Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности

Авторы патента:


Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности
Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности
Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности
Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности
Система с датчиком объемного расхода, содержащая массовый расходомер и измеритель плотности

 


Владельцы патента RU 2618965:

МАЙКРО МОУШН, ИНК. (US)

Изобретение относится к системе (200) датчика расхода. Система (200) датчика расхода включает в себя измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика (204a) и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида. Система (200) датчика расхода дополнительно включает в себя массовый расходомер (203), включающий в себя сборку (205a) датчика и измерительную электронику (205b) массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы. Предоставляется удаленная система (207) обработки, электрически связанная только с одной измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы или с измерительной электроникой (205b) массового расходомера. Удаленная система (207) обработки сконфигурирована для приема измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида, сформированного измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы или измерительной электроникой (205b) измерителя объемного расхода на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и сформированного массового расхода. Технический результат – сокращение количества проводов между измерителями и центральной системой обработки, упрощение замены измерителей посредством исключения необходимости перепрограммирования центральной системы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Описанные ниже варианты реализации относятся к объединенным системам с датчиком расхода и, в частности, к измерителю плотности/удельной массы, электрически связанному с массовым расходомером, который выводит данные измерения массового расхода, измерения объемного расхода или потока энергии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Массовые расходомеры могут измерять массовый расход флюида непосредственно, а также и объемный расход. Например, при определении объема, плотности и массы, измеритель должен использовать следующее уравнение:

dm/dt=Q · ρ, (l)

где dm/dt - массовый расход;

Q - объемный расход; и

ρ - плотность.

Однако в случаях, когда необходимо очень точное измерение объемного расхода или потока энергии, пользователь должен установить измеритель плотности или измеритель удельной массы в комбинации с массовым расходомером.

Одна из проблем в комбинации измерителя плотности, или измерителя удельной массы, и массового расходомера заключается в том, что при получении выходного сигнала для очень точного объемного расхода, или потока энергии, оказывается задействованным большое количество проводных соединений, как показано на Фиг. 1.

На Фиг. 1 показана система 10 с датчиком расхода для техники предшествующего уровня. Система 10 с датчиком расхода, известная из предшествующего уровня техники может включать в себя измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12. Измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12 помещаются в пределах расходомерного трубопровода 5, переносящего технологический флюид. Измеритель 11 плотности может содержать любой из известных измерителей плотности, например измеритель плотности с колеблющимся элементом, гигрометр, рентгеновский денситометр, гамма денситометр, и т.д. Массовый расходомер 12 может содержать любой известный измеритель, который измеряет массовый расход, такой как измеритель Кориолиса, тепловой измеритель массы, и т.д. В вышеупомянутом примере, и всюду далее по этой заявке, измеритель плотности может быть заменен измерителем удельной массы (SG), так, чтобы мог быть получен выходной сигнал потока энергии.

Система 10 с датчиком расхода техники предшествующего уровня также включает в себя центральную систему 13 обработки. Как показано, измеритель 11 плотности электрически связан с центральной системой 13 обработки с помощью электрических кабельных соединений 14. Аналогично, массовый расходомер 12 электрически связан с центральной системой 13 обработки с помощью электрических кабельных соединений 15. Поэтому каждый из измерителей 11, 12 посылает сигналы на центральную систему 13 обработки. Центральная система 13 обработки обрабатывает сигналы, принятые от измерителя 11 плотности, для создания измерения плотности. Аналогично, центральная система 13 обработки обрабатывает сигналы, принятые от массового расходомера 12, для создания измерения массового расхода. Центральная система 13 обработки может затем формировать показатель объемного расхода на основании созданной плотности и созданного массового расхода. Объемный расход может быть затем предоставлен пользователю, или на другую систему обработки, через кабельные соединения 16. Как альтернатива, центральная система 13 обработки может просто вывести отдельно плотность и массовый расход, не вычисляя объемный расход. Потребитель должен затем использовать другую систему обработки для определения объемного расхода на основании выходного сигнала от центральной системы 13 обработки.

Расходомерная система 10 предшествующего уровня техники подвержена множеству проблем. Одна из проблем обусловлена увеличением количества проводных соединений, или требуемых каналов передачи сигнала. Хотя измеритель 11 плотности и массовый расходомер 12 часто располагаются относительно близко друг к другу, центральная система 13 обработки может быть расположена удаленно от измерителя 11 плотности и массового расходомера 12. Следовательно, поскольку каждый измеритель 11 и 12 связывается с центральной системой 13 обработки независимо, количество проводных соединений, или число каналов передачи сигнала, удваивается.

