Измерение технологического параметра с использованием универсальной соединительной платформы для технологии измерений параметров потока
Изобретение относится к измерению технологического параметра в производственном процессе. Аппарат (102) для измерения параметров потока технологической текучей среды включает в себя удлиненную фланцевую катушку (110), представляющую собой сквозную фланцевую катушечную трубу, приспособленную для присоединения в линию с технологическим трубопроводом (104) для приема потока технологической текучей среды. Измерительный корпус (112) поддерживается удлиненной фланцевой катушечной трубой и принимает в себя фланцевую катушечную трубу. Измерительный корпус (112) включает в себя отверстие (144) компонента измерения потока, которое простирается от фланцевой катушечной трубы до внешней стороны измерительного корпуса (112). Компонент (170) измерения потока выполнен с возможностью размещения в отверстии (144) компонента измерения потока измерительного корпуса (112). Держатель (150) выполнен с возможностью разъемной установки на измерительном корпусе (112) и связывает компонент (170) измерения потока с фланцевой катушечной трубой через отверстие (144) компонента измерения потока. Преобразователь (116) измерения потока соединяется с компонентом (170) измерения потока для измерения параметров потока технологической текучей среды на основании взаимодействия между технологической текучей средой и компонентом (170) измерения потока. Причем упомянутый преобразователь содержит соединитель (116), соединенный со вторичным соединителем (164) на монтажной грани (162) измерительного корпуса. Технический результат – обеспечение возможности определения нескольких технологических параметров. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 15 ил.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к измерению технологического параметра в производственном процессе. Более конкретно настоящее изобретение относится к измерению такого технологического параметра, используя компонент измерения потока, помещенный в технологическую трубопроводную систему.
[0002] Производственные процессы используются в производстве технологических текучих сред многих типов. Примеры включают в себя предприятия по очистке нефти, производство бумажной целлюлозы, химическое производство и т.д. В производственном процессе необходимо контролировать работу процесса для точного управления процессом. Например, "технологические параметры", такие как расход, температура, давление, уровень и другие процессы могут контролироваться преобразователями технологического параметра и использоваться для предоставления информации в другом местоположении, например, в центральном пункте управления. Во многих случаях имеется множество различных технологий или конфигураций преобразователя технологического параметра, который может использоваться для измерения технологического параметра. Конкретная технология и конфигурация могут быть выбраны на основании ограничений конструкции, желаемой точности, бюджетных соображений или на основании других критериев.
[0003] Известны различные технологии для измерения параметров потока технологической текучей среды в производственном процессе. Примеры включают в себя датчики потока на основе дифференциального давления, магнитные датчики, Кориолисовы датчики, вихревые датчики и тепловые массовые датчики.
[0004] Конкретная установка системы измерения параметров потока обычно может требовать существенной индивидуальной настройки, основанной на выбранной технологии, конфигурации технологической трубопроводной системы, контролируемой текучей среды, диаметре трубопроводной системы, ожидаемых расходах текучей среды, а также на других обстоятельствах. Эта индивидуальная настройка является дорогостоящей и увеличивает время и уровень экспертизы, требуемые для установки преобразователя технологического параметра и для гарантии того, что он обеспечит точные измерения. Кроме того, индивидуальная настройка часто выполняется в то время, когда установка, реализующая технологию, только создается. Например, во время изготовления установки может быть известным, что конкретное измерение технологического параметра должно быть получено в конкретном местоположении, однако может быть так, что не вполне очевидно, какая именно технология должна использоваться для получения технологического параметра, или даже что измерение технологического параметра необходимо. Это может привести к задержкам в конструировании нового оборудования, а также увеличить затраты.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Аппарат для измерения потока технологической текучей среды обеспечивает удлиненную фланцевую катушку, имеющую фланцевую катушечную трубу, проходящую через нее и приспособленную для соединения в линию с технологическим трубопроводом для приема потока технологической текучей среды. Измерительный корпус поддерживается удлиненной катушечной и принимает в себя фланцевую катушечную трубу, проходящую через нее. Измерительный корпус включает в себя отверстие компонента измерения потока, которое простирается от фланцевой катушечной трубы до внешней стороны измерительного корпуса. Компонент измерения потока выполнен с возможностью размещения в отверстии компонента измерения потока измерительного корпуса. Держатель выполнен с возможностью съемного крепления к измерительному корпусу и связывает компонент измерения потока с фланцевой катушечной трубой через отверстие компонента измерения потока. Преобразователь измерения потока присоединяется к компоненту измерения потока для измерения параметров потока технологической текучей среды на основании взаимодействия между технологической текучей средой и компонентом измерения потока.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] Фиг. 1 изображает схему аппарата для измерения потока технологической текучей среды на основании дифференциального давления в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.
