校准集成于公共平台上的多个科里奥利流量仪表的方法

技术领域

下述的实施例涉及校准科里奥利流量仪表的方法，更特别地涉及校准与其它科里奥利流量仪表一起集成于公共平台上的科里奥利流量仪表。

背景技术

科里奥利流量仪表是可以用于针对流动材料而测量质量流率、密度、体积流率以及其它信息的一种类型的流量仪表。流动材料能够包括液体、气体、组合的液体和气体、悬浮于液体中的固体以及包括气体和悬浮的固体的液体。

图1描绘包括仪表组件10和仪表电子器件20的示例性的科里奥利流量仪表100。仪表组件10响应于过程材料流动的改变。仪表电子器件20经由引线102来连接到仪表组件10，以除了其它信息之外，还通过仪表电子器件接口26而提供密度、体积流率以及质量流率信息。

仪表组件10包括成对的歧管150和150’、法兰103和103’、成对的平行的流管130和130’、驱动器180以及成对的速度拾取传感器170L和170R。流管130和130’沿着其长度在两个对称位置处弯曲并且在其整个长度上基本上平行。撑杆140和140’用来限定每个流管振荡所围绕的轴线。

当法兰103和103’经由入口端104和出口端104’被连接到运载正被测量的过程材料的过程管路(未示出)中时，通过法兰103而进入仪表的入口端104的材料通过歧管150而被引导至流管装配块120。在歧管150内，材料被划分并且按路线运送通过流管130和130’。在离开流管130和130’时，过程材料在歧管150’内重组成单流，并且此后被按路线运送至通过法兰103’连接到过程管路(未示出)的出口端104’。

流管130和130’两者由驱动器180沿相反方向驱动，并且在此情况下被称为流量仪表的第一异相弯曲模式。该驱动器180可以包括许多众所周知的布置(诸如，装配到流管130’的磁体和装配到流管130的相反的线圈)中的任一个，并且交流电通过该布置而传递以用于使两个流管振动。合适的驱动器电压由仪表电子器件20施加到驱动器180。

仪表电子器件20将驱动信号提供到驱动器180，以使流管130和130’振动。仪表电子器件20从速度拾取传感器170L和170R接收左速度信号和右速度信号，以针对经过仪表组件10的流而计算质量流率、体积率和/或密度信息。

在一些流量仪表应用中，例如，在油气生产中，要求高度的仪表准确度。油气的保管交接要求非常准确的测量，因为，误差可能迅速地累积成巨大的收益损失。

为了支持在现场获得准确的流量测量，油气操作人员往往使用计量橇。计量橇是如下的公共平台或框架：两个或更多个科里奥利流量仪表可以耦合于其上。流量仪表往往流体地并联或串联连接。

在一些实例中，计量橇仪表能够在“热后备”场景下使用，其中，一个仪表用于测量流量，并且至少一个其它仪表被保留以便用作备份或后备。在其它实例中，然而，多个仪表可以并流地用于测量比单个仪表将独自地有能力测量的流率更高的流率。在另外的情况下，一个或多个仪表可以被包括于橇上，以校正或校准用于测量的其它仪表。

当两个或更多个仪表安装于橇上并且彼此充分地接近而操作时，有时对于一个仪表而言有可能检测一个或多个其它仪表的振动。其它仪表的振动可能在特定仪表的相应的左速度拾取传感器170L和右速度拾取传感器170R中作为噪声或串音而出现。

在一些情形下，尤其当流量仪表在设计上类似时，仪表的驱动器信号的操作频率可能大多是一致的，从而引起在左速度数据和右速度数据中出现相对长的时期的拍频。当串音是拍频时，在左速度数据和右速度数据中提供的噪声倾向于相对大幅并且缓慢的移动，典型地不快于1赫兹(Hz)。

在正常仪表操作期间，串音可能不是禁止性问题，因为，拍频的时期可能比在其期间进行测量的时期更小得多，这可以允许抵消由仪表之间的干扰引起的误差。换而言之，所引起的正误差通过由仪表之间的干扰引起的相等并且相反的负误差来补偿。