Другая проблема с системой 10 предшествующего уровня техники заключается в том, что если или измеритель 11 плотности, или массовый расходомер 12 должны быть заменены, то центральная система 13 обработки должна быть при этом перепрограммирована для приема новых сигналов от нового измерителя. Часто, центральная система 13 обработки может быть собственным оборудованием пользователя и, таким образом, пользователь должен выполнять обновление программного обеспечения.

Аналогично, многие пользователи хотят знать только объемный расход и необязательно должны знать конкретную плотность или массовый расход. Однако в системе 10 техники предшествующего уровня пользователю предоставляются только сигналы, указывающие плотность и массовый расход, и требуется независимо выполнять вычисление объемного расхода.

Поэтому в данной области техники имеется потребность в системе, которая может предоставить выходной сигнал объемного расхода, или потока энергии, используя измеритель плотности/SG и измеритель массового расхода. Кроме того, в данной области техники имеется потребность в системе, которая может уменьшить или устранить требуемые каналы для сигналов, или проводку кабелей, в частности, между измерителями и центральной системой обработки. Описываемые ниже варианты реализации преодолевают эти и другие проблемы, и достигается усовершенствование в данной области техники. Описываемые ниже варианты реализации предоставляют систему измерения объемного расхода, которая использует один или оба измерителя плотности/SG и измерителя массового расхода для вычисления объемного расхода или потока энергии. Следовательно, только один из измерителей должен быть связан с центральной системой обработки, что дает сокращение числа каналов сигнала и/или уменьшение числа проводных соединений. Поэтому система выводит объемный расход, и каналы сигнала, и/или проводные соединения, требуемые для связи с центральной системой обработки, сокращаются или устраняются.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с вариантом реализации предоставляется комбинированная система датчика расхода. Система датчика расхода содержит измеритель плотности, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику измерителя плотности, сконфигурированную для создания измерения плотности технологического флюида. В соответствии с вариантом реализации, система датчика расхода дополнительно содержит массовый расходомер, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику массового расходомера, сконфигурированную для создания массового расхода технологического флюида и электрически связанную с электронным устройством измерителя плотности. В соответствии с вариантом реализации, система датчика расхода дополнительно содержит удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним электронным устройством - с электронным устройством измерителя плотности или с электронным устройством массового расходомера. Удаленная система обработки сконфигурирована для приема измерения технологического флюида, сформированного электронным устройством измерителя плотности или удельной массы, или электронным устройством массового расходомера, на основании созданного измерения плотности или удельной массы и созданного массового расхода.

В соответствии с вариантом реализации предоставляется способ для получения измерений расхода технологического флюида в расходомерном трубопроводе с флюидом. Способ содержит этап определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности. В соответствии с вариантом реализации, способ дополнительно содержит этап определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера. В соответствии с вариантом реализации, предоставляется электрическая связь между электронным устройством измерителя плотности и электронным устройством массового расходомера. Способ дополнительно содержит этап использования, по меньшей мере, одного из электронных устройств измерителей плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода. Способ дополнительно содержит этап предоставления объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерителя плотности или массового расходомера.

ОБЪЕКТЫ

В соответствии с объектом, система датчика расхода содержит:

измеритель плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида;

массовый расходомер, включающий в себя сборку датчика и измерительную электронику массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с электронным устройством измерителя плотности или удельной массы; и

удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерения плотности или удельной массы, или с электронным устройством измерения массового расхода, и сконфигурированную для приема выходного сигнала измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида, сформированного электронным устройством измерителя плотности или удельной массы, или электронным устройством массового расходомера, на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и сформированного массового расхода.

Предпочтительно, сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера расположены в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.

Предпочтительно, сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.

Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы и массового расхода получается по существу одновременно.

Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.

В соответствии с другим объектом, способ для создания выходного сигнала измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида в трубопроводе с флюидом содержит этапы:

определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы;

определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера;

обеспечения электрической связи между электронным устройством измерителя плотности или удельной массы и электронным устройством массового расходомера;

использования, по меньшей мере, одного из электронных устройств измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения измерения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода; и

предоставления измерения объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одним из электронных устройств измерения плотности или удельной массы или с электронным устройством измерения массового расхода.