[0007] Фиг. 2 - перспективный вид катушечной секции трубопровода, показанной на фиг. 1.
[0008] Фиг. 3А, 3В, 3С и 3D - перспективные виды держателя компонента измерения потока, показывающие примеры конфигураций компонента измерения потока.
[0009] Фиг. 3Е - вид бокового сечения держателя компонента измерения потока на фиг. ЗА.
[0010] Фиг. 4А, 4В, 4С и 4D - компонент измерения потока на фиг. 3A-D соответственно вблизи измерительного корпуса.
[0011] Фиг. 5А и 5В - перспективные виды герметизирующей покровной пластины и измерительного корпуса.
[0012] Фиг. 6 - упрощенная схема преобразователя параметров потока.
[0013] Фиг. 7 - перспективный вид с вырезом измерительного корпуса, выполненного с возможностью приема различных типов компонента измерения потока, который может объединять различные множественные методики измерения технологического параметра.
[0014] Фиг. 8 - покомпонентное изображение, показывающее измерительный корпус и компонент измерения потока с магнитной расходомерной трубой.
[0015] Фиг. 9 - вид с частичным вырезом, показывающий держатель, выполненный с компонентом измерения потока с вихреобразующим обтекаемым брусом.
[0016] Фиг. 10 - перспективный вид, показывающий держатель, включающий в себя Кориолисов компонент измерения потока.
[0017] Фиг. 11 - перспективный вид, показывающий держатель с ультразвуковым компонентом измерения потока.
[0018] Фиг. 12 - перспективный вид, показывающий держатель 4
с тепловым массовым компонентом измерения потока.
[0019] Фиг. 13 - перспективный вид, показывающий держатель с компонентом измерения потока с обтеканием клина.
[0020] Фиг. 14 - перспективный вид, показывающий держатель с компонентом измерения потока с трубкой Вентури.
[0021] Фиг. 15 - держатель без какого-либо устройства измерения технологического параметра, выполненный так, чтобы заглушить измерительный корпус.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
[0022] Как рассмотрено в основном разделе, известны различные технологии для измерения технологических параметров, таких как параметры потока в производственном процессе. При конструировании установки может возникнуть ситуация, когда желательно измерение технологического параметра в определенном местоположении в пределах процесса. Однако на такой ранней стадии разработки может быть не ясно точно, какая именно технология будет предпочтительной. Кроме того, как только технология выбрана, она должна быть должным образом установлена и откалибрована или выполнена исходя из технологических условий. Эта настройка увеличивает время и экспертизу, требуемые для создания новой установки, увеличивает общие затраты, а также увеличивает начальные затраты. Настоящее изобретение предоставляет новую платформу измерения параметров потока наряду с новым способом сборки и установки, в котором стандартизированная (или универсальная) платформа может быть установлена на месте в процессе, в котором имеется возможность поддерживать различные типы технологий измерения технологического параметра. Платформа состоит из фланцевой катушечной трубы с измерительным корпусом, выполненным с возможностью приема держателя компонента измерения потока. Установочная платформа может быть выполнена с возможностью работы без какой-либо технологии измерения технологического параметра, если это желательно. Это позволяет, если желательно, выполнить обновление преобразователя технологического параметра, включающее в себя добавление преобразователя технологического параметра в местоположении, в котором он изначально отсутствовал, а также замену технологии измерения технологического параметра, одной на другую. Эта платформа сокращает необходимость индивидуальной настройки, которая должна быть выполнена во время начального конструирования установки и допускает большую гибкость при изменении технологии.
[0023] Одна конкретная технология измерения технологического параметра, используемая для измерения параметров потока, основана на дифференциальном давлении, которое может использоваться для определения расхода технологической текучей среды через технологическую трубопроводную систему. Хотя измерение параметров потока на основе дифференциального давления описывается подробно ниже, изобретение не ограничивается этой технологией. При измерении параметров потока с дифференциальным давлением перепад давления может быть создан с использованием множества различных технологий, которые могут быть выбраны для конкретного приложения. Элемент, создающий дифференциальное давление, обозначается как "компонент измерения потока". Один из недостатков измерения параметров потока на основе дифференциального давления заключается в том, что системы могут требовать большой индивидуальной настройки для данного приложения. Например, приложение может требовать индивидуальной настройки исходя из диаметра используемого трубопровода, толщины стенки трубопровода, пределов изменения температуры и давления технологической текучей среды, ожидаемых пределов изменения расхода, свойств измеряемой технологической текучей среды, среди прочего. Все эти переменные должны быть определены для каждого местоположения в рамках производственного процесса, при котором выполняется измерение параметров потока исходя из дифференциального давления. Это может быть трудоемким и дополнительно требует индивидуальной настройки каждого из устройств измерения параметров потока в рамках производственного процесса. Кроме того, для получения точных измерений параметров потока с использованием дифференциального давления профиль потока технологической текучей среды должен быть вполне контролируем. Однако конфигурация составной трубопроводной системы (а именно колена, тройники, клапаны, ограничители, расширители, фильтры и т.д.) может нарушить профиль потока, тем самым приводя к ошибке измерения.
