового расхода, выполняемых вибрационным расходомером 5, работающим как массовый расходомер Кориолиса. Однако, 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, электронный измеритель 20 сконфигурирован для выполнения подпрограммы 210 для средневзвешенной по массе вязкости. Подпрограмма 210 для средневзвешенной по массе вязкости сконфигурирована для измерения массового расхода ( m ˙ i ) и получения вязкости (μi) флюида для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, по меньшей мере, с измерением массового расхода ( m ˙ i ), выполняемым вибрационным расходомером 5 посредством колебаний сборки 10 вибрационного расходомера, определения произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi) для заданного интервала (ti) времени, накопления значений массового расхода ( m ˙ i ) и произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi) в накопленный массовый расход ( m ˙ accum) и накопленное произведение масса-вязкость ( m ˙ μaccum) для всех не соответствующих аэрации заданных временных интервалов перекачки флюида, и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (μmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость ( m ˙ μaccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Эта, не соответствующая аэрации, средневзвешенная по массе вязкость (μmass-weighted) может быть сохранена в памяти 239 для средневзвешенной по массе вязкости. Измерения вязкости могут отражать качество или сорт расходуемого флюида при его перекачке. Эта обработка может дополнительно создать накопленное произведение масса-вязкость ( m ˙ μaccum), которое может быть сохранено в памяти 235 для произведения масса-вязкость. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по массе вязкость (μmass-weighted) в соответствии с:

Средневзвешенная по массе вязкость (μmass-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, электронный измеритель 20 сконфигурирован для выполнения подпрограммы 211 для средневзвешенной по массе температуры. Подпрограмма 211 для средневзвешенной по массе температуры сконфигурирована для измерения массового расхода ( m ˙ i ) и температуры (Ti) для заданного интервала времени (ti) перекачки флюида, по меньшей мере, с измерением массового расхода ( m ˙ i ), выполняемым вибрационным расходомером 5 посредством сборки 10 вибрационного расходомера, определения произведения масса-температура ( m ˙ i Ti) для заданного интервала (ti) времени, накопления значений массового расхода ( m ˙ i ) и произведения масса-температура ( m ˙ i Ti) в накопленный массовый расход ( m ˙ accum) и накопленное произведение масса-температура ( m ˙ Taccum) для всех не соответствующих аэрации заданных временных интервалов перекачки флюида, и определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура ( m ˙ Taccum) на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Эта, не соответствующая аэрации, средневзвешенная по массе температура (Tmass-weighted) может быть сохранена в памяти 243 для средневзвешенной по массе температуры. Эта обработка может дополнительно создавать накопленное произведение масса-температура ( m ˙ Taccum), которое может быть сохранено в памяти 236 для произведения масса-температура. Поэтому, обработка создает средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted) в соответствии с:

Средневзвешенная по массе температура (Tmass-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, электронный измеритель 20 сконфигурирован 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 от десяти до тридцати процентов для чистой жидкости и значительно увеличивается, когда в текущий флюид входит вовлекаемый газ. Если усиление привода не соответствует порогу 244 аэрации, то электронный измеритель 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 электронный измеритель 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 электронный измеритель 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 электронный измеритель 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 3дБ, которая относится к ширине пика на конкретной нерезонансной частоте, которая соответствует конкретной амплитуде колебательного отклика. Следовательно, нижняя точка в 3дБ, может быть сравнена с порогом 244 аэрации. Если нижняя точка в 3дБ не соответствует порогу 244 аэрации, то электронный измеритель 20 может определить, что флюид аэрируется. Например, нижняя точка в 3дБ может не соответствовать порогу 244 аэрации, если нижняя точка в 3дБ оказывается меньше, чем порог 244 аэрации, поскольку величина нижней точки в 3дБ может понизиться в присутствии аэрации.

Гидродинамический шум потока увеличивается с увеличением аэрации и, поэтому, возможно также регистрировать присутствие газа посредством анализа 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 электронный измеритель 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 массового расхода ( m ˙ i ) могут быть просуммированы для временных интервалов (ti) регистрируемой аэрации. Аэрированная масса ( m ˙ aerated) может быть разделена на полную массу ( m ˙ tot), чтобы предоставить долю массы аэрации ( m ˙ aerated/ m ˙ m), то есть, меру перекаченной аэрированной массы. 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.

