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CN107076603A - 用于在振动流量计量器中应用可变零点算法的装置及相关方法 - Google Patents

用于在振动流量计量器中应用可变零点算法的装置及相关方法 Download PDF

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CN107076603A CN201580057329.4A CN201580057329A CN107076603A CN 107076603 A CN107076603 A CN 107076603A CN 201580057329 A CN201580057329 A CN 201580057329A CN 107076603 A CN107076603 A CN 107076603A
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Abstract

提供了一种用于操作流量计量器的方法。该方法包括以下步骤：测量流量计量器中的流体流量，确定至少一个流体特性，基于流体流量和至少一个流体特性确定多个算法中的优选算法，以及将优选算法应用于操作例程。

Description

用于在振动流量计量器中应用可变零点算法的装置及相关 方法
技术领域
本发明涉及一种流量计量器，以及更具体地，涉及一种用于在可变操作条件下确定可变零点（zero）算法和将可变零点算法应用到振动流量计量器的方法和装置。
背景技术
振动传感器——诸如例如振动密度计量器和科里奥利流量计量器——是众所周知的并且用于测量流过流量计量器中的导管的物料的质量流量和其他信息。示例性科里奥利流量计量器在均属于J.E.史密斯等人的美国专利4,109,524、美国专利4,491,025和Re.31,450中公开。这些流量计量器具有一个或多个直的或弯曲构造的导管。例如，科里奥利质量流量计量器中的每个管道构造具有一组固有振动模式，该振动模式可以是简单的弯曲、扭转或耦合类型的。每个导管可以被驱动从而以优选模式振荡。
物料从流量计量器的入口侧上的连接的管道流入流量计量器中，被引导通过导管，并且通过流量计量器的出口侧离开流量计量器。振动系统的固有振动模式部分地由导管的组合质量和在导管内流动的物料来限定。
当没有流量通过流量计量器时，施加到导管的驱动力导致沿着导管的所有点以相同的相位或小的“零点偏移”振荡，该零点偏移是在零流量下测得的时间延迟。当物料开始流过流量计量器时，科里奥利力导致沿导管的每个点具有不同的相位。例如，流量计量器的入口端处的相位滞后于中心驱动器位置处的相位，而出口处的相位领先于中心驱动器位置处的相位。导管上的拾取器（pickoff）产生代表导管的运动的正弦信号。从拾取器输出的信号被处理，以确定拾取器之间的时间延迟。两个或更多个拾取器之间的时间延迟与流过导管的物料的质量流率成比例。
连接到驱动器的计量器电子设备生成驱动信号以操作驱动器，并且根据从拾取器接收的信号来确定物料的质量流率和其他性质。驱动器可以包括许多众所周知的布置之一；然而，磁体和相对的驱动线圈已经在流量计量器工业中取得了很大的成功。交流电被传递到驱动线圈，以用于使导管以期望的流管振幅（flow tube amplitude）和频率振动。本领域还已知将拾取器提供为与驱动器装置非常相似的磁体和线圈布置。然而，当驱动器接收到引起运动的电流时，拾取器可以使用由驱动器提供的运动来感应电压。由拾取器测得的时间延迟的量值非常小；通常以纳秒为单位测量。因此，必须使换能器（transducer）输出非常精确。
通常，可以初始校准科里奥利流量计量器，并且可以生成流量校准因子以及零点偏移。在使用中，流量校准因子（FCF）可以乘以由拾取器测得的时间延迟（ΔT）减去零点偏移（ΔT0）的差，以生成质量流率。这种质量流量校准可以由两个校准常数来表示，这两个校准常数等同于直线的斜率（FCF）和截距（零点偏移）。利用流量校准因子（FCF）和零点偏移（ΔT0）的质量流率等式的示例由等式（1）描述：
（1）
其中：
=质量流率
FCF=流量校准因子
ΔTmeasured =所测得的时间延迟
ΔT0 =初始零点偏移
在大多数情况下，流量计量器通常由制造商进行初始校准并假定在无需后续校准的情况下提供精确的测量结果。尽管最初确定的零点偏移可以在有限的情况下适当地校正测量结果，但是多个操作条件可能会影响零点偏移。这样的操作条件包括压力、流体密度、传感器安装条件等。一种用以校准流量计量器的现有技术方法包括用户停止到流量计量器的流动，以在过程条件下向计量器提供零点流率参考，在该点处，用户可以启动零点校准例程，该零点校准例程限定供计量器电子设备使用的零点偏移。这可以称为“按钮零点”。这里，在两个点校准计量器：满量程的0％和100％，其中，0％值由按钮零点程序设置。然而，使用按钮零点方法可能导致一些计量器上的非线性。按钮零点方法还导致在低流率下高达1％的误差，该误差不可接受地高。
由于科里奥利计量器可能具有导致低流率下的误差的小的非线性，因此按钮零点方法可能并不总是最佳的校准解决方案。然而，使用“两速率零点”仔细调整斜率和截距常数产生通常优于±0.10%的校准数据。两速率零点校准简单地使用大于0%（通常为10%）的流量以及更高的流率点（通常为100%）来建立两个常数-斜率和截距。不幸的是，两速率零点校准方法在无流量条件下产生非零流量指示，这通常在产品的零点稳定性值规范之外。因此，两个校准方法并非在所有情况下都是理想的。
因此，在本领域中需要一种装置和方法，以允许执行两速率零点校准，同时还允许执行标准的按钮归零。
本发明克服了上述困难和其他问题，实现了本领域的进步。
发明内容
根据实施例提供了一种操作流量计量器的方法。该实施例包括以下步骤：测量流量计量器中的流体流量；确定至少一个流体特性；基于该流体流量和该至少一个流体特性确定多个算法中的优选算法；以及将优选算法应用于操作例程以确定质量流率。
根据一个实施例，提供一种配置为测量其中的流体的流率和密度的流量计量器。该实施例包括具有处理系统和存储系统的计量器电子设备。还提供了固定到与计量器电子设备连通的流量计量器导管的多个拾取器。另外，驱动器被固定到与计量器电子设备连通的流量计量器导管，其中，计量器电子设备被配置为测量传感器组件中的过程流体的流体流量，并且确定过程流体的至少一个流体特性。最后，计量器电子设备被配置为基于流体流量和至少一个流体特性来确定多个算法中的优选算法，并且将优选算法应用于操作例程。
方面
根据一方面，提供了一种用于操作流量计量器的方法。该方面包括以下步骤：测量流量计量器中的流体流量；确定至少一个流体特性；基于流体流量和至少一个流体特性来确定多个算法中的优选算法；以及将优选算法应用于操作例程以确定质量流率。
优选地，确定至少一个流体特性的步骤包括确定流体密度的步骤。
优选地，确定流体密度的步骤包括以下步骤：测量流体密度；确定流体密度是否低于预定阈值；以及确定流体密度是否高于预定阈值。
优选地，预定阈值为800kg/m3。
优选地，确定至少一个流体特性的步骤包括确定流体温度的步骤。
优选地，该方法包括确定是否存在后校准补偿的步骤。
优选地，多个算法包括至少第一算法和第二算法，其中，第一算法包括按钮零点例程，并且第二算法包括两速率零点例程。
优选地，使用以下等式确定质量流率，该等式包括：
，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；
其中，按钮零点例程包括通过以下步骤限定初始零点偏移：停止向流量计量器的流动以提供零流率条件；以及启动零点校准例程以将初始零点偏移限定为在零流率条件期间测得的流率。
优选地，使用以下等式确定质量流率：
, 其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；
ΔT03是两速率偏移；以及
其中，两速率零点例程包括通过从零点偏移减去两速率时间延迟来限定两速率偏移，其中，两速率时间延迟是在非零流率条件期间测得的流量值。
优选地，当流量计量器中的流体流量小于低流量截止值时，优选算法包括第一算法。
优选地，低流量截止值在40ns与1000ns之间。
优选地，低流量截止值包括指示低流量截止值的用户输入。
优选地，当流量计量器中的流体密度低于预定阈值时，优选算法包括第一算法。
优选地，当存在后校准补偿时，优选算法包括第一算法。
优选地，当流量计量器中的流体流量大于低流量截止值、流量计量器中的流体密度高于预定阈值并且不存在后校准补偿时，优选算法包括第二算法。
根据一方面，提供了一种被配置为测量其中的流体的流率和密度的流量计量器。该方面包括：包括处理系统和存储系统的计量器电子设备；固定到与计量器电子设备连通的流量计量器导管的多个拾取器；固定到与计量器电子设备连通的流量计量器导管的驱动器，其中，所述计量器电子设备被配置为测量传感器组件中的过程流体的流体流量并且确定该过程流体的至少一个流体特性，并且其中，所述计量器电子设备被配置为基于流体流量和至少一个流体特性来确定多个算法中的优选算法，并且将优选的算法应用于操作例程。
优选地，该至少一种流体特性包括流体相。
优选地，该至少一个流体特性包括流体密度，并且该计量器电子设备被配置为如果该密度低于预定阈值，则确定该流体是气体，并且被配置为如果该密度高于预定阈值，则确定该流体是液体。
优选地，预定阈值为800kg /m3。
优选地，多个算法至少包括第一算法和第二算法，其中，第一算法包括按钮零点例程，并且第二算法包括两速率零点例程。
优选地，质量流率算法包括以下等式：
, 其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；
其中，按钮零点例程包括初始零点偏移，该初始零点偏移限定为在流量计量器经历零流率条件时所测得的流率。
优选地，质量流率算法包括以下等式：
,，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；以及
ΔT03是两速率偏移；
其中两速率零点例程包括通过从零点偏移减去两速率时间延迟来限定的两速率偏移，其中，两速率时间延迟是在非零流率条件期间测得的流率值。
优选地，当流量计量器中的流体流量小于低流量截止值时，优选算法包括第一算法。
优选地，低流量截止值在40ns与1000ns之间。
优选地，低流量截止值包括指示低流量截止值的用户输入。
优选地，当流量计量器中的流体是气体时，优选算法包括第一算法。
优选地，当存在后校准补偿时，优选算法包括第一算法。
优选地，当流量计量器中的流体流量大于低流量截止值、流量计量器中的流体是液体并且不存在后校准补偿时，优选算法包括第二算法。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的振动传感器组件；
图2示出了根据本发明的实施例的计量器电子设备；
图3是描述根据本发明的实施例的校准例程的一部分的流程图；以及
图4是描述根据本发明的实施例的初始流量计量器设置的流程图。
具体实施方式
图1-4和以下描述描绘了教导本领域技术人员如何获得和使用本发明的最佳模式的具体示例。为了教导发明性原理，一些常规方面已被简化或省略。本领域技术人员将会理解落在本发明范围内的这些示例的变化，并且将理解，下面描述的特征可以以各种方式组合以形成本发明的多个变型。结果，本发明不限于以下所述的具体示例，而仅由权利要求及其等同物限制。
图1图示了以包括传感器组件10和一个或多个计量器电子设备20的科里奥利流量计量器的形式的流量计量器5的示例。一个或多个计量器电子设备20连接到传感器组件10以测量流动物料的特性，诸如例如密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度以及其他信息。
传感器组件10包括一对凸缘101和101'、歧管102和102'以及导管103A和103B。歧管102，102'固定至导管103A、103B的相对端。本示例的凸缘101和101'固定到歧管102和102'。本示例的歧管102和102'固定到间隔件106的相对端。在本示例中，间隔件106保持歧管102与歧管102'之间的间隔，以防止导管103A和103B中的不期望的振动。导管103A和103B以基本上平行的方式从歧管102和102'向外延伸。当传感器组件10插入到承载流动物料的管道系统（未示出）中时，物料通过凸缘101进入传感器组件10，穿过入口歧管102（在入口歧管102处，物料的总量被引导以进入导管103A和103B）、流过导管103A和103B并返回到出口歧管102'中（在出口歧管102'处，物料通过凸缘101'离开传感器组件10）。
传感器组件10包括驱动器104。驱动器104在驱动器104可以在驱动模式中使导管103A、103B振动的位置处固定到导管103A和103B。更具体地，驱动器104包括固定到导管103A的第一驱动器部件（未示出）和固定到导管103B的第二驱动器部件（未示出）。驱动器104可以包括许多众所周知的布置之一，例如安装到导管103A的磁体和安装到导管103B的相对的线圈。
在本示例中，驱动模式是第一异相（out of phase）弯曲模式，并且导管103A和103B被优选地选择并且被适当地安装到入口歧管102和出口歧管102'，以便提供具有分别关于弯曲轴WW和W'-W'基本上相同的质量分布、惯性矩和的弹性模量的平衡系统。在本示例中，其中，驱动模式是第一异相弯曲模式，导管103A和103B由驱动器104围绕导管各自的弯曲轴W-W和W'-W'沿相反方向驱动。交流电流形式的驱动信号可以由一个或多个计量器电子设备20诸如例如经由引线110提供并且通过线圈，以使两个导管103A、103B振荡。本领域普通技术人员将理解，在本发明的范围内可以使用其他驱动模式。
所示的传感器组件10包括固定到导管103A、103B的一对拾取器105、105'。更具体地，第一拾取部件（未示出）位于导管103A上，并且第二拾取部件（未示出）位于导管103B上。在所描绘的实施例中，拾取器105、105'可以是电磁检测器，例如，拾取磁体和拾取线圈，该拾取磁体和拾取线圈产生代表导管103A、103B的速度和位置的拾取信号。例如，拾取器105、105'可以经由通路111，111'向一个或多个计量器电子设备提供拾取信号。本领域普通技术人员将理解，导管103A、103B的运动与流动物料的某些特性成比例，例如流过导管103A、103B的物料的质量流率和密度。
应当理解，虽然上述传感器组件10包括双流动导管流量计量器，但是实施单个导管流量计量器恰当地在本发明的范围内。此外，虽然流动导管103A、103B被示出为包括弯曲的流动导管构造，但是本发明可以以包括直流动导管构造的流量计量器来实施。因此，上述传感器组件10的具体实施例仅仅是一个示例，并绝不应限制本发明的范围。
在图1所示的示例中，一个或多个计量器电子设备20接收来自拾取器105、105'的拾取信号。路径26提供输入和输出装置，该输入和输出装置允许一个或多个计量器电子设备20与操作者交互。一个或多个计量器电子设备20测量流动物料的特性，诸如例如相位差、频率、时间延迟、密度、质量流率、体积流率、总量质量流量、温度、计量器验证以及其他信息。更具体地，一个或多个计量器电子设备20接收例如来自拾取器105、105'和一个或多个温度传感器107（诸如电阻温度检测器（RTD））的一个或多个信号，并使用该信息来测量流动物料的特性。
振动传感器组件（诸如例如例如科里奥利流量计量器或密度计量器）测量流动物料的特性的技术是很好理解的；因此，为了本描述的简明，省略了详细的讨论。
如上文简要讨论的，与传感器组件（诸如科里奥利流量计量器）相关的一个挑战是存在零点偏移，该零点偏移为在零流体流量下的拾取器105、105'所测得的时间延迟。如果在计算流率和各种其他流量测量结果时不考虑零点偏移，则流量测量结果将通常将包含误差。如上所述，补偿零点偏移的典型的现有技术方法是在初始校准过程期间测量初始零点偏移（Δt0），该初始校准过程通常包括关闭阀并提供零流量参考条件。这样的校准过程在本领域中是通常已知的，并且为了描述的简洁，省略了详细的讨论。一旦确定了初始零点偏移，则通过根据等式（1）从测得的时间差减去初始零点偏移而在计量器操作期间校正流量测量结果。应当理解，等式（1）仅作为示例提供，并且绝不应限制本发明的范围，因为预期其他方法和/或等式。虽然提供了等式（1）来计算质量流率，但也应当理解，各种其他流量测量结果可能受到零点偏移的影响，并且因此也可以被校正。这种方法可以在操作条件与初始校准期间呈现的操作条件基本上相同并且确定零点偏移（Δt0）的情况下提供令人满意的结果。然而，在许多情况下，使用期间的操作条件与校准期间呈现的操作条件大不相同。
传统上推荐流量计量器的用户在零流量下检查零读数，并且如有必要则重新归零。然而，如果用户执行此程序，则将计量器归零否定可能已采用的任何两速率零点校准。为了利用两速率零点校准方法并且允许用户根据需要重新归零，本发明的实施例向质量流量计量器的计量器电子设备提供逻辑。在现有技术的装置中，不管工作流体（例如气体与液体）或操作范围（低流量与高流量）如何，都报告质量流量。在一个实施例中，通过采用更复杂的基于决策的（decision–based）模型，实现精确的计量器性能，而同时允许计量器的标准归零。这提供精确地报告无流量零速率的计量器输出，同时还提供精确的低流率。
图2示出了根据本发明的实施例的计量器电子设备20。计量器电子设备20可以包括接口301和处理系统303。处理系统303可以包括存储系统304。存储系统304可以包括内部存储器和/或可以包括外部存储器。计量器电子设备20可以生成驱动信号311并将驱动信号311提供至驱动器104。此外，计量器电子设备20可以从拾取器105、105'接收传感器信号310，诸如拾取/速度传感器信号、应变信号、光信号或本领域已知的任何其他信号。在一些实施例中，可以从驱动器104接收传感器信号310。计量器电子设备20可以作为密度计量器操作或者可以作为质量流量计量器操作，其包括作为科里奥利流量计量器操作。应当理解，计量器电子设备20还可以作为一些其他类型的振动传感器组件操作，并且所提供的特定示例不应限制本发明的范围。计量器电子设备20可以处理传感器信号310以获得流过流动导管103A、103B的物料的流动特性。在一些实施例中，计量器电子设备20可以例如从一个或多个电阻式温度检测器（RTD）传感器或其他温度传感器107接收温度信号312。
接口301可以经由引线110、111、111'从驱动器104或拾取器105、105'接收传感器信号310。接口301可以执行任何必要的或期望的信号调理，诸如任何方式的格式化、放大、缓冲等。替代性地，可以在处理系统303中执行信号调理中的一些或全部。此外，接口301可以启用计量器电子设备20与外部设备之间的通信。接口301能够进行任何方式的电子、光学或无线通信。
一个实施例中的接口301可以包括数字转换器302，其中，传感器信号包括模拟传感器信号。数字转换器302可以对模拟传感器信号进行采样和数字化并且产生数字传感器信号。数字转换器302还可以执行任何所需的抽取（decimation），其中，数字传感器信号被抽取以减少所需的信号处理量并且减少处理时间。
处理系统303可以进行计量器电子设备20的操作并且处理来自传感器组件10的流量测量结果。处理系统303可以执行一个或多个处理例程，例如一般操作例程314和校准例程316，并从而处理输入，以便在各种各样的条件下产生精确的一个或多个流量测量结果。
作为校准例程316的实施例的概述的示例，可以在无流量条件下以工厂零值校准系统。在任何时候，用户可以另外地并且可选地执行按钮零点。这些各种零值被存储在存储系统304中。作为操作例程314的一部分，计量器电子设备20可以生成和存储与处理功能相关的值，诸如处理物料的流率、处理物料的密度以及任何用户指定设置，诸如任何后校准补偿，例如但不限于此。
计量器电子设备20输入/测量结果、保存的值/常数、用户设置、保存的表等可以由校准例程316采用。校准例程316监视流量计量器5条件并应用被认为最适合于该条件的校准算法。例如但不限于此，条件可以包括例如用户输入条件。条件还可以包括温度、流体密度、流率、计量器规格、粘度、雷诺数、后校准补偿等的任何组合。可以存在应用为校准例程316的一部分的任何数量的算法。在一个实施例中，第一算法包括按钮零点，并且第二算法包括两速率零点校准。这些只是算法的示例，并且也考虑其他算法。在该示例中，考虑两种算法，但是考虑不同算法的查找表，并且可以根据需要来应用基于条件的最合适的算法。另外，除了不同的算法之外，例如且不限于诸如流量校准因子（FCF）的不同常数可以基于操作条件或用户偏好而应用到所选择的算法。
处理系统303可以包括通用计算机/微处理系统/逻辑电路或一些其他通用或定制的处理设备。处理系统303可以分布在多个处理装置中。处理系统303可以包括任何方式的集成或独立的电子存储介质，诸如存储系统304。
除了别的之外，处理系统303处理传感器信号310，以便产生驱动信号。驱动信号经由引线110提供至驱动器104，以便使相关联的流管（诸如图1的流管103A、103B）振动。
应当理解，计量器电子设备20可以包括本领域中通常已知的各种其他部件和功能。为了简洁起见，从说明书和附图中省略了这些附加特征。因此，本发明不限于所示出和所讨论的具体实施例。
图3是图示根据实施例的操作例程314的一部分的实施例的流程图。操作例程314的该部分有助于确定在确定质量流量中采用哪个归零例程。在步骤300中，测量流管103A、103B中的流体的流率。如果该流率低于在步骤305中确定的低流量截止值，则在步骤310中假设零流量条件。如果是这种情况，则在步骤315中应用第一算法。小于或等于该低流率截止值的流率由计量器电子设备20处理为零流量条件。
例如，在一个实施例中，如果将低流率截止限定为1μs并且流率小于或等于1μs，则假定零流量条件。在另一个实施例中，低流量截止值可以被限定为最大流量的百分比。在另一个实施例中，用户可以停止向流量计量器5的流动，以向流量计量器提供零流量条件参考，在此点处，用户可以启动零校准例程，该零校准例程仅仅是如前所述的“按钮零点”。
如果确定流体流过流量计量器5，则步骤305进行到步骤320，其中，确定流体是高于还是低于密度截止值。如果确定流体低于密度截止，则在步骤325中应用第一算法。另一方面，如果确定流体高于密度截止，则步骤320进行到步骤330。在一个实施例中，密度截止值为800 kg/m3。这仅仅是示例，并且截止值可以大于或小于800 kg/m3。在一个实施例中，用户可以输入流体密度。在另一个实施例中，测量流体的温度，并且基于所测得的温度将预定密度截止调节得更高或更低。在另外一个实施例中，测量流体的压力，并且基于所测得的压力将预定密度截止调节得更高或更低。关于计量器电子设备20的查找表可以存储温度、压力和密度值，从而使得基于过程条件而将适当的密度截止阈值应用到校准例程316。
在步骤330中，可选地确定是否将后校准补偿应用于计量器计算。例如但不限于，具有较高密度的流体可能需要在操作例程314期间应用附加补偿因子。在另一个实施例中，后校准补偿包括替代的FCF。由于并非所有的校准补偿算法在与特定的后校准补偿配对时都会产生精确的结果，所以考虑到这一点是有利的。例如，如果应用V/ρ补偿算法，则经历具有高密度的过程流体的流量的计量器可产生更精确的流率。一旦合适的算法被应用于操作例程314，如在步骤315、325、335或340中那样，在步骤345中计算质量流率。
图4图示了描述初始流量计量器5设置的实施例的流程图。根据本发明的实施例，零点偏移可以包括初始工厂确定的零点偏移。根据本发明的另一个实施例，零点偏移可以包括后续确定的零点偏移。后续确定的零点偏移可以不同于初始确定的零点偏移。特别是在例如当操作条件与确定初始零点偏移时的操作条件不同的情况下可能是如此。后续确定的零点偏移（诸如按钮零点处理）可以在由于变化的操作条件而出现需要时由用户记录。
在步骤400中，确定初始零点偏移（ΔT0），该初始零点偏移可以作为初始出厂设置的一部分来进行。对于初始设定的特定流量计量器5，这使得需要将流量计量器5置于零流量条件下，并且读取所测得的流量。零与测得的流量之间的差作为初始零点偏移（ΔT0）被存储在存储系统304中。一旦在步骤400中确定了初始零点偏移（ΔT0），则建立流量校准因子（FCF），该流量校准因子如前所述为指示所测得的时间延迟（Δtmeasured）与质量流率（）之间的关系的线的斜率。FCF也被存储在存储系统304中。在步骤410中，建立两速率时间延迟（ΔT02）。与用按钮零点建立初始零点偏移（ΔT0）类似，但是两速率时间延迟（ΔT02）在非零流率下被建立。可以在大于最大流量的0％的任何流率下确定两速率时间延迟（ΔT02）。在一个实施例中，例如但不限于，两速率时间延迟（ΔT02）在最大流量的10％处被确定。10％仅仅是示例，并且可以可替代地在小于或大于最大流量的10％的流率处确定两速率时间延迟（ΔT02）。在步骤415中，两速率偏移（ΔT03）被确定并且可被存储在存储系统304中。在一个实施例中，两速率偏移（ΔT03）由等式（2）计算：
(2)
其中:
ΔT02 = 两速率时间延迟
ΔT03 =两速率偏移
ΔT0 =初始零点偏移
等式（2）仅作为示例而提供，因为考虑其他等式以便计算两速率偏移（ΔT03）。
在步骤420中，在计量器电子设备20中存储初始零点偏移（ΔT0）、流量校准因子（FCF）、两速率时间延迟（ΔT02）和两速率偏移（ΔT03）。在一个实施例中，计量器电子设备20将这些值存储在存储系统304中。
最初作为初始流量计量器5设置的一部分导出的值在用于确定质量流率的算法中被采用。在一个实施例中，第一算法包括按钮零点例程。质量流率计算可以采用例如通过按钮零点例程或工厂校准导出的初始零点偏移（ΔT0）并且可以根据等式（1）来计算。在一个实施例中，第二算法包括两速率零例程，并且可以根据等式（3）计算质量流率：
(3)
其中:
=质量流率
FCF=流量校准因子
ΔTmeasured =所测得的时间延迟
ΔT0 =初始零点偏移
ΔT03 =两速率偏移
在一个实施例中，计量器电子设备20基于流量计量器5所经历的条件来优化校准。例如，如果检测到零流量条件，则将第一算法应用于操作例程314。这提供了最佳的零流量精度，并且零点稳定性被保持在流量计量器5的操作规格内。应当注意，如果用户在零流量条件下重新校准流量计量器5，则该按钮零点校准值简单地代替在图4的步骤400中导出的初始零点偏移（ΔT0）。还应当理解，在一个实施例中，记录所有校准数据，以使得用户零点校准不会永久地覆盖过去的零点校准。这允许用户恢复到先前保存的零点校准。
如果存在非零流体流量条件，则确定流体的密度以弄清过程流体是否低于密度截止。由于气体通常导致低的ΔTmeasured值，所以使用第一算法计算更精确的质量流率，如应用于操作例程314。相反，如果存在非零流体流量条件并且流体的密度表明过程流体高于密度截止，则第二算法可以应用于操作例程314。在一个实施例中，如图3的步骤330所示，这只有在没有应用不兼容的后校准补偿时成立。应该注意的是，如果应用后校准补偿，则可以应用第一算法以便保持精度。在相关实施例中，如果应用后校准补偿，则可以应用不是第一算法或第二算法的完全不同的算法。
还应当注意的是，基于存在或不存在零流量条件、高密度流体或低密度流体的存在以及校准后补偿或任何其他流量计量器条件或设置的存在或不存在，替代FCF可以代替在图4的步骤405中建立的FCF，如上所述。
如上所述的本发明提供了在可变操作条件下确定可变零点算法和将可变零点算法应用到振动流量计量器（例如科里奥利流量计量器）的各种方法和装置。虽然上述各种实施例涉及流量计量器，特别是科里奥利流量计量器，但应当理解，本发明不应限于科里奥利流量计量器，而是本文描述的方法可以与其他类型的流量计量器或没有科里奥利流量计量器的一些测量能力的其他振动传感器一起使用。
上述实施例的详细描述并不是本发明人所设想的在本发明的范围内的所有实施例的详尽描述。的确，本领域技术人员将认识到，上述实施例中的某些元件可以被不同地组合或省略以创建其他实施例，并且这些进一步的实施例落在本发明的范围和教导内。对于本领域普通技术人员来说，同样将显而易见的是，上述实施例可以全部或部分组合以在本发明的范围和教导内创建另外的实施例。因此，本发明的范围应由所附权利要求确定。

Claims (28)

1.一种用于操作流量计量器的方法，包括：
测量所述流量计量器中的流体流量；
确定至少一个流体特性；
基于所述流体流量和所述至少一个流体特性来确定多个算法中的优选算法；以及
将所述优选算法应用于操作例程以确定质量流率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定至少一个流体特性的步骤包括确定流体密度的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定流体密度的步骤包括以下步骤：
测量流体密度；
确定流体密度是否低于预定阈值；以及
确定流体密度是否高于预定阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定阈值为800kg/m3。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定至少一个流体特性的步骤包括确定流体温度的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，包括确定是否存在后校准补偿的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个算法至少包括第一算法和第二算法，其中：
所述第一算法包括按钮零点例程；以及
所述第二算法包括两速率零点例程。
8.根据权利要求7所述的方法，其中使用以下等式来确定所述质量流率，该等式包括：
，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；
其中，
按钮零点例程包括通过以下步骤限定初始零点偏移（ΔT0）：
停止向流量计量器的流动以提供零流率条件；以及
启动零点校准例程以将初始零点偏移（ΔT0）限定为在零流率条件期间测得的流率。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，使用以下等式来确定所述质量流率，该等式包括：
，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；以及
ΔT03是两速率偏移；
其中：
两速率零点例程包括通过以下方式限定两速率偏移（ΔT03）：
从零点偏移（ΔT0）减去两速率时间延迟（ΔT02），其中，两速率时间延迟（ΔT02）是在非零流率条件期间测得的流量值。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述流量计量器中的流体流量小于低流量截止值时，所述优选算法包括所述第一算法。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述低流量截止值在40ns与1000ns之间。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述低流量截止值包括指示低流量截止值的用户输入。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述流量计量器中的流体密度低于预定阈值时，所述优选算法包括所述第一算法。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，当存在后校准补偿时，所述优选算法包括所述第一算法。
15.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述流量计量器中的流体流量大于低流量截止值、所述流量计量器中的流体密度高于预定阈值并且不存在后校准补偿时，所述优选算法包括所述第二算法。
16.一种被配置为测量其中的流体的流率和密度的流量计量器（5），包括：
计量器电子设备（20），所述计量器电子设备（20）包括处理系统（303）和存储系统（304）；
多个拾取器（105、105'），所述多个拾取器（105、105'）固定至与计量器电子设备（20）连通的流量计量器（5）导管（103A、103B）；
驱动器（104），所述驱动器（104）固定至与计量器电子设备（20）连通的流量计量器（5）导管（103A、103B）；
其中，所述计量器电子设备（20）被配置为测量传感器组件（10）中的过程流体的流体流量并且确定所述过程流体的至少一个流体特性；以及
其中，所述计量器电子设备（20）被配置为基于所述流体流量和所述至少一个流体特性来确定多个算法中的优选算法，并且被配置为将所述优选算法应用于操作例程（314）。
17.根据权利要求16所述的流量计量器（5），其中所述至少一个流体特性包括流体相。
18.根据权利要求16所述的流量计量器（5），其中，所述至少一个流体特性包括流体密度，并且其中所述计量器电子设备（20）被配置为如果密度低于预定阈值，则确定所述流体是气体，并且被配置为如果密度高于预定阈值，则确定所述流体是液体。
19.根据权利要求18所述的流量计量器（5），其中所述预定阈值为800kg/m3。
20.根据权利要求16所述的流量计量器（5），其中所述多个算法至少包括第一算法和第二算法，其中：
所述第一算法包括按钮零点例程；以及
所述第二算法包括两速率零点例程。
21.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，所述质量流率算法包括以下等式：
，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；
其中：
所述按钮零点例程包括初始零点偏移（ΔT0），所述初始零点偏移（ΔT0）限定为在流量计量器（5）经历零流率条件时所测得的流率。
22.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，所述质量流率算法包括以下等式：
，其中：
是质量流率；
FCF是流量校准因子；
ΔTmeasured是所测得的时间延迟；
ΔT0是初始零点偏移；以及
ΔT03是两速率偏移；
其中：两速率零点例程包括通过从零点偏移（ΔT0）减去两速率时间延迟（ΔT02）限定的两速率偏移（ΔT03），其中，两速率时间延迟（ΔT02）是在非零流率条件期间测得的流率值。
23.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，当所述流量计量器中的流体流量小于低流量截止值时，所述优选算法包括第一算法。
24.根据权利要求23所述的流量计量器（5），其中，所述低流量截止值在40ns与1000ns之间。
25.根据权利要求23所述的流量计量器（5），其中，所述低流量截止值包括指示低流量截止值的用户输入。
26.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，当所述流量计量器中的流体是气体时，所述优选算法包括第一算法。
27.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，当存在后校准补偿时，所述优选算法包括第一算法。
28.根据权利要求20所述的流量计量器（5），其中，当所述流量计量器中的流体流量大于低流量截止值、所述流量计量器中的流体是液体并且不存在后校准补偿时，所述优选算法包括所述第二算法。
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