[0024] Предоставляется универсальная платформа измерения параметров потока, использующая стандартизированные компоненты, которые могут быть выбраны для конкретного приложения и технологии измерения. Измерительный корпус поддерживается фланцевой катушкой. Измерительный корпус выполнен с возможностью приема компонента измерения потока, который поддерживается и фиксируется держателем. Преобразователь измерения потока присоединяется к держателю и измеряет сигнал технологического параметра. Этот сигнал затем используется для определения расхода.
[0025] На фиг. 1 приведена схема, показывающая участок производственного процесса 100, включающий в себя аппарат 102 измерения параметров потока в соответствии с одним вариантом реализации. Аппарат 102 измерения параметров потока присоединяется к технологической трубопроводной магистрали 104 и выполнен с возможностью измерения параметров потока технологической текучей среды, протекающего через трубопроводную магистраль 104, как рассматривается более подробно ниже. Аппарат 102 измерения параметров потока включает в себя секцию 110 фланцевой катушечной трубы, которая несет на себе измерительный корпус 112. Секция 110 фланцевой катушечной трубы может быть удлиненной катушкой, как это показано, или может быть секцией, которая объединена с измерительным корпусом 112. Держатель 114 присоединяется к измерительному корпусу 112 и поддерживает компонент измерения потока, который в этом варианте реализации содержит компонент измерения потока (не показан на фиг. 1) и преобразователь 116 дифференциального давления. Преобразователь 116 технологического параметра может быть присоединен к держателю 114 через соединение 118 с манифольдом. Как правило, преобразователь 116 прикрепляется к фланцу 118 с помощью болтов или другого средства фиксации двух деталей между собой. Аналогично фланец 118 может быть болтами прикреплен к держателю 114, который, в свою очередь, прикрепляется болтами к измерительному корпусу 112. Секция 110 фланцевой катушечной трубы прикрепляется к магистральному трубопроводу 104 с помощью, например, болтового соединения. Однако может быть использована любая соответствующая методика крепежа, включая сварку. Обычно некоторого типа уплотнение может быть включено между преобразователем 116, фланцем 118, держателем 114 и измерительным корпусом 112. Аналогично уплотнения могут быть установлены между катушкой 110 и технологическим трубопроводом 104. Хотя здесь описано болтовое соединение, может быть использована любая соответствующая методика крепежа. Измерительный корпус 112 и катушка 110 могут быть сформированы как сплошная деталь или могут быть сформированы раздельно и сварены между собой или иначе соединены между собой. Преобразователь 116 на фиг. 1 также включает в себя дополнительное подключение соединителя 119 технологического параметра к держателю 114. Например, оно может быть использовано для подключения преобразователя 116 к датчику температуры. Дифференциальный преобразователь 116 давления определяет поток технологической текучей среды на основании дифференциального давления, создаваемого компонентом измерения потока. Преобразователь 116 давления связывается, например, с пунктом 120 управления через двухпроводной контур управления процессом 122. Пункт 120 управления смоделирован как сопротивление, включенный последовательно с блоком электропитания. В одной конфигурации контур 122 управления процессом представляет собой двухпроводный контур управления процессом. В такой конфигурации контур 122 управления может и переносить информацию, и подавать питание на преобразователь 116. Например, в соответствии с одним вариантом реализации текущий по контуру ток контролируется устройством 116 измерения параметров потока и отображает измеряемые параметры потока. Тот же самый ток также используется для питания электронной схемы в пределах преобразователя 116. В другом примерном варианте реализации цифровой сигнал связи может быть наложен на этот ток, чтобы предоставить дополнительную систему обмена информацией. Один из таких протоколов - это протокол обмена данными HART®. Примерные контуры управления процессом включают в себя контуры 4-20 мА или контуры в соответствии со стандартами HART®, Profibus или Fieldbus. Один из примеров методики беспроводной связи - это связь в соответствии с протоколом обмена данными WirelessHART® (IEC 62591). Также могут использоваться стандартный Ethernet, волоконно-оптическое соединение или другие каналы обмена данными.