Предпочтительно, сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера расположены в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.

Предпочтительно, сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.

Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы и массового расхода определяется по существу одновременно.

Предпочтительно, измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает систему измерения расхода техники предшествующего уровня.

Фиг. 2 - система датчика расхода в соответствии с вариантом реализации.

Фиг. 3 - измерительная электроника измерителя в соответствии с вариантом реализации.

Фиг. 4 - система датчика расхода в соответствии с другим вариантом реализации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чертежи на Фиг. 2-4 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры для пояснения специалистам в данной области техники того, как осуществить и использовать наилучший из вариантов реализации системы с датчиком расхода. С целью пояснения принципов изобретения, некоторые обычные объекты были упрощены или исключены. Специалистам в данной области техники будут очевидны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний настоящего описания. Например, измеритель удельной массы может быть заменен измерителем плотности в комбинации с датчиком массового расхода для получения измерений выхода энергии. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что описанные ниже признаки могут быть различным образом скомбинированы, образуя множественные вариации системы измерения массового расхода. Таким образом, описанные ниже варианты реализации не ограничиваются описанными ниже конкретными примерами, но только пунктами формулы и их эквивалентами.

На Фиг. 2 показана система 200 с датчиком расхода в соответствии с вариантом реализации. В соответствии с вариантом реализации, система 200 с датчиком расхода может быть установлена в пределах расходомерного трубопровода 201, принимающего технологический флюид или струйный поток некоторого другого типа. Система 200 с датчиком расхода может включать в себя измеритель 202 плотности и массовый расходомер 203. Измеритель 202 плотности может содержать любые известные измерители плотности, такие как измеритель плотности с вибрационным элементом, гигрометр, рентгеновский денситометр, гамма-денситометр, и т.д. Конкретный тип измерителя плотности может зависеть от конкретного применения и никоим образом не должен ограничивать объем притязаний настоящего варианта реализации. Массовый расходомер 203 может содержать любой известный измеритель, который измеряет массовый расход, такой как расходомер Кориолиса, тепловой массовый измеритель, и т.д. В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности и массовый расходомер 203 могут быть помещены последовательно в линии с трубопроводом 201. В показанном варианте реализации, измеритель 202 плотности расположен выше по ходу относительно массового расходомера 203; однако, в других вариантах реализации, порядок может быть обратным. В альтернативных вариантах реализации, измеритель 202 плотности может быть помещен в отводимый поток, который отводится от трубопровода 201 (см. Фиг. 4).

В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности содержит сборку 204a датчика, который принимает текущий флюид. Измеритель 202 плотности дополнительно содержит измерительную электронику 204b измерителя плотности. Хотя измерительная электроника 204b измерителя плотности показана как физически связанная со сборкой 204a датчика, в других вариантах реализации, эти два компонента могут быть просто электрически связаны посредством электрического кабеля или могут быть связаны беспроводным образом. В любом случае, сборка 204a датчика электрически связана с электронным устройством 204b измерителя плотности посредством электрического кабеля или беспроводным образом, используя любой известный беспроводный протокол, включающий в себя Bluetooth, HART или технологию Rosemount THUM (не показано).

В соответствии с вариантом реализации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать сигналы датчика от сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может обработать принятые сигналы датчика для создания измеренной плотности флюида, текущего через трубопровод 201, как это хорошо известно в данной области техники.

В соответствии с вариантом реализации, массовый расходомер 203 содержит сборку 205a датчика, которая принимает технологический флюид во трубопроводе 201 с флюидом. Массовый расходомер 203 дополнительно содержит измерительную электронику 205b массового расходомера. Аналогично измерителю 202 плотности, хотя измерительная электроника 205b массового расходомера показана физически связанной со сборкой 205a датчика, в других вариантах реализации, эти два компонента могут быть просто связаны посредством электрического кабеля. В любом случае, сборка 205a датчика электрически связана с электронным устройством 205b массового расходомера посредством электрического кабеля (не показано).

В соответствии с вариантом реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать сигналы от сборки 205a датчика. Измерительная электроника 205b массового расходомера может обрабатывать сигналы и сформированный показатель массового расхода, как это общеизвестно в данной области техники.