Измерение массы предоставит лучшее и более точное измерение перекачки флюида, чем измерение объемного расхода, поскольку на измерение массового расхода не влияет негативно аэрация флюида. Измерение массового расхода может быть использовано для получения объема перекачиваемого флюида, причем измерение массового расхода может быть перепроверено, в отличие от измерения перекачиваемого объема, измерения заполнения резервуара, и т.д. Измерение суммарной массы предоставит лучшее и более точное измерение энергосодержания перекачиваемого топлива, в отличие от объемного измерения в технике предшествующего уровня. Измерение объема в технике предшествующего уровня не учитывает какого-либо расширения или сокращения вследствие изменения температуры или других условий окружающей среды. Измерение объема в технике предшествующего уровня 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 измерений на заданных интервалах (ti) времени. На этапе 401 массовый расход ( m ˙ ), плотность (ρi), и значения температуры (Ti) измеряются для данного заданного интервала (ti) времени. Значения массового расхода ( m ˙ i ) и плотности (ρi) определяются из колебательного отклика, как предварительно рассмотрено и как это известно в данной области техники.

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 иметь любую желаемую длительность, которая адекватно характеризует перекачиваемый флюид. Заданные интервалы (ti) времени предпочтительно по существу однородны по длительности, но не должны быть однородными между собой или последовательными.

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

На этапе 403 произведение масса-плотность ( m ˙ i ρi) образуется из измерения массового расхода ( m ˙ i ) и плотности (ρi). Произведение масса-вязкость ( m ˙ i μ,) образуется из измерения массового расхода ( m ˙ i ) и вязкости (μi). Произведение масса-температура ( m ˙ i Ti) образуется из измерения массового расхода ( m ˙ i ) и температуры (Ti). Значения массового расхода ( m ˙ i ), плотности (ρi), произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi), произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi), и произведения масса-температура ( m ˙ Ti), могут быть добавлены в предыдущие значения и, поэтому, накапливаются. Альтернативно, значения массового расхода ( m ˙ i ), плотности (ρi), произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi), произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi), и произведения масса-температура ( m ˙ 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 массового расхода ( m ˙ i ), плотности (ρi), произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi), произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi), и произведения масса-температура ( m ˙ i Ti), 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 массового расхода ( m ˙ ), плотности (ρi), произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi), произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi), и произведения масса-температура ( m ˙ i Ti), можно было бы просто пренебречь, сохраняя продолжительность обработки.

На этапе 405, значения массового расхода ( m ˙ i ), плотности (ρi), произведения масса-плотность ( m ˙ i ρi), произведения масса-вязкость ( m ˙ i μi), и произведения масса-температура ( m ˙ i Ti) накапливаются, добавляются в соответствующие промежуточные суммы для перекачиваемого флюида. Накопленный массовый расход ( m ˙ accum), когда перекачка флюида завершена, в некоторых вариантах реализации может отображать массу не аэрированного перекаченного флюида. Суммарная плотность (ρtot) может быть обработана, когда перекачка флюида завершена, чтобы определить среднюю, средневзвешенную, или средневзвешенную по массе плотность перекачанного флюида. Средневзвешенная по массе 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 массы 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 и вибрационный расходомер создает неточные измерения плотности.

В этом заключается преимущество измерения массового расхода по сравнению с измерением объемного расхода. Измерение объемного расхода в соответствии с предшествующим уровнем техники предоставляет измерение большего количества поставляемого флюида, но при неточном количестве флюида, если флюид аэрируется.

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 массовый 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 массе плотность (ρmass-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) содержит накопленное произведение масса-плотность ( m ˙ ρaccum), разделенное на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (1). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) в некоторых вариантах реализации содержит плотность, образованную только от не соответствующих аэрации участков флюида. Поэтому, не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) содержит более точную плотность для флюида, когда имеется какая-либо аэрация флюида. Если флюид не определен как аэрируемый, то средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) будет по существу соответствовать средней плотности для всего перекачиваемого флюида.

Для перекачиваемого флюида может быть определена не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе вязкость (μmass-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе вязкость (μmass-weighted) содержит накопленное произведение масса-вязкость ( m ˙ μaccum), разделенное на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (2). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе вязкость (μmass-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 массе температура (Tmass-weighted). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе температура (Tmass-weighted) содержит накопленное произведение масса-температура ( m ˙ Taccum), разделенное на накопленный массовый расход ( m ˙ accum). Это может быть отображено приведенным выше уравнением (3). Не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе температура (Tmass-weighted) в некоторых вариантах реализации содержит температуру, образованную только от не соответствующих аэрации участков флюида.