[0026] На фиг. 2 показан перспективный вид катушечной трубопроводной секции 110, показанной на фиг. 1. Секция 110 фланцевой катушечной трубы включает в себя удлиненный катушечный трубопровод 140, который соединяется с фланцами 142. Фланцы 142 используются для присоединения секции 110 фланцевой катушечной трубы к технологической трубопроводной магистрали, в соответствии с чем фланцевая катушечная труба 140 принимает в себя поток технологической текучей среды. Фланцевая катушечная труба 140 проходит через измерительный корпус 112, который включает в себя отверстие 144 компонента измерения потока, рассматриваемое здесь более подробно. Отверстие 144 компонента измерения потока простирается от внешней стороны измерительного корпуса 112 до пределов фланцевой катушечной трубы 140. В показанном на фиг. 2 примерном варианте реализации фланцевая катушечная труба 140 представляет собой прямой трубопровод.
[0027] На фиг. 3А, 3В, 3С и 3D показаны перспективные виды держателя 150 компонента измерения потока. Держатель 150 компонента измерения потока включает в себя монтажную грань 152 для преобразователя или манифольда, имеющую напорные отверстия 154 и 156, сформированные на нем. Монтажная грань предпочтительно поддерживается на стойке 160 и присоединяется к монтажной грани 162 измерительного корпуса. Монтажная грань 162 измерительного корпуса выполнена с возможностью герметичного присоединения к измерительному корпусу 112, показанному на фиг. 1. На фиг. 3A-D показаны различные примеры компонента 170A-D измерения потока, который вставляется через отверстие 144 компонента измерения потока, показанное на фиг. 2 и выполненное с возможностью приема потока технологической текучей среды через фланцевую катушечную трубу 140, также показанную на фиг. 2.
[0028] На фиг. 3А компонент 170А измерения потока показан как пластина с отверстием. Пластина 170А с отверстием показана как пластина, имеющая в себе отверстие диаметром, меньшим диаметра фланцевой катушечной трубы 140. На фиг. 3В компонент 170В измерения потока показан как формирующая пластина с отверстием, состоящая из четырех меньших отверстий. На фиг. 3С показан примерный вариант реализации компонента 170С измерения потока с усредняющей трубкой Пито. Компонент 170С измерения потока хорошо подходит для жестких условий эксплуатации, когда отходы могут повредить компоненты устройства. Компонент измерения потока с трубкой Пито состоит из удлиненной трубки, которая входит в поток технологической текучей среды и имеет по меньшей мере одно отверстие вблизи стороны сверху по ходу от трубки Пито и по меньшей мере одно другое отверстие вблизи стороны снизу по ходу от трубки Пито. Дифференциальное давление создается между этими двумя отверстиями. На фиг. 3D показан другой примерный вариант реализации компонента 170D измерения потока с усредняющей трубкой Пито. На фиг. 3D трубка Пито выполнена как усредняющая трубка Пито Annubar®, которая доступна от Rosemount Inc. Также в вариантах реализации на фиг. 3A-D показано вторичное соединение 164 на монтажной грани 162 измерительного корпуса. Вторичное соединение 164 может, например, содержать отверстие, которое проходит близко к технологической текучей среде, позволяя получать дополнительные технологические переменные, например, температуру технологической текучей среды. Как показано на фиг. 1, соединитель 119 для технологического параметра может присоединяться ко вторичному соединителю 164. Хотя компонент измерения потока показан на фиг. 3A-D как единственная деталь с держателем 150 компонента измерения потока, в одном варианте реализации они могут быть двумя отдельными деталями, в соответствии с чем желаемый компонент 170 измерения потока может быть прикреплен к держателю 150. Прикрепление может быть выполнено с помощью известных методик, используемых для монтажа компонента измерения потока, например, закрепляя болтами пластину с отверстием на держателе и вводя уплотнение между ними.
[0029] На фиг. 3Е показан вид сечения держателя 150 компонента измерения потока. В этом примере показано сечение для вида на фиг. 3А, который включает в себя компонент 170A измерения потока с пластиной с отверстием. На фиг. 3Е показаны внутренние каналы 172 и 174, которые простираются от технологических отверстий 176, 178 до напорных отверстий 154, 156 соответственно на монтажной грани 152. На фиг. 3Е также показано отверстие 182 пластины с отверстием. Одно из отверстий 176, 178 расположено на стороне выше по ходу компонента 170A измерения потока и другое отверстие 176, 178 расположено на стороне ниже по ходу. Таким образом, давления выше и ниже по ходу связываются через каналы 172, 174 с напорными отверстиями 154, 156. Эти давления тогда передаются на преобразователь 116 предпочтительно с помощью соединения 118 манифольдом, показанного на фиг. 1.