В соответствии с вариантом реализации, два электронных устройства 204b, 205b электрически связаны друг с другом посредством электрического кабеля 206. Электрическая связь между двумя измерительными электрониками 204b, 205b измерителя позволяет формировать измерение от одного из электронных устройства измерителя, связанного с другим электронным устройством измерителя. Например, в показанной конфигурации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать сформированный массовый расход от измерительной электроники 205b массового расходомера. С массовым расходом, принятым от массового расходомера 203, наряду с созданной плотностью, измеритель 202 плотности может формировать объемный расход, используя уравнение (1). В соответствии с вариантом реализации, сформированный объемный расход может быть затем выведен на удаленную систему 207 обработки посредством электрического кабеля 208. В соответствии с вариантом реализации, электрический кабель 208 может дополнительно обеспечить питание измерителя 202 плотности и массового расходомера 203. В некоторых вариантах реализации, удаленная система 207 обработки может включать в себя дополнительный выходной кабель 209. Выходной кабель 209 может обеспечить связь с дополнительной обрабатывающей системой, например.

В соответствии с вариантом реализации, удаленная система 207 обработки может быть расположена на большем расстоянии, чем расстояние между измерителем 202 плотности и массовым расходомером 203. Однако, в соответствии с другим вариантом реализации, удаленная система 207 обработки может быть расположена в непосредственной близости от двух измерителей 202, 203. Например, удаленная система 207 обработки может быть расположена на том же самом расстоянии или более коротком расстоянии, чем расстояние между измерителем 202 плотности и массовым расходомером 203. Конкретное местоположение удаленной системы 207 обработки относительно измерителей 202, 203 никоим образом не должно ограничивать объем притязаний настоящего варианта реализации и будет зависеть от конкретного применения.

Удаленная система 207 обработки может содержать универсальный компьютер, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторое другое универсальное или специализированное устройство обработки. Удаленная система 207 обработки может быть распределена среди множественных процессорных устройств. Удаленная система 207 обработки может включать в себя любого рода объединенный или независимый электронный носитель данных.

Как можно видеть, только один из измерителей 202 плотности или массового расхода 203 непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. Хотя в показанном на Фиг. 2 варианте реализации измеритель 202 плотности непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки, в других вариантах реализации, вместо этого, массовый расходомер 203 может быть непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В любой ситуации, количество необходимых проводных соединений по существу уменьшено по сравнению с системой техники предшествующего уровня, которая показана на Фиг. 1. Кроме того, измерительная электроника измерителя, которая электрически связана с удаленной системой 207 обработки, выводит объемный расход. Поэтому удаленная система 207 обработки не должна быть специально сконфигурирована для вычисления объемного расхода из плотности и массового расхода.

На Фиг. 3 показана измерительная электроника 204b измерителя плотности в соответствии с вариантом реализации изобретения. Следует отметить, что многие из признаков измерительной электроники 204b измерителя плотности могут также быть найдены в измерительной электронике 205b массового расходомера 203. Однако описание измерительной электроники 205b массового расходомера опущено для краткости. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может включать в себя интерфейс 301 и систему 303 обработки. Система 303 обработки может включать в себя систему 304 памяти. Система 304 памяти может содержать внутреннюю память, как это показано, или, альтернативно, может содержать внешнюю память. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может формировать сигнал 311 привода и подавать сигнал 311 привода на привод (не показано) сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может также принимать сигналы 310 датчика от сборки 204a датчика. Измерительная электроника 204b измерителя плотности может обрабатывать сигналы 310 датчика для получения плотности 312 материала, текущего через трубопровод 201. Плотность 312 может быть сохранена для дальнейшего использования.

В дополнение к сигналам 310 датчика, принятым от сборки 204a датчика, интерфейс 301 может также принимать сформированный массовый расход 314 от измерительной электроники 205b массового расходомера. Интерфейс 301 может выполнить любое необходимое или желаемое формирование сигнала, такое как любого рода форматирование, усиление, буферизацию, и т.д. Альтернативно, некоторые или все формирования сигнала могут быть выполнены в системе 303 обработки. Кроме того, интерфейс 301 может дать возможность связывания между электронным устройством 204b измерителя плотности и удаленной системой 207 обработки. Интерфейс 301 может иметь возможность любого рода связи - электронной, оптической или беспроводной.

Интерфейс 301 в одном варианте реализации может включать в себя цифровой преобразователь (не показан); причем сигналы 310 датчика содержат аналоговые сигналы датчика. Цифровой преобразователь может выбирать и оцифровывать аналоговые сигналы датчика и производить цифровые сигналы датчика. Цифровой преобразователь может также выполнять любое необходимое прореживание, причем цифровой сигнал датчика прореживается для уменьшения количества необходимой обработки сигналов и сокращения продолжительности обработки.

Система 303 обработки может управлять работой измерительной электроники 204b измерителя плотности. Система 303 обработки может выполнять обработку данных, требуемую для осуществления одной или нескольких подпрограмм обработки, такой как подпрограмма 313 определения объемного расхода. Подпрограмма 313 определения объемного расхода может использовать уравнение (1), наряду с созданной плотностью 312 и принятым массовым расходом 314, для создания объемного расхода 315. Как рассмотрено выше, объемный расход 315 может быть затем выведен на внешнюю удаленную систему 207 обработки. В некоторых вариантах реализации, система 300 обработки может дополнительно вывести плотность 312 и/или массовый расход 314.

Следует понимать, что измерительная электроника 220 измерителя может включать в себя различные другие компоненты и функции, которые являются общеизвестными в данной области техники. Эти дополнительные признаки опущены из описания и чертежей для краткости. Поэтому настоящее изобретение не должно быть ограничено конкретными показанными и рассмотренными вариантами реализации.

На Фиг. 4 показана система 200 с датчиком расхода в соответствии с другим вариантом реализации. В показанном на Фиг. 4 варианте реализации, сборка 204a датчика измерителя 202 плотности расположена в пределах отвода потока 401, который отводится от главного трубопровода 201. Отвод потока 401 обычно бывает меньше, чем трубопровод 201, так, что только малое количество флюида попадает в отвод потока 401. Хотя массовый расходомер 203 установлен между первым и вторым концами отвода потока 401 в варианте реализации, показанном на Фиг. 4, массовый расходомер 203 может быть установлен в других областях трубопровода 201. Например, в некоторых вариантах реализации, массовый расходомер 203 помещается только вне концов отвода потока 401, так, что весь флюид течет через массовый расходомер 203, и участок флюида не обходит массовый расходомер 203. Поэтому не должна выполняться коррекция для учета количества флюида, обходящего массовый расходомер 203. Однако, во многих вариантах реализации, массовый расходомер 203 помещается близко к отводу потока 401 так, чтобы массовый расходомер 203 и измеритель 202 плотности измеряли по существу тот же самый флюид в любое данное время.

В соответствии с вариантом реализации, показанным на Фиг. 4, сборка 204a датчика может принимать малый участок флюида, текущего через систему 200. Это может быть преимущественным в некоторых вариантах реализации, поскольку сборка 204a датчика может быть выполнена по существу меньшей, чем в варианте реализации, показанном на Фиг. 2, поскольку меньший расход принимается измерителем 202 плотности на Фиг. 4. Поэтому, если измеритель 202 плотности сформирован из дорогостоящих материалов, например с трубопроводом, выполненным из титана или тантала, стоимость сборки 204a датчика может быть снижена благодаря уменьшенному размеру.

В соответствии с показанным на Фиг. 4 вариантом реализации, два электронных устройства 204b, 205b электрически связаны друг с другом так, чтобы только один из электронных устройств 205a или 205b измерителя должен был быть непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В показанном на Фиг. 4 варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, а не измеритель 202 плотности. Как можно заметить, в этом варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера должна быть сконфигурирована для приема измерения плотности от измерительной электроники 204b измерителя плотности и формировать объемный расход на основании принятых плотности 312 и массового расхода 314.

При работе система 200 датчика расхода может использоваться для создания объемного расхода на основании индивидуально определенных массовых расходов и плотностей, сформированных двумя отдельными сборками 204a, 205a датчика. В соответствии с вариантом реализации, измеритель 202 плотности может формировать измерение 312 плотности, когда технологический флюид течет через трубопровод 201. В соответствии с вариантом реализации, по существу одновременно, массовый расходомер 203 может формировать показатель массового расхода 314. В соответствии с другим вариантом реализации, измеритель 202 плотности может формировать среднее измерение плотности. Например, измерительная электроника 204a измерителя может формировать и сохранять скользящую среднюю плотность, определенную из предыдущих измерений плотности. Предыдущие измерения плотности могут быть основанными на заданном числе предварительно принятых сигналов 310 датчика, например.

В соответствии с вариантом реализации, по меньшей мере, одна из измерительной электроники 204b, 205b измерителя может принимать измерение флюида от другой измерительной электроники измерителя. Например, в показанном на Фиг. 2 варианте реализации, измерительная электроника 204b измерителя плотности может принимать массовый расход 314 от измерительной электроники 205b массового расходомера. И наоборот, в показанном на Фиг.3 варианте реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать измерение плотности 312 от измерительной электроники 204b измерителя плотности. Предпочтительно, измерительная электроника измерителя, которая принимает измерение флюида, представляет собой измерительную электронику измерителя, которая непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки. Однако настоящий вариант реализации не должен быть так ограничен. Например, на Фиг. 2 измеритель 202 плотности непосредственно электрически связан с удаленной системой 207 обработки. В некоторых вариантах реализации, измерительная электроника 205b массового расходомера может принимать измерение плотности от измерителя 202 плотности. Еще в одном варианте реализации, каждая измерительная электроника 204b, 205b измерителя может послать созданное измерение на другую измерительную электронику измерителя, так, что каждая измерительная электроника 204b, 205b измерителя включает в себя и измерение плотности, и измерение массового расхода.

В соответствии с вариантом реализации, если только одно из электронных устройств измерителя включает в себя и измерение плотности 312, и массовый расход 314, то измерительная электроника измерителя может обрабатывать два измерения для создания объемного расхода 315. Формируемый объемный расход 315 может быть затем послан на удаленную систему 207 обработки посредством кабеля 208. Если измерительная электроника измерителя, которая создает объемный расход, не непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, формируемый объемный расход может быть послан на измерительную электронику измерителя, которая непосредственно электрически связана с удаленной системой 207 обработки, и затем передать объемный расход 315 удаленной системе 207 обработки.

Поэтому, как можно заметить, удаленная система 207 обработки может принимать объемный расход от объединенных измерителя 202 плотности и массового расходомера 203 без необходимости в отдельном выполнении вычисления объемного расхода. Это преимущественно упрощает обработку, требуемую от удаленной системы 207 обработки, а также по существу сокращает количество необходимых проводных соединений. Кроме того, если любой из измерителей 202, 203 необходимо заменить, удаленная система 207 обработки не должна быть реконфигурирована.

В соответствии с вариантом реализации, если оба электронных устройства 204b, 205b измерителя включают в себя измерение плотности и измерение массового расхода, оба электронных устройства 204b, 205b измерителя могут формировать измерение объемного расхода. Это позволяет любому из электронных устройств 204b, 205b измерителя посылать измерение объемного расхода на удаленную систему 207 обработки. Кроме того, когда один из измерителей 202, 203 необходимо заменить, остающийся измеритель может легко предоставить измерение объемного расхода на удаленную систему 207 обработки.

Подробные описания вышеупомянутых вариантов реализации не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов реализации, рассматриваемых авторами как находящиеся в пределах объема притязаний настоящего описания. Действительно, специалисты в данной области техники увидят, что некоторые элементы вышеописанных вариантов реализации могут быть по-разному объединены или исключены, образуя дополнительные варианты реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний и принципов настоящего описания. Специалистам в данной области техники также будет очевидно, что вышеописанные варианты реализации могут быть объединены полностью или частично, образуя дополнительные варианты реализации в пределах объема притязаний и принципов настоящего описания.

Таким образом, хотя определенные варианты реализации и примеры изобретения описаны здесь в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема притязаний настоящего описания, как будет видно специалистам в данной области техники. Представленные здесь принципы могут быть применены к другим системам массовых расходомеров, а не только к вариантам реализации, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний описанных выше вариантов реализации должен быть определен из пунктов формулы.

   1. Система (200) датчика расхода, содержащая:

измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку (204a) датчика и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы флюида процесса;

массовый расходомер (203), включающий в себя сборку (205a) датчика и измерительную электронику (205b) массового расходомера, сконфигурированную для получения массового расхода технологического флюида и электрически связанную с измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы; и

удаленную систему (207) обработки, электрически связанную только с одной измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы, или с измерительной электроникой (205b) массового расходомера, и сконфигурированную для приема измерений технологического флюида, формируемых измерительной электроникой (204b) измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроникой (205b) массового расходомера на основании сформированного измерения плотности или удельной массы и массового расхода.