На этапе 408, не соответствующая аэрации средневзвешенная по массе температура (Tmass-weighted) может быть использована для выполнения температурной компенсации. Например, рассчитанная средневзвешенная по массе плотность (ρmass-weighted) может быть компенсирована по температуре, чтобы образовать средневзвешенное по массе значение плотности для стандартной температуры. Кроме того, или альтернативно, средневзвешенная по массе вязкость (μmass-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 массе плотность и средневзвешенная по массе температура используются для образования соответствующего стандартного значения плотности. Средневзвешенная по массе вязкость и средневзвешенная по массе 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 массе плотности и/или рассчитанной средневзвешенной по массе 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 массе 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.

Электронный измеритель 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. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида могут обеспечить более надежное измерение потенциально аэрируемых флюидов. Электронный измеритель 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. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида могут обеспечить более точное измерение перекачиваемого флюида, причем измерение свободно от влияния аэрации. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида могут регистрировать аэрацию флюида. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида могут образовать лучшую меру энергосодержания топлива. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида допускают перепроверку, в отличие от измеренного/оцениваемого объема. Электронный измеритель и способ количественного анализа флюида могут обеспечить измерения и регистрацию изменений свойств флюида во время перекачки.

1. Электронный измеритель (20) для количественного анализа перекачиваемого флюида, причем электронный измеритель (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 массового расхода и плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с системой (203) обработки, отличающийся 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 масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность и добавляет массовый расход к накопленному массовому расходу ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход .

2. Электронный измеритель (20) по п.1, в котором определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки флюида.

3. Электронный измеритель (20) по п.1, в котором 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. Электронный измеритель (20) по п.3, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
суммирования интервалов времени аэрации для получения времени (taerated) аэрированной перекачки;
суммирования всех 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. Электронный измеритель (20) по п.3, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
суммирования значений аэрированного массового расхода для получения аэрированного массового расхода ;
суммирования всех значений массового расхода для получения полного массового расхода ; и
определения доли аэрации как аэрированного массового расхода , разделенного на полный массовый расход .

6. Электронный измеритель (20) по п.1, в котором 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 масса-температура к накопленному произведению масса-температура ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура на накопленный массовый расход .

7. Электронный измеритель (20) по п.6, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

8. Электронный измеритель (20) по п.1, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
получения вязкости флюида (µi) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход .

9. Электронный измеритель (20) по п.8, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости (µi) от внешнего источника.

10. Электронный измеритель (20) по п.8, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (µi) вибрационным расходомером (5).

11. Электронный измеритель (20) по п.6, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
получения вязкости флюида (µi) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость ;
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход ; и
преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

12. Электронный измеритель (20) для количественного анализа перекачиваемого флюида, причем электронный измеритель (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 массового расхода для заданного интервала (ti) времени перекачки флюида, с системой (203) обработки, отличающийся тем, что она сконфигурирована для:
получения вязкости (µi) 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 масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость , и добавления массового расхода к накопленному массовому расходу ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход .

13. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида происходит после приема сигнала окончания перекачки.

14. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором 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. Электронный измеритель (20) по п.14, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
суммирования соответствующих аэрации интервалов времени для получения времени (taerated) аэрированной перекачки;
суммирования всех 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. Электронный измеритель (20) по п.14, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
суммирования значений аэрированного массового расхода для получения аэрированного массового расхода ;
суммирования всех значений массового расхода для получения полного массового расхода ; и
определения доли аэрации как аэрированного массового расхода , разделенного на полный массовый расход .

17. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором 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 масса-температура к накопленному произведению масса-температура ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass_weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура на накопленный массовый расход .

18. Электронный измеритель (20) по п.17, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (мmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

19. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для:
измерения плотности (ρi) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал времени (ti) не соответствует аэрации, то система обработки добавляет произведение масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность ; и
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход .

20. Электронный измеритель (20) по п.17, в котором 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 масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность ;
определения не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход ; и
преобразования не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

21. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для получения вязкости (µi) от внешнего источника.

22. Электронный измеритель (20) по п.12, в котором система (203) обработки дополнительно сконфигурирована для измерения вязкости (µi) вибрационным расходомером (5).

23. Способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида, содержащий измерение массового расхода и плотности (ρi) для заданного интервала времени (ti) перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, причем способ отличается тем, что:
определяют, не аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность и добавляют массовый расход к накопленному массовому расходу ; и
определяют не соответствующую аэрацию средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход .

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

25. Способ по п.23, в котором определение, если перекачиваемый флюид не аэрируется, заключается в том, что:
сравнивают колебательный отклик заданного интервала (ti) времени с заданным порогом аэрации; и
определяют заданный интервал (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 (ttotal) перекачки; 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 массового расхода для получения аэрированного массового расхода ;
суммирование всех значений массового расхода для получения полного массового расхода ; и
определение доли аэрации как аэрированный массовый расход , разделенный на полный массовый расход .

28. Способ по п.23, дополнительно содержащий:
получение температуры (Ti) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение масса-температура к накопленному произведению масса-температура ; и
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура на накопленный массовый расход .

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

30. Способ по п.23, дополнительно содержащий:
получение вязкости (µi) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал времени (ti) не соответствует аэрации, то добавляют произведение масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость ; и
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход .

31. Способ по п.30 с получением вязкости (µi), содержащий прием вязкости (µi) от внешнего источника.

32. Способ по п.30 с получением вязкости (µi), содержащий измерение вязкости (µi) вибрационным расходомером.

33. Способ по п.28, дополнительно содержащий:
получение вязкости (µi) для заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость;
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход ; и
преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

34. Способ количественного анализа флюида для перекачиваемого флюида, содержащий измерение массового расхода для заданного интервала времени (ti) перекачки флюида, с измерением, выполняемым вибрационным расходомером, отличающийся тем, что:
получают вязкость (µi) для заданного интервала (ti) времени;
определяют, аэрируется ли перекачиваемый флюид в течение заданного интервала (ti) времени;
если заданный интервал (ti) времени не соответствует аэрации, то добавляют произведение масса-вязкость к накопленному произведению масса-вязкость и добавляют массовый расход к накопленному массовому расходу ; и
определяют не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе вязкость (µmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-вязкость на накопленный массовый расход .

35. Способ по п.34, в котором определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-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 массового расхода для получения аэрированного массового расхода ;
суммирование всех значений массового расхода для получения полного массового расхода ; и
определение доли аэрации как аэрированного массового расхода разделенного на полный массовый расход .

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 масса-температура к накопленному произведению масса-температура ; и
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе температуры (Tmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-температура на накопленный массовый расход .

40. Способ по п.39, дополнительно содержащий преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе вязкости (µmass-weighted) в стандартное значение вязкости, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighied).

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 масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность ; и
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход .

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 добавляют произведение масса-плотность к накопленному произведению масса-плотность ;
определение не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) для перекачиваемого флюида делением накопленного произведения масса-плотность на накопленный массовый расход ; и
преобразование не соответствующей аэрации средневзвешенной по массе плотности (ρmass-weighted) в стандартное значение плотности, используя не соответствующую аэрации средневзвешенную по массе температуру (Tmass-weighted).

43. Способ по п.34, в котором определение вязкости (µi) содержит получение вязкости (µi) от внешнего источника.

44. Способ по п.34, в котором получение вязкости (µi) содержит измерение вязкости (µi) вибрационным расходомером.



 

Похожие патенты:

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 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.

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.

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.

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. .

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.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля расхода медикаментов при внутривенных вливаниях. Изобретение относится к датчику (102, 202, 402, 502) для обнаружения пузырьков в газовой фазе, присутствующих в жидкости (208, 408, 527), протекающей по пути (204, 406, 508) потока. Датчик содержит нагревательный элемент (106, 210) для нагревания жидкости, причем нагревательный элемент обеспечивается заранее заданным уровнем мощности, по меньшей мере, во время обнаружения, и устройство (108, 112, 212) преобразователя, выполненное с возможностью формирования измерительного сигнала (114), указывающего температуру нагревательного элемента. Датчик дополнительно содержит устройство (116) компаратора для сравнения значения результата измерения измерительного сигнала с заранее заданным пороговым уровнем, причем заранее заданный пороговый уровень соответствует исходной температуре, достигаемой нагревательным элементом в ответ на заранее заданный уровень мощности и минимальную скорость, достигаемую жидкостью на пути потока. На основании результата сравнения устройство компаратора формирует выходной сигнал (118), указывающий возможное присутствие пузырьков в газовой фазе. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 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 направлен на обеспечение возможности идентификации скважины с измененной объемной обводненностью куста нефтяных скважин непосредственно в процессе измерения дебита нефтяных скважин. Способ заключается в непрерывном измерении суммарных расходных параметров куста нефтяных скважин: массового расхода жидкости Мжи, объемного расхода газа Qги, объемной обводненности Wжи и коэффициента K г / в и = 0,01 Δ Q г и Δ W ж и , где Qги и ΔWжи - соответственно разности предыдущих и текущих средних численных значений суммарных расходных параметров куста нефтяных скважин, соответственно, свободного объемного расхода газа Q ¯ г и и объемной обводненности W ¯ ж и . В случае отклонения значения коэффициента Кг/ви за пределы заданных уставок ±ΔКг/ви, вычисляют параметры Мжi, объемный расход газа Qгi и обводненность Wжi каждой скважины соответственно. Вычисляют значение коэффициента . Сравнивают значения коэффициентов Кг/вi по каждой скважине с текущим значением Кг/ви,. Скважину с измененным значением объемной обводненности Wжi идентифицируют по признаку минимальной разности между значением Кг/вi одной из скважин куста и значением коэффициента Кг/ви. 1 з.п. ф-лы, ил. 1