[0030] На фиг. 4А, 4В, 4С и 4D показаны перспективные виды держателя 150 компонента измерения потока, располагаемого как смежный с измерительным корпусом 112. Как показано на фиг. 4A-D, компоненты 170A-D измерения потока выполнены с возможностью их приема в отверстие 144 компонента измерения потока. В одной конфигурации отверстие 144 компонента измерения потока и компоненты 140A-D измерения потока размещаются так, чтобы эти две детали могли быть установлены вместе с компонентом измерения потока только как ориентированные в одном направлении. Это может использоваться для гарантии того, что соответствующие напорные отверстия выше и ниже по ходу были должным образом присоединены к преобразователю технологического параметра. Хотя и не показано на фиг. 4A-D, обычно уплотнение помещается между гранями измерительного корпуса 112 и держателем 150, в соответствии с чем держатель 150 фиксируется болтами, как показано, к измерительному корпусу 112. Однако может быть использована любая методика закрепления.
[0031] На фиг. 5А и 5В показана герметизирующая покровная пластина 180, устанавливаемая на измерительный корпус 112. Герметизирующая покровная пластина 180 может быть установлена с использованием болтов или других соединителей и может быть герметично помещена на измерительный корпус 112 во время транспортировки или начальной установки, например. Кроме того, герметизирующая покровная пластина 180 может быть использована, если это желательно, для удаления держателя 150 компонента измерения потока и при этом позволяет продолжать рабочий процесс.
[0032] На фиг. 6 показана упрощенная схема одной примерной конфигурации преобразователя 116 измерения потока. Чертеж на фиг. 6 предоставляется, чтобы проиллюстрировать один тип технологии измерения параметров потока на основании дифференциального давления. Однако может быть осуществлена любая технология измерения параметров потока. На фиг. 6 высокое и низкое давление PH и PL соответственно прикладывается к датчику 200 дифференциального давления. Давления PH и PL могут быть связаны с датчиком 200 дифференциального давления с использованием изолирующей конфигурации, в которой изолирующие диафрагмы 202 и 204 отделяют технологическую текучую среду от изолирующей текучей среды, переносимой в капиллярных трубках 206 и 208 соответственно. На основании приложенного дифференциального давления датчик 200 давления предоставляет выходной сигнал датчика давления на электронную схему 210 датчика. Электронная схема 210 датчика может выполнить компенсацию или другие действия с сигналом датчика и предоставить сигнал на измерительную электронную схему 212. Измерительная электронная схема 212 может содержать, например, систему микропроцессора, действующую в соответствии с командами, сохраняемыми в устройстве 214 памяти. Электронная схема 216 ввода-вывода присоединяется к измерительной электронной схеме 212 и может быть использована для предоставления выходного сигнала преобразователя. Например, этот выходной сигнал может иметь формат для двухпроводного контура 122 управления процессом. Контур 122 может соответствовать любой методике обмена данными, включая беспроводные методики. В одной конфигурации электронная схема 216 также принимает питание от контура 122 и используется для предоставления питания на другие электронные схемы в пределах преобразователя 116. Настоящее изобретение не ограничено конкретными методиками считывания и измерения давления, рассматриваемыми здесь.
[0033] На фиг. 7 приведен перспективный вид с частичным вырезом измерительного корпуса 250, который выполнен с возможностью приема держателей исходя из различных технологий измерения. Измерительный корпус 250 включает в себя фланцевую катушечную трубу 256 и предоставляет объем для компонента измерения потока, доступный через отверстие 252 измерительного корпуса (прокладка 282 выполнена с возможностью посадки в углубление 258 для прокладки и обеспечения уплотнения между держателем 272 и измерительным корпусом 250). Углубление 258 для прокладки проходит вокруг отверстия 252 и окружено болтовыми отверстиями 260. Измерительный корпус 250 на фиг. 7 выполнен с возможностью приема держателей исходя из множества различных технологий. Примерные технологии измерения параметров потока включают в себя следующие методики - магнитные, вихревые, Кориолисовы, ультразвуковые, тепловые массовые, с клином или трубкой Вентури.