    2. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой сборка (204a) датчика измерителя (202) плотности или удельной массы и сборка (205a) датчика массового расходомера (203) располагаются в линии с трубопроводом (201) с флюидом, переносящим технологический флюид.

    3. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой сборка (205a) датчика массового расходомера (203) располагается в линии с трубопроводом (201) с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка (204a) датчика измерителя (202) плотности или удельной массы располагается в отводе (401) потока, связанном с трубопроводом (201) с флюидом, для приема участка технологического флюида.

   4. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой измерение плотности или удельной массы и массовый расход формируются по существу одновременно.

  5. Система (200) датчика расхода по п. 1, в которой измерение плотности или удельной массы содержит средние плотность или удельную массу.

   6. Способ получения измерения расхода технологического флюида в трубопроводе с флюидом, содержащий этапы:

определения плотности или удельной массы технологического флюида с помощью измерителя плотности или удельной массы, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику измерителя плотности или удельной массы;

определения массового расхода технологического флюида с помощью массового расходомера, включающего в себя сборку датчика, гидравлически связанную с технологическим флюидом, и измерительную электронику массового расходомера;

предоставления электрической связи между измерительной электроникой измерителя плотности или удельной массы и измерительной электроникой массового расходомера;

использования, по меньшей мере, одного из измерительной электроники измерителя плотности или удельной массы, или измерительной электроники массового расходомера, для определения объемного расхода или потока энергии технологического флюида на основании определенной плотности или удельной массы и определенного массового расхода; и

предоставления объемного расхода или потока энергии на удаленную систему обработки, электрически связанную только с одной из измерительной электроники измерителя плотности или удельной массы или с измерительной электроникой массового расходомера.

  7. Способ по п. 6, в котором сборка датчика измерителя плотности или удельной массы и сборка датчика массового расходомера располагаются в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид.

   8. Способ по п. 6, в котором сборка датчика массового расходомера расположена в линии с трубопроводом с флюидом, переносящим технологический флюид, и сборка датчика измерителя плотности или удельной массы расположена в отводе потока, связанном с трубопроводом с флюидом, для приема участка технологического флюида.

   9. Способ по п. 6, в котором измерение плотности или удельной массы и массовый расход определяются по существу одновременно.

   10. Способ по п. 6, в котором измерение плотности или удельной массы содержит среднюю плотность или удельную массу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе (200) датчика массового расхода потока. Система (200) датчика массового расхода потока включает в себя измеритель (202) плотности, включающий в себя блок (204а) датчика и электронику (204b) измерителя плотности, выполненную с возможностью формировать измерения плотности технологической жидкости.

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и учета количества и баланса природного газа и может быть использовано при измерениях количества и составлении фактического баланса природного газа в условиях поставки, транспорта и потребления в системе газораспределительной сети региона.

Изобретение относится к добыче скважинного флюида, в частности к способу измерения мультифазного потока флюида с использованием расходомера. Техническим результатом является повышение точности измерения мультифазного потока флюида.

Изобретение относится к измерительной системе для измерения плотности протекающей по технологической магистрали, изменяющейся вдоль воображаемой оси течения измерительной системы в отношении термодинамического состояния, в частности, по меньшей мере, частично сжимаемой среды посредством датчика температуры, датчика давления, а также, по меньшей мере, временно связанного с датчиками температуры и давления измерительного электронного блока, который, по меньшей мере, временно формирует, по меньшей мере, одно измеренное значение плотности, максимально точно представляющее локальную плотность протекающей среды.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода и количества газообразных сред в транспортных сетях при колебаниях состава и физических свойств газа в системах газоснабжения.

Изобретение относится к области расходометрии газов и может быть использовано для прецизионных измерений малых расходов неагрессивных газов при их постоянном расходе из замкнутой емкости известного объема, например при подаче горючих газов в горелку для измерения их теплотворной способности, при градуировке измерителей малых расходов газов, а также для научных исследований.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройству узла учета тепловой энергии, количества теплоносителя. .
Наверх