当各个仪表在橇上被校准或校正时，然而，校准仪的通过时间往往小于一秒，低于1 Hz的典型的拍频。在校准操作期间，由于串音现象所引起的在构造上的干扰而导致的拍频可能因此在数据中作为误差而以高度可重复性出现。当使用小体积的校准仪(其使用甚至更短的单独通过时间)时，由拍频引起的误差可能甚至更显著。

对于仪表制造商，解决在耦合到橇的各个仪表之间的拍频的问题由于如下的事实而进一步复杂化：在仪表与校准仪之间的高级操作一般通过具有客户软件的客户计算机而促进。对于拍频问题的先前的解决方案已包括切断并非正被校准的仪表。使一个或多个仪表断电往往妨碍在客户计算机中实施的控制系统，然而，这要求来自流量仪表的通信和更新在不引起故障和警报的情况下进行操作。此外，要求定制的仪表电子器件或定制的仪表软件的解决方案提高仪表电子器件的成本并且去除了仪表产品的即插即用性质。

需要的是一种用于校准集成到橇上的流量仪表的方法，其减少由于来自橇上的其它仪表的串音而导致的测量误差，并且实施不昂贵。

发明内容

在第一实施例中，提供了一种用于对与第二流量仪表一起集成到公共平台中的第一流量仪表进行校准或校正中的至少一者的方法。第一流量仪表包括第一驱动器、第一流管以及第一仪表电子器件，并且第二流量仪表包括第二驱动器、第二流管以及第二仪表电子器件。方法包括使第一流量仪表配置成使用第一仪表电子器件来使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动。方法进一步包括使第二流量仪表配置成使用第二仪表电子器件来使第二流管以处于第二备用驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动。

在第二实施例中，提供了一种可操作成对与第二流量仪表一起集成到公共平台中的第一流量仪表进行校准或校正中的至少一者的中央操作处理单元。中央操作处理单元包括中央操作存储器和中央操作处理器，并且能够实行第一实施例的任何方法。

在第三实施例中，提供了一种用于对与第二流量仪表一起集成到公共平台中的第一流量仪表进行校准或校正中的至少一者的系统。系统能够实行第一实施例的任何方法，并且包括第一流量仪表，第一流量仪表包括第一驱动器和第一流管，第一流量仪表与第二流量仪表一起集成到公共平台中。系统进一步包括第二流量仪表，第二流量仪表包括第二驱动器、第二流管以及第一仪表电子器件。系统进一步包括中央操作处理单元，中央操作处理单元包括中央操作存储器和中央操作处理器。

方面

根据一个方面，方法可以进一步包括校准第一流量仪表。

根据一个方面，第二备用驱动器电压振幅可以是第二默认驱动器电压振幅的百分之二十或更小。

根据一个方面，方法可以进一步包括使第一流量仪表电子器件配置成使第一流管以处于第一备用驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动；使第二流量仪表电子器件配置成使第二流管以处于第二默认驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动；以及校准第二流量仪表。

根据一个方面，第一备用驱动器电压振幅可以是第一默认驱动器电压振幅的百分之二十或更小。

根据一个方面，第二备用驱动器电压振幅可以是零。

根据一个方面，第一备用驱动器电压振幅可以是零。

根据一个方面，第一流管和第二流管可以包括基本上相同的直径和基本上相同的长度。

根据一个方面，方法可以进一步包括：使过程流体到第一流量仪表和第二流量仪表的流动暂停；使用第二流量仪表来针对泄漏进行监测。

根据一个方面，校准第一流量仪表可以进一步包括将校准流体流提供给第一流量仪表，校准流体流具有单独地验证的体积。

根据一个方面，使第二流量仪表配置成使第二流管以处于第二备用驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动可以进一步包括命令传送器配置第二流量仪表电子器件。

根据一个方面，使第一流量仪表电子器件配置成使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动可以进一步包括命令传送器配置耦合到第一流量仪表的第一流量仪表电子器件。

根据一个方面，方法可以进一步包括下者中的至少一者：将密度值设定成最后一次正确值(或最后一个已知的优良值，即last known good value)、将质量流量值设定成零、将体积流量值设定成零或抑制警报模式。

根据一个方面，计算机程序配置成对与第二流量仪表一起集成到公共平台中的第一流量仪表进行校准或校正中的至少一者。

附图说明

同一参考编号在所有附图上都表示同一元件。应当理解，附图不一定按比例绘制。

图1根据实施例描绘了流量仪表100；

图2根据实施例描绘了流量仪表系统200；以及

图3根据实施例描绘了方法300。

具体实施方式

图2-3和下文中的描述描绘具体示例，以教导本领域技术人员如何作出并且使用本申请的最佳模式。出于教导发明原理的目的，一些常规方面已简化或省略。本领域技术人员将意识到来自落入本申请的范围内的这些示例的变型。本领域技术人员将意识到，下述的特征可以按各种方式组合，以形成本申请的多个变型。结果，本申请不限于下述的具体示例，而是仅受限于权利要求及其等效形式。

图1描绘流量仪表100，如背景章节中所描述的，流量仪表100包括仪表组件10和仪表电子器件20。在示例中，流量仪表100可以与其它流量仪表一起集成到例如仪表橇之类的公共平台(未在图1中描绘)中。

虽然图1中的流量仪表100描绘科里奥利流量仪表，但这不旨在为限制性的。如本领域技术人员将容易理解的，流量仪表100可以包括本领域技术人员所知的任何类型的振动流量仪表。在另外的实施例中，流量仪表100可以包括一个或多个弯曲或笔直流管。

图2根据实施例描绘了系统200。系统200包括集成到公共平台204上的第一流量仪表202a和第二流量仪表202b。系统200进一步包括中央操作处理单元208。在示例中，如将在下文中进一步描述的，系统200可以进一步包括传送器206。

公共平台204可以包括如下的任何结构：两个或更多个流量仪表可以装配于该结构上或耦合到该结构。在实施例中，公共平台204可以包括例如仪表橇。虽然公共平台204在图2中描绘为包括两个流量仪表，但这不旨在为限制性的。如本领域技术人员将容易理解的，公共平台204可以包括任何数量的流量仪表。

在实施例中，第一流量仪表202a和第二流量仪表202b可以各自包括流量仪表100的实例。在实施例中，第一流量仪表202a和第二流量仪表202b可以包括相同的仪表模型。在另外的实施例中，然而，第一流量仪表202a和第二流量仪表202b可以包括类似的流量仪表模型。例如，第一流量仪表202a和第二流量仪表202b可以包括具有以下的特征的任何组合的流量仪表模型：类似流管直径、类似流管长度、类似管材料、类似壳体尺寸、类似壳体材料、类似驱动器构件或类似拾取构件。如本领域技术人员将理解的，第一流量仪表202a和第二流量仪表202b可以进一步包括使得它们在一起被操作时很可能产生拍频的任何其它类似配置。

中央操作处理单元208包括中央操作处理器210、中央操作存储器212以及中央操作接口214。中央操作处理单元208可以配置成操作集成到公共平台204上的一个或多个流量仪表。在实施例中，中央操作处理单元208可以可操作成将命令发送到第一流量仪表202a和第二流量仪表202b并且从其接收遥测。例如，中央操作处理单元208可以将命令发送到第一流量仪表202a的第一仪表电子器件20a和第二流量仪表202b的第二仪表电子器件20b并且从其接收遥测。在实施例中，中央操作处理单元208可以由流量仪表客户针对具体工业应用而定制或适配。

中央操作处理器210执行实行关于图3而描述的方法300的部分或全部的计算机指令。在实施例中，如本领域技术人员将理解的，中央操作处理器210可以包括单个或任何多个数量的处理器。

中央操作存储器212可以是配置成存储计算机程序指令的电子地可读的介质或计算机可读的介质。在示例中，中央操作存储器212可以包括非暂时性介质。所存储的计算机程序指令当在中央操作存储器212上执行时可以实行关于图3而描述的方法的部分或全部。

在示例中，关于图3而描述的方法的部分可以在系统200的外部存储或执行。例如，关于图3而描述的方法的部分可以经由互联网来在服务器和云存储设施的组合上存储或执行。

中央操作处理单元208进一步包括中央操作接口214。中央操作接口214可以配置成与中央操作处理单元208外部的装置通信。通过中央操作接口214，中央操作处理单元208可以与集成到公共平台204上的流量仪表通信。例如，中央操作接口214可以允许中央操作处理单元208与第一仪表电子器件20a和第二仪表电子器件20b通信。在实施例中，中央操作接口214可以经由本领域技术人员所知的任何有线或无线接口来通信。

在实施例中，中央操作处理单元208可以经由一个或多个中间电子装置来与集成到公共平台204上的一个或多个流量仪表通信。例如，中央操作处理单元208可以经由传送器206来与一个或多个流量仪表通信。

传送器206可以可操作成将从中央操作处理单元208接收的命令传送到第一流量仪表202a和第二流量仪表202b。传送器206可以进一步可操作成将从第一流量仪表202a和第二流量仪表202b接收的遥测传送到中央操作处理单元208。在实施例中，传送器206可以配置成经由任何无线或有线介质来与中央操作处理单元208和任何数量的流量仪表通信。

在实施例中，传送器206可以包括一个或多个传送器。例如，传送器206可以包括：第一传送器206a，其配置成与第一仪表电子器件20a和中央操作处理单元208通信；和第二传送器206b，其配置成与第二仪表电子器件20b和中央操作处理单元208通信。在实施例中，第一传送器206a和第二传送器206b可以集成到第一流量仪表202a和第二流量仪表202b中或与第一流量仪表202a和第二流量仪表202b分离。

在实施例中，中央操作处理单元208、传送器206、第一仪表电子器件20a或第二仪表电子器件20b中的两个或更多个可以可操作成经由一个或多个通信协议来通信。例如，中央操作接口214可以可操作成经由Modbus或本领域技术人员所知的任何其它通信协议来通信。

图3根据实施例描绘了方法300。方法300可以用于对与第二流量仪表202b一起集成到公共平台204中的第一流量仪表202a进行校准或校正中的至少一者，其中，第一流量仪表202a包括第一驱动器180、第一流管130以及第一仪表电子器件20a，并且第二流量仪表202b包括第二驱动器180、第二流管130以及第二仪表电子器件20b。

方法300从步骤302开始。在步骤302中，第一流量仪表配置成使用第一仪表电子器件来使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动。步骤302可以将第一流量仪表置于正常操作模式中，在该模式中第一流量仪表可操作成进行标称流量测量。第一驱动器电压从第一仪表电子器件20a输出到第一驱动器180，并且可操作成对第一仪表传感器10a的一个或多个流管进行致动。

第一驱动器电压是可操作成对驱动器180进行致动的电压。第一默认驱动器电压振幅是对于特定仪表模型的典型的操作驱动器电压振幅。流量仪表的科里奥利扭转力可能相对小，并且仪表的流管可能相对硬。为了使得流管以足以使得科里奥利扭转力可检测的振幅振动，仪表电子器件典型地将AC驱动器电压提供给驱动器180，以使流管以其固有频率振动。这允许仪表电子器件20a、20b提供针对科里奥利流量仪表而以常规方式持续地使传输率比率或驱动增益最大化的输出。第一默认驱动器电压振幅典型地设定于最佳水平，由此在不会由于过度的流管移动而损坏仪表的情况下，使仪表的驱动增益最大化。

方法300继续进行步骤304。在步骤304中，第二流量仪表配置成使用第二仪表电子器件来使第二流管以处于第二备用驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动。步骤304可以将第二流量仪表置于备用操作模式中。在步骤304中，第二驱动器电压从第二仪表电子器件20b输出到第一驱动器180，并且可操作成对第二仪表传感器10b的一个或多个流管进行致动。

第二备用驱动器电压振幅低于默认的第二默认驱动器电压振幅，第二默认驱动器电压振幅基于与用于针对第一流量仪表而选择第一默认驱动器电压振幅的那些标准类似的标准而选择。第二备用驱动器电压振幅低到足以防止当第一流量仪表202a和第二流量仪表202b同时以其相应的默认驱动器电压振幅操作时经历的拍频中的基本上全部。

在第一流量仪表202a和第二流量仪表202b是相同的仪表模型或包括基本上相同的仪表构件和尺寸的实施例中，对于第二流量仪表的第二备用电压振幅可以是对于第一流量仪表的第一默认电压振幅的百分之二十或更小。

在实施例中，第二备用驱动器电压振幅可以是第二默认驱动器电压振幅的百分之二十或更小。在另外的实施例中，然而，第二备用驱动器电压振幅可以是更低的。

通过在第一流量仪表202a使相应的流管以第一默认电压振幅振动时，使第二流量仪表202b的流管以比第二默认驱动器电压振幅更小的第二备用驱动器电压振幅振动，也许有可能有效地去除在相应的仪表拾取传感器中的一个或多个处感测的拍频，由此改进第一流量仪表202a校准运行的准确度。通过选择不为零的第二默认驱动器电压振幅，也许有可能在第一流量仪表202a正被校准时使用第二流量仪表202b来获得流量仪表数据以检测泄漏。这可以允许操作人员在校准运行期间持续地针对系统中的泄漏进行监测。在第二流量仪表202b以第二默认驱动器电压振幅操作以避免传感器数据中的机械干扰的情况下，保持第一流量仪表202a和第二流量仪表202b通电可以进一步允许操作人员避免仪表掉电可能引起的中断控制由中央操作处理单元208执行的算法。

通过在校准第一流量仪表202a时，保持第二流量仪表202b以较低的驱动器振幅操作，还可以在对于第一流量仪表202a的校准运行完成之后，更快地使第二流量仪表202b恢复升至操作驱动器振幅。这可以提供更快的校准运行，从而使仪表停工时间连同相关联的成本最小化。

如本领域技术人员将容易理解的，步骤304可以包括使任何数量的额外的流量仪表配置成使用相应的仪表电子器件来使其相应的流管以处于备用驱动器电压振幅的驱动器电压振动。

在实施例中，方法300可以包括另外的步骤。例如，方法300可以进一步包括步骤306。在步骤306中，第一流量仪表可以使用本领域技术人员所知的任何方法来校准。

在实施例中，校准第一流量仪表可以进一步包括将具有单独地验证的体积的校准流体流提供给第一流量仪表。

在实施例中，方法300可以包括另外的步骤。例如，方法300可以包括步骤308和步骤310。在步骤308中，第一流量仪表电子器件可以配置成使第一流管以处于第一备用驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动。除了步骤308应用于第一流量仪表202a之外，步骤308类似于步骤302。

在步骤310中，第二流量仪表电子器件可以配置成使第二流管以处于第二默认驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动。除了步骤310应用于第二流量仪表202b之外，步骤310类似于步骤304。

在实施例中，第一备用驱动器电压振幅可以是第一默认驱动器电压振幅的百分之二十或更小。在另外的实施例中，然而，第一备用驱动器电压振幅可以几乎为零或为零。

在实施例中，方法300可以进一步包括步骤312。在步骤312中，可以校准第二流量仪表。在另外的实施例中，然而，步骤312可以包括校正第二流量仪表。

在实施例中，第一流管和第二流管可以包括基本上相同的直径和/或基本上相同的长度。在实施例中，基本上相同的直径或基本上相同的长度可能意味着第一流量仪表的直径和/或长度处于第二流量仪表的直径和/或长度的20%内。在另外的实施例中，然而，基本上相同的直径或基本上相同的长度可以意味着第一流量仪表的直径和/或长度处于第二流量仪表的直径和/或长度的10%内。

在实施例中，方法300可以进一步包括步骤314和步骤316。在步骤314中，可以使过程流体到第一流量仪表和第二流量仪表的流动暂停。

在步骤316中，可以使用第二流量仪表来监测泄漏。通过在过程流体的流动停止时，使第二流量仪表电子器件配置成使第二流管以处于大于零的第二备用驱动器电压的第二驱动器电压振动，也许有可能使用第二流量仪表来继续在不招致拍频的情况下针对泄漏进行监测。

在实施例中，使第一流量仪表电子器件20a配置成使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动可以进一步包括命令传送器206、206a配置耦合到第一流量仪表202a的第一流量仪表电子器件20a。

在实施例中，使第二流量仪表202b配置成使第二流管以处于第二备用驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动可以进一步包括将对中央操作处理单元208的命令发送到传送器206、206b以配置第二流量仪表电子器件20b。

在实施例中，传送器206、206a、206b可以包括可操作成使一个或多个流量仪表配置成备用模式的保存于传送器存储器(未绘出)上的所存储的计算机程序指令，其中，一个或多个流量仪表包括设定成备用驱动器电压振幅的驱动器电压。传送器206、206a、206b可以进一步包括可操作成使一个或多个流量仪表配置成操作模式的保存于传送器存储器上的所存储的计算机程序指令，其中，一个或多个流量仪表包括设定成默认驱动器电压振幅的驱动器电压。

在实施例中，方法300可以进一步包括步骤318。在步骤318中，可以实行下者中的至少一者：将密度值设定成最后一次正确值、将质量流量值设定成零、将体积流量值设定成零或抑制警报模式。密度值、质量流量值或体积流量值是由流量仪表测量、但由传送器206或中央操作处理单元208跟踪的所有值。警报模式是配置成向用户警报误差状况的在传送器206或中央操作处理单元208处的警报。步骤318可以允许传送器206或中央操作处理单元208抑制当流量仪表以备用驱动器电压振幅操作时可能触发的误差或警报。

下文表示中央操作处理单元208或传送器206、206a、206b可以如何配置成使集成到公共平台204上的第一仪表电子器件20a和第二仪表电子器件20b执行方法300的步骤的实施例。在实施例中，所存储的计算机程序指令可以在中央操作处理单元208或传送器206、206a、206b的任何组合上执行伪码的任何部分。

1.向第一仪表电子器件20a发送配置成使用第一仪表电子器件来使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动的命令；

2.针对第二流量仪表而将密度值设定成最后一次正确值、将质量流量值设定成零并且将体积流量值设定成零；

3.针对第二流量仪表而抑制警报模式；

4.向第二仪表电子器件20b发送使用第二仪表电子器件来使第二流管以处于第二备用驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动的命令；

5.等待，直到第一流量仪表被校准为止；

6.向第二仪表电子器件20b发送使用第二仪表电子器件来使第二流管以处于第二默认驱动器电压振幅的第二驱动器电压振动的命令；

7.针对第二流量仪表而将密度值设定成当前的所测量的密度值、将质量流量值设定成当前的所测量的质量流量值并且将体积流量值设定成当前的所测量的体积流量值；

8.针对第一流量仪表而将密度值设定成最后一次正确值、将质量流量值设定成零并且将体积流量值设定成零；

9.针对第一流量仪表而抑制警报模式；

10.向第一仪表电子器件20a发送将第一仪表电子器件20a置于备用模式以使用第一仪表电子器件来使第一流管以处于第一备用驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动的命令；

11.等待，直到第二流量仪表被校准为止；

12.向第一仪表电子器件20a发送使用第一仪表电子器件来使第一流管以处于第一默认驱动器电压振幅的第一驱动器电压振动的命令；以及

13.针对第一流量仪表而将密度值设定成当前的所测量的密度值、将质量流量值设定成当前的所测量的质量流量值并且将体积流量值设定成当前的所测量的体积流量值。

上文的实施例的详述并非发明者所考虑到的处于本描述的范围内的所有实施例的详尽的描述。实际上，本领域技术人员将认识到，上述的实施例的某些元件可以各种各样地组合或排除，以产生另外的实施例，并且这样的另外的实施例落入本描述的范围和教导内。因此，上述的实施例的范围应当根据下文的权利要求而确定。