[0034] На фиг. 8 показан боковой вид частичного сечения разобранного магнитного расходомера 270 с использованием измерительного корпуса 250, показанного на фиг. 7. Магнитный расходомер 270 включает в себя держатель, включающий в себя магнитную расходомерную трубу 272, присоединенную к корпусу 274 электронного измерителя. В примерном варианте реализации на фиг. 8 держатель 280 содержит магнитную расходомерную трубу, включающую в себя по меньшей мере одну индукционную катушку 276, выполненную с возможностью создания магнитного поля в текучей среде, текущей через держатель 280. Электроды 278 выполнены с возможностью регистрации результирующего напряжения, которое связано с расходом. Расходомерная труба 280 компонента измерения потока выполнена с возможностью посадки в объем 254 для компонента измерения потока и выровнена с фланцевой катушечной трубой 256. Дополнительные прокладки 282 или подобное могут быть использованы для обеспечения уплотнения между расходомерной трубой 280 компонента измерения потока и измерительным корпусом 250.
[0035] На фиг. 9 показан боковой вид с частичным вырезом варианта реализации держателя 272, в котором расходомерная труба 280 имеет вихреобразующий брус 290. В соответствии с известными методиками вихреобразующий брус 290 колеблется на частоте и с амплитудой, связанными с расходом технологической текучей среды, обтекающей вихреобразующий брус 290. Датчик в преобразователе 274 выполнен с возможностью регистрации этих колебаний и установления корреляции их с расходом.
[0036] На фиг. 10 показан другой примерный вариант реализации и иллюстрирует конфигурацию, в которой держатель 272 установлен для использования с Кориолисовым измерителем. На фиг. 10 расходомерная труба 280 включает в себя каналы 294 и 296, выполненные с возможностью направления технологической текучей среды через трубопроводы (не показаны), находящиеся в Кориолисовом корпусе 292. В соответствии с известными методиками эти трубопроводы приводятся в движение в паре. Движение труб может контролироваться и может быть установлена корреляция с расходом технологической текучей среды, используя электронную схему и преобразователь 274.
[0037] На фиг. 11 показан вид с частичным вырезом другого примерного варианта реализации, в котором держатель 272 выполнен с возможностью поддержания ультразвуковых преобразователей 300 в расходомерной трубе 280. В этой конфигурации преобразователь 274 может измерять расход, используя ультразвуковые преобразователи 300. Такие измерения могут быть основанными на временных или частотных характеристиках ультразвуковых сигналов, передаваемых через технологическую текучую среду. Например, время задержки или сдвиг частоты вследствие эффекта Доплера может быть скоррелирован с расходом технологической текучей среды.
[0038] На фиг. 12 показан частичный вид сечения другого варианта реализации держателя 272, в котором расходомерная труба 280 имеет тепловой массовый датчик. Тепловые массовые датчики могут использоваться для измерения расходов, контролируя изменения температуры между нагретым элементом и ненагретым элементом вследствие рассеяния тепла проходящей технологической текучей средой. Увеличение изменения разности температур между этими двумя элементами может быть скоррелировано с увеличением расхода технологической текучей среды. В такой конфигурации преобразователь 274 выполнен с возможностью управления работой теплового массового датчика 304 и установления корреляции его выходного сигнала с расходом.
[0039] На фиг. 13 показан частичный вид сечения держателя 272, иллюстрирующий другого типа компонент измерения потока, с клином 320, помещенным в расходомерную трубу 280. В такой конфигурации каналы 322, 324 передают давления процесса на датчик давления в преобразователе 274 технологического параметра. Подобно пластине с отверстием клин 320 привносит дифференциальное давление в поток технологической текучей среды, которое может быть скоррелировано с расходом.
[0040] На фиг. 14 показан другой пример держателя 272, в котором компонент измерения потока выполнен как трубка 330 Вентури. Конфигурация Вентури создает ограничение в потоке технологической текучей среды, в соответствии с чем дифференциальное давление может быть считано как технологический параметр, связанный с каналами 332, 334. Дифференциальное давление может быть скоррелировано с расходом технологической текучей среды.
[0041] На фиг. 15 приведено покомпонентное изображение, показывающее держатель 272, выполненный как заглушка, в которой расходомерная труба 280 не имеет никакого компонента измерения потока. Как описано выше, такая конфигурация позволяет отдалить преобразователь технологического параметра от обслуживания и сделать технологическую трубопроводную систему легко герметизируемой. Аналогично измерительный корпус 250 может быть локализован в технологическом процессе, в соответствии с чем преобразователь технологического параметра, использующий желаемую технологию, может быть установлен для измерения параметров потока, при необходимости после того, как установка введена в эксплуатацию или в некоторый другой будущий момент.
[0042] Хотя настоящее изобретение было описано в отношении предпочтительных вариантов реализации, специалисты в данной области техники увидят, что изменения могут быть выполнены по форме и в деталях, не отступая от существа и объема притязаний изобретения. Настоящее изобретение предоставляет универсальную присоединяемую платформу для измерения параметров потока, используя дифференциальное давление или другие технологии. Поскольку предоставляются стандартизированные компоненты и соединительные структуры, устройство 214 памяти преобразователя 116 технологического параметра может содержать информацию о стандартизированной конфигурации для универсальной платформы. Например, устройство памяти может содержать информацию, относящуюся к удлиненной фланцевой катушечной трубе, конкретному компоненту измерения потока, а также и другую информацию. Это позволяет быстрее выполнить установку и регулировку устройства с меньшим взаимодействием оператора и со сниженной вероятностью ошибки. Кроме того, запасные компоненты могут иметься на месте, в соответствии с чем поврежденные компоненты могут быть легко заменены без необходимости в получении специализированных или подбираемых сменных частей. Герметизирующая покровная пластина или заглушка, показанная на фиг. 5А, 5В и 15, может быть использована во время транспортировки измерительного корпуса и может также быть использована для тестирования компонентов под давлением, как только они устанавливаются в производственный процесс. Кроме того, герметизирующая покровная пластина или заглушка, может быть использована с фланцевой катушечной трубой, в соответствии с чем фланцевая катушечная труба используется в местоположении процесса без присутствия какого-либо преобразователя технологического параметра. Это позволяет легко обновить процесс в будущем, если, например, окажется желательным добавить датчик технологического параметра в этом местоположении. Конфигурация сокращает необходимую настройку, которая должна быть выполнена с преобразователем технологического параметра при вводе устройства в эксплуатацию. Кроме того, конфигурация сокращает необходимую настройку, которая должна быть выполнена при обновлении или конструировании установки. Это дает существенно большие возможности для последующей модификации технологии, получая технологический параметр в конкретном местоположении или изменяя технологию, используемую для получения технологического параметра. Кроме того, эта конфигурация позволяет легко заменять различные методики регистрации параметров потока даже после того, как устройство было установлено в процесс. Например, если процесс изменен, в соответствии с чем другая технология регистрации параметров потока может быть предпочтительной, оператор может легко заменить установленный компонент измерения потока другим желаемым технологическим держателем. Настоящее изобретение не ограничено показанными технологическими компонентами и может быть также использовано в других конфигурациях. В таких конфигурациях передающий давление трубопровод не обязательно должен простираться от технологической текучей среды, через держатель и на преобразователь технологического параметра. Примеры компонентов измерения потока включают в себя трубку Вентури, клин, форсунку, маленькие встроенные компоненты измерения потока (для потоков с большой скоростью), а также и другие технологии, включая магнитную расходомерную трубу, вихреобразующий брус, Кориолисовы расходомерные трубы, тепловой массовый датчик, ультразвуковой датчик и т.д. Если фланцевая катушечная труба имеет известную форму, соответствующая компенсация может быть выполнена в преобразователе технологического параметра. Одна из предпочтительных форм - это прямая конфигурация, показанная здесь, поскольку она обеспечивает более однородный профиль потока через трубопровод. Однако изобретение не ограничено этой конфигурацией. Используемый здесь термин "удлиненная фланцевая катушечная труба" включает в себя катушечные трубопроводные конфигурации, которые не являются прямыми и могут включать в себя одну или несколько кривых, изогнутых или других конфигураций.
1. Аппарат для измерения потока технологической текучей среды, содержащий:
удлиненную фланцевую катушку, имеющую фланцевую катушечную трубу, выполненную с возможностью соединения в линию с технологическим трубопроводом для приема потока технологической текучей среды;
измерительный корпус, поддерживаемый удлиненной фланцевой катушкой, имеющей фланцевую катушечную трубу, измерительный корпус включает в себя отверстие компонента измерения потока, которое проходит от фланцевой катушечной трубы на внешнюю сторону измерительного корпуса;
компонент потока, выполненный с возможностью размещения в отверстии для компонента измерения потока в измерительном корпусе;
держатель, выполненный с возможностью съемной установки на измерительном корпусе и присоединения компонента измерения потока к упомянутой фланцевой катушечной трубе через отверстие компонента измерения потока; и
преобразователь измерения потока, присоединенный к компоненту измерения потока, выполненному с возможностью измерения потока технологической текучей среды на основании взаимодействия между технологической текучей средой и компонентом измерения потока,
причем упомянутый преобразователь содержит соединитель, соединенный со вторичным соединителем на монтажной грани измерительного корпуса.
2. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит магнитную расходомерную трубу.
3. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит вихреобразующий брус.
4. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит трубку Вентури.
5. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит Кориолисову трубу.
6. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит ультразвуковые датчики.
7. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит тепловой массовый датчик.
8. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит клин.
9. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит пластину с отверстием.
10. Аппарат по п. 1, в котором компонент измерения потока содержит усредняющую трубку Пито.
11. Аппарат по п. 1, в котором держатель включает в себя каналы, которые направляют технологическую текучую среду от фланцевой катушечной трубы на упомянутый преобразователь.
12. Аппарат по п. 1, в котором фланцевая катушечная труба является по существу прямой.
13. Аппарат по п. 1, в котором держатель выполнен с возможностью посадки на измерительный корпус не более чем в одной конфигурации.
14. Аппарат по п. 1, в котором фланцевая катушечная труба имеет первый и второй концы, которые включают в себя фланцы, выполненные с возможностью присоединения к технологическому трубопроводу.
15. Аппарат по п. 1, в котором держатель включает в себя плоскую грань, выполненную с возможностью соединения по текучей среде с плоской гранью фланцевого соединения преобразователя.
16. Аппарат по п. 1, в котором измерительный корпус дополнительно выполнен с возможностью приема уплотняющей пластины.
17. Аппарат по п. 1, в котором преобразователь измерения потока включает в себя память, содержащую информацию о конфигурации, относящейся к удлиненной фланцевой катушке.
18. Аппарат по п. 1, в котором преобразователь измерения потока включает в себя память, содержащую информацию о конфигурации, относящейся к компоненту измерения потока.
19. Аппарат по п. 1, в котором измерительный корпус выполнен с возможностью приема различных типов компонентов измерения потока.
20. Аппарат по п. 1, в котором измерительный корпус включает в себя вторичное отверстие, выполненное с возможностью приема датчика технологического параметра.
21. Аппарат по п. 21, в котором датчик технологического параметра содержит датчик температуры.
22. Способ для измерения потока технологической текучей среды, проходящей через технологический трубопровод, содержащий этапы:
размещение удлиненной фланцевой катушки последовательно с технологическим трубопроводом за счет чего технологическая текучая среда течет через удлиненную фланцевую катушку, причем удлиненная фланцевая катушка включает в себя измерительный корпус, имеющий отверстие измерения потока, которое проходит от фланцевой катушечной трубы к внешней стороне измерительного корпуса;
размещение компонента измерения потока во фланцевой катушечной трубе через отверстие для компонента измерения потока, причем компонент измерения потока поддерживается держателем;
измерения технологического параметра на основании взаимодействия компонента измерения потока с потоком технологической текучей среды; и
присоединение соединителя преобразователя ко вторичному соединителю на измерительном корпусе для получения дополнительных технологических переменных;
определения потока на основании измеренного технологического параметра.
23. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит магнитную расходомерную трубу.
24. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит вихреобразующий брус.
25. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит трубку Вентури.
26. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит Кориолисову трубу.
27. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит ультразвуковые датчики.
28. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит тепловой массовый датчик.
29. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит клин.
30. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит пластину с отверстием.
31. Способ по п. 22, в котором компонент измерения потока содержит усредняющую трубку Пито.
32. Способ по п. 22, включающий в себя этап обеспечения каналов в держателе, которые передают технологическое давление от фланцевой катушки на преобразователь давления измерения потока.
33. Способ по п. 22, в котором держатель выполнен с возможностью посадки на измерительный корпус не более чем в одной конфигурации.
34. Способ по п. 22, включающий в себя этап герметизации отверстия компонента измерения потока с уплотнением на заглушке держателя.
35. Способ по п. 22, включающий в себя этап хранения информации о конфигурации, относящейся к удлиненной фланцевой катушке, в устройстве памяти.
36. Способ по п. 22, включающий в себя этап хранения имеющейся информации о конфигурации, относящейся к компоненту измерения потока, в устройстве памяти.
37. Способ по п. 22, в котором отверстие компонента измерения потока имеет форму для приема различных типов компонентов измерения потока, поддерживаемых держателем.
38. Способ по п. 22, включающий в себя этап размещения датчика технологического параметра во вторичное отверстие измерительного корпуса.