Система, способ и установка для измерения свойств флюидов флюидного потока, имеющего четыре фазы, включают в себя устройство измерения доли, выполненное с возможностью определения соответствующих измерений доли каждой из четырех фаз флюидов, протекающих во флюидном потоке; и устройство моделирования поведения, выполненное с возможностью определения, на основании соответствующих измерений доли каждой из четырех фаз флюидов, соответствующих расходов каждой из четырех фаз флюидов. Технический результат - повышение точности измерения свойств флюидов потока. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Измерительная система включает в себя измерительный преобразователь (MW) вибрационного типа, через который в процессе работы проходит текучая среда, для выработки соответствующих параметрам текучей среды колебательных сигналов, а также электрички соединённый с измерительным преобразователем электронный преобразователь (ME) для управления измерительным преобразователем и для произведения оценки поданных от измерительного преобразователя колебательных сигналов. Измерительный преобразователь (MW) имеет, по меньшей мере, одну измерительную трубу (10, 10′) для проведения текучей среды, по меньшей мере, один электромеханический возбудитель (41) колебаний для активного возбуждения и/или поддержания изгибных колебаний, по меньшей мере, одной измерительной трубы в полезном режиме и, по меньшей мере, один датчик (51) колебаний для регистрации вибраций, по меньшей мере, одной измерительной трубы и для выработки выражающего собой вибрации, по меньшей мере, одной измерительной трубы колебательного сигнала (s1) измерительного преобразователя. Электронный преобразователь (ME) опять же посредством компонента колебательного сигнала, который выражает собой режим изгибных колебаний, в котором, по меньшей мере, одна вибрирующая измерительная труба осуществляет изгибные колебания, по меньшей мере, с одной пучностью колебаний, более чем при изгибных колебаниях в полезном режиме, в частности изгибных колебаниях, по меньшей мере, с двумя пучностями колебаний, генерирует сообщение (XKV) о кавитации, которое сигнализирует о возникновении кавитации в текучей среде. Технический результат - обеспечение заблаговременного и надежного определения кавитации. 28 з.п. ф-лы, 13 ил.

Предложенная группа изобретений относится к средствам измерения расхода смеси многофазной жидкости, содержащей по меньшей мере одну газовую фазу и одну жидкую фазу. Заявленный расходомер содержит участок трубы и измерительный участок, через которые поступает смесь. Расходомер также содержит устройство измерения фракции, адаптированное для оценки репрезентативной фракции газовой фазы и/или жидкой фазы смеси, проходящей на уровне измерительного участка. Кроме того, расходомер предпочтительно содержит по меньшей мере один ультразвуковой датчик, установленный для оценки характеристики, такой как толщина пленки жидкости или ее скорость, части жидкой фазы, поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки участка трубы. Характеристика предпочтительно используется для коррекции расчетной репрезентативной фракции газовой фазы и/или жидкой фазы, когда газовая фаза проходит в ядре участка трубы, часть жидкой фазы частично проходит в виде пленки жидкости вдоль стенки участка трубы, а другая часть жидкой фазы частично проходит в виде капель жидкости в ядре участка трубы. Указанный расходомер реализует соответствующий способ измерения расхода. Предложенная группа изобретений позволяет определить расход двухфазовой смеси без разделения потока на отдельные фазы. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх