CN1879011A

CN1879011A - 流量计类型识别

Info

Publication number: CN1879011A
Application number: CNA2003801108140A
Authority: CN
Inventors: P·J·海斯
Original assignee: Micro Motion Inc
Current assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: KR20060132635A; CA2547348C; US20070193334A1; JP4787618B2; EP1709402A1; KR100971785B1; BR0318620A; BRPI0318620B1; AU2003297868A1; EP1709402B1; MXPA06006361A; HK1100970A1; AR046735A1; WO2005062003A1; US7523639B2; CA2547348A1; JP2007521470A; CN100472189C

Abstract

依据本发明的实施例，提供一种流量计监控系统(100)。该流量计监控系统(100)包括通信接口(101)，其被配置成与一个或多个流量计通信，并且接收所述一个或多个流量计的一个流量计的仪表校准值。该流量计监控系统(100)还包括处理系统(102)，该处理系统与该通信接口(101)通信，并且被配置成从该通信接口(101)接收仪表校准值，以及将仪表校准值与已知的仪表校准值(114)相关以便确定该流量计类型。

Description

流量计类型识别

技术领域

本发明涉及流量计类型识别，更具体而言，涉及使用仪表(meter)校准值的流量计类型识别。

背景技术

流量计被用于测量流动液体的质量流速。存在许多种流量计，并且它们适应于各种应用和流动物质。例如，对于不同的流管线大小、管材料、压力等级、温度等级、精度等级等等可以有不同的流量计类型/型号。每个流量计类型可以具有流量计系统为了获得最佳性能而必须考虑的唯一特征。例如，一些流量计类型可能需要以特定位移水平振动的流管装置。在另一例子中，一些流量计类型可能需要专用补偿算法。

流量计电子装置典型地包含所存储的仪表校准值。流量计使用这些仪表校准值以便精确地测量质量流速和密度。仪表校准值可以包括从诸如在工厂之类的测试条件下的测量中得到的校准值。因此，每个流量计可以具有唯一校准值。

一种流量计是科里奥利流量计。正如在1985年1月1日颁发给J.E.Smith等人的美国专利No.4,491,025和1982年2月11日颁发给J.E.Smith的Re.31,450中所公开的，已知的是使用科里奥利质量流量计来测量流过管线的物质的质量流量和其他信息。这些流量计具有一个或多个不同结构的流管。每个导管结构可被看作具有一组固有振动模式，所述固有振动模式例如包括单纯弯曲、扭转、径向和耦合的模式。在典型的科里奥利质量流量测量应用中，当物质流过导管时，以一种或多种振动模式来激励该导管结构，并且在沿该导管间隔开的点处测量该导管的运动。物质填充系统的振动模式由所述流管和所述流管内物质的组合质量来部分地限定。当没有物质流过所述流量计时，沿流管的所有点以相同的相位振荡。当物质开始流过该流管时，科里奥利加速度引起沿该流管的各个点相对于沿该流管的其它点具有不同的相位。在所述流管入口侧的相位滞后于驱动器，而在出口侧的相位超前于驱动器。传感器被放置在所述流管上的不同点处以产生正弦信号，所述正弦信号表示在不同点处所述流管的运动。以时间为单位计算从所述传感器接收到的信号的相位差。传感器信号之间的相位差与流过所述一个流管或多个流管的物质的质量流速成比例。

所述物质的质量流速是通过将相位差乘以流量校准因子(FCF)来确定的。在将流量计安装到管线中之前，FCF由校准过程来确定。在所述校准过程中，流体以给定的流速通过该流管，并且计算相位差和流速之间的关系(即FCF)。随后流量计通过将FCF乘以两个拾取信号的相位差来确定流速。另外，在确定流速时还可以考虑其它校准因子。

许多流量计应用包括流量计网络，该流量计网络包含工作在某种通信网络中的多个单独的流量计。该网络一般包含流量计监控系统，该流量计监控系统收集所测量的流量数据，并且控制和协调各种流量计的操作。该流量计网络可包含不同尺寸、型号、型号年度、以及电子装置和软件版本的流量计。在这种设置中，理想的是容易和自动地识别流量计类型，以使能够有效和适当地执行维护和升级过程。

当电子流量计最初被开发时，流量计类型的识别和跟踪不是问题。这是由于相对较少的流量计制造商和较少的流量计型号。因此，流量计类型的人工跟踪和记录保持是容易的。然而，在下述条件下设计流量计是不可能的，即没有对于特定和变化的应用设计唯一的特征，而同时还得到较低成本、较高性能、较小占地面积(footprint)、以及流量计的其它理想的方面。因此，流量计类型的数目已经激增以便适合特定和大范围的需要。

一种现有技术的方法需要用户将传感器型号/类型输入流量计监控设备中，例如通过输入代码或标识符。如果进行输入的人对于流量计和流量计类型是在行的，则这种方法是可接受的。然而，该现有技术的方法具有缺点。该现有技术的方法依赖于进行输入的人至少相当熟悉流量计类型，依赖于该人知道如何将数据输入发送器或监控设备，以及依赖于代码或标识符的完整、无错误和准确的输入。

另一种现有技术的方法将在流量计中包含存储设备。该存储设备存储流量计类型数据以作为可读代码或标识符。远程流量计监控系统可以查询存储器以得到流量计类型代码或标识符。然而，这种现有技术的方法也有缺点。存储设备显著地增加了流量计的成本。此外，诸如固态存储器之类的存储设备是相对较易碎的器件，该器件不适合包含在流量计的高温和高振动环境中。

又一种现有技术的方法是将电阻器包含到流量计中，其中电阻器产生被远程读取的相对较唯一的电压/电流响应。电阻器是可被容易地集成到流量计中的便宜且耐用的器件。然而，这种现有技术方法也有缺点。为了描述每个流量计型号，日益增加的流量计类型的数目使越来越小的电阻范围的使用成为必要。当电阻容差是临界值时，这导致不确定性。此外，全部流量计类型识别将需要流量计制造商之间的协调。

又一种现有技术的方法是诱发受检(subject)流量计的初始振动并测量所得的流管振动的频率。然后使所得的振动频率与流量计类型相关。然而，这种现有技术的方法也有缺点。该振动测试必须被正确地实施，并且流量计必须被设置为适当的测试条件。另外，该测试可能导致所测量的没有充分指示流量计类型的响应振动。流量计的容差变化连同环境条件的变化一起可能导致不正确的流量计类型确定。

发明内容

通过提供一种用于流量计类型识别的系统和方法来解决上面和其它的问题以及实现现有技术的进步。

依据本发明的实施例，提供一种流量计监控系统。该流量计监控系统包括通信接口，该通信接口被配置成与一个或多个流量计通信，并且接收所述一个或多个流量计的一个流量计的仪表校准值。该流量计监控系统还包括处理系统，该处理系统与该通信接口通信，并且被配置成从该通信接口接收仪表校准值以及将仪表校准值与已知的仪表校准值相关以便确定该流量计类型。

依据本发明的实施例，提供一种用于确定流量计的流量计类型的流量计类型识别方法。该方法包括接收流量计的仪表校准值，以及将该仪表校准值与已知的仪表校准值相关以便确定该流量计类型。

依据本发明的实施例，提供一种用于确定流量计的流量计类型的软件产品。该软件产品包括控制软件，该控制软件被配置成指导处理系统接收流量计的仪表校准值，并且将该仪表校准值与已知的仪表校准值相关以便确定流量计类型。该软件产品还包括存储该控制软件的存储系统。

下面阐述本发明的多个方面。在本发明的一个方面中，仪表校准值包括流量校准因子(FCF)和静态谐波频率(K1)值。

在本发明的另一方面中，已知的仪表校准值包括将特定流量计类型链接至特定组的仪表校准值的数据结构。

在本发明的又一个方面中，所确定的流量计类型连同该流量计的流量计标识符一起被存储在数据结构中。

在本发明的又一个方面中，从流量计中接收该流量计的仪表校准值。

在本发明的又一个方面中，通过用户接口接收该流量计的仪表校准值。

在本发明的又一个方面中，流量计监控系统包括流量计部件。

附图说明

图1示出依据本发明实施例的流量计监控系统；

图2是示出在一些流量计类型与FCF和K1值之间关系的图；以及

图3是依据本发明实施例的流量计类型识别方法的流程图。

具体实施方式

图1-3和下面的说明描述了教导本领域熟练技术人员如何实现和使用本发明的最佳方式的特定例子。为了教导本发明原理的目的，一些常规方面已被简化或省略。本领域熟练技术人员将认识到处于本发明范围内的根据这些例子的变化。为了简短起见，下面的例子使用两种方式来表示。应当理解可以使用多于两种的方式。本领域熟练技术人员将认识到，下述特征可以以各种方式被组合以形成本发明的多种变化。因此，本发明不限于下述的特定例子，而是仅仅由权利要求书及其等同物来限定。

图1示出依据本发明实施例的流量计监控系统100。该流量计监控系统100可以包括单独的流量计、流量计发送器、远程终端等。该流量计监控系统100可以收集所测量的流量数据，并且可以控制和协调一个或多个各种各样的流量计的操作。在一些实施例中，该流量计监控系统100可以与一个或多个流量计150通信，例如在一个实施例中经由网络170。

例如，流量计150可以包括科里奥利流量计。该流量计150可以包含所存储的仪表校准值，例如流量校准因子(FCF)151和静态谐波频率(K1)值152。该FCF表示特定流量计装置的流管几何结构。FCF可以考虑在制造过程中流管装置尺寸的变化，以及还可以考虑由流管材料的性能变化而引起的振动响应的变化。K1值表示流管装置的静态谐波频率，正如在空气处于流管装置中并且在校准温度0摄氏度下所测量的。K1值典型地是以频率为单位或者以时间为单位(即波周期)。其它仪表校准值(未示出)可以包括但不限于K2值(除了用于流量计装置中的水之外与K1相同)、用于密度的流动效应的K3值、温度校准值等等。其它仪表校准值被考虑并被包括在本发明和权利要求的范围内。

在一个实施例中的流量计监控系统100包括通信接口101和处理系统102，并且可以包括用户接口130。流量计监控系统100接收流量计150的仪表校准值。流量计监控系统100使用该仪表校准值来确定流量计150的流量计类型。

在可选实施例中，流量计监控系统100包括流量计部件，即流量计监控系统100包括流量计150的一部分。因此，流量计150可以使用仪表校准值来确定它自己的流量计类型。此外，流量计150可以从其他流量计接收仪表校准值并识别仪表类型。

流量计类型取决于多种因素，所述因素包括制造商、流管装置的精度等级、压力等级、温度等级、在制造流管装置时所使用的一种材料或多种材料、以及制造流量计的管的线尺寸。这些流量计特征中的每个可以影响或控制流量计类型的确定(参见图2和附随的讨论)。

有利地，流量计监控系统100可以远程读取仪表校准值，例如通过通信接口101从流量计150得到仪表校准值。该值可经由总线或通信链路被读取，或者可以经由无线链路被读取。该值可在任何时间被读取。可选择地，仪表校准值可由用户通过用户接口130直接输入流量计监控系统100。在另一可选例中，通过通信接口101可以从其它远程设备中得到仪表校准值。

在流量计150的流量计电子装置的操作中使用仪表校准值以校准质量流量测量。典型地通过在工厂中在测试条件下的测量来得到该仪表校准值。在流量计被从工厂发货之前，该仪表校准值通常被存储在仪表电子装置中。另外，仪表校准值可由用户在现场编程或重新编程到仪表电子装置中。有利地，如果受检流量计150被重新构造，则该值可被重新编程，以使受检流量计150仍可依据本发明被识别。通过贴到流量计上的标签通常有助于该编程，该标签被戳印、压印或印刷有工厂测量的仪表校准值。因此，如果需要，用户可以利用正确的校准信息来重新编程，例如在流量计的功率损耗、存储丢失、重新配置等的情况中。

通信接口101被配置成与流量计150和其它流量计通信，并且还可被用于与其它流量计网络设备通信。例如，通信接口101可以从流量计150中接收仪表校准值。可选择地，通信接口101可以从远程终端或设备中接收仪表校准值。

通信接口101可以包括任何类型的通信设备。在一个实施例中，通信接口101包括调制解调器、网卡等，其被配置成经由网络170进行通信。网络170可以包括有线网络，该有线网络包含交换网络或数字分组网络。在另一实施例中，通信接口101包括无线通信设备，举例来说，例如无线电或光学接收器或收发器。

处理系统102实施流量计监控系统100的操作。该处理系统102与通信接口101通信，并且被配置成从通信接口101接收仪表校准值，以及将该仪表校准值与已知的仪表校准值相关以确定流量计150的流量计类型。处理系统102可以包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路或某一其它通用或定制的处理设备。处理系统102可被分布在多个处理设备中。该处理系统102可以包括任何种类的集成或独立的电子存储介质，举例来说，例如存储系统103。

存储系统103可以包含FCF存储器110、K1存储器112、已知的仪表校准值114和流量计类型存储器116。该FCF存储器110和K1存储器112可以存储所接收的用于流量计类型识别的FCF和K1值。已知的仪表校准值114可以包括数据结构，该数据结构存储用于识别流量计类型的已知值(在下面讨论)。例如，已知的仪表校准值114可以包括数据表。然而应当理解，其它数据结构也可用于存储和相关仪表校准值。流量计监控系统100可以将确定的流量计类型识别存储在流量计类型存储器116中。

在一个实施例中，已知的仪表校准值被存储在相关表114中。相关表114可以包括多个仪表类型记录。相关表114的仪表类型记录包括一组已知的仪表校准值和用于该组已知的仪表校准值的对应仪表类型。因此，对于特定组的仪表校准值的输入，相关表114输出匹配该特定组的仪表校准值的唯一流量计类型。

图2是示出在一些流量计类型与FCF和K1值之间关系的图。应当注意到，未将所有的流量计类型示出在该图中。从该图中可以看出，用于每个所表示的流量计类型的FCF和K1值是紧密成群的。因此，通过将受检流量计的仪表校准值与这些已知的参数和群相关，可以确定受检流量计150的流量计类型。

图3是依据本发明实施例的流量计类型识别方法的流程图300。可以由图1的流量计监控系统100来执行流量计类型识别方法，以及可以以软件产品来实现该流量计类型识别方法。该软件产品可以在流量计监控系统100被执行。在步骤301中，接收要识别的流量计的仪表校准值。如前所述，仪表校准值可以包含FCF和K1值。仪表校准值可以在当前或先前从受检流量计150接收，可以在当前或先前通过用户接口从用户那里接收，或者可以在当前或先前从远程终端接收。

在步骤302中，使接收的仪表校准值与已知的仪表校准值相关，该已知的仪表校准值基本上表示各种流量计类型。通过将受检流量计150的仪表校准值与已知的仪表校准值基本上匹配，可以执行该相关。例如，通过使用某种数据结构例如数据表可以实现该相关。

在可选步骤303中，存储所确定的流量计类型。所确定的流量计类型连同受检流量计150的流量计标识符一起可被存储在某种数据结构中。流量计标识符可以是网络地址、流量计编号、流量计序列号、指定的流量计编号等的任何种类，其被用于识别受检流量计150。例如，该流量计类型可以包括科里奥利流量计类型。

有利地，通过将FCF和K1值与已知的流量计类型相关，流量计监控系统100(和方法)可以确定流量计类型。这两段信息在所有科里奥利流量计中被使用，并且足以精确表征科里奥利流量计。因此，本发明可以确定流量计的特征，包括例如制造商、流管装置线尺寸、流管装置材料、流管装置压力等级、流管装置温度等级、以及流管装置精度等级。

依据本发明的流量计类型识别系统和方法与现有技术的不同之处在于，仪表校准值被用于确定流量计类型。不需要由用户输入额外的代码或标识符。用户不必执行任何额外的步骤以便实现流量计类型识别。

如果希想，依据本发明的流量计类型识别可以依据任一实施例来实现，以便得到若干优点。该流量计类型识别提供低成本的流量计类型确定。在流量计或流量计监控系统中不需要额外的硬件，并且通过附加的软件程序可以实现本发明。该流量计类型识别提供精确而可靠的流量计类型识别，而没有引入另外的可靠性问题。该流量计类型识别提供了在用户或系统操作者方面不需要任何附加动作或操作的流量计类型识别。该流量计类型识别提供了使用在流量计或流量计系统或网络内的固有信息的流量计类型识别。而且，该流量计类型识别提供了下述的流量计类型识别，即如果所确定的流量计类型不同于预期的流量计类型，则它能够向用户通知FCF或K1值的输入错误。

Claims

1.一种流量计监控系统(100)，包括：

通信接口(101)，其被配置成与一个或多个流量计通信，并且接收所述一个或多个流量计的一个流量计的仪表校准值；以及

处理系统(102)，其与该通信接口(101)通信，并且被配置成从该通信接口(101)接收该仪表校准值，以及将该仪表校准值与已知的仪表校准值(114)相关以便确定该流量计类型。

2.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其具有包括流量校准因子(FCF)的仪表校准值。

3.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其具有包括静态谐波频率(K1)值的仪表校准值。

4.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其具有包括将特定流量计类型链接至特定组的仪表校准值的数据结构的已知的仪表校准值(114)。

5.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其具有被进一步配置成将所确定的流量计类型连同该流量计的流量计标识符一起存储在数据结构中的处理系统(102)。

6.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其中从流量计中接收该流量计的仪表校准值。

7.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其中通过用户接口(130)接收该流量计的仪表校准值。

8.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其具有包括科里奥利流量计类型的流量计类型。

9.权利要求1所述的流量计监控系统(100)，其中流量计监控系统包括流量计部件。

10.一种用于确定流量计的流量计类型的流量计类型识别方法，包括：

接收流量计的仪表校准值；以及

将该仪表校准值与已知的仪表校准值(114)相关，以便确定该流量计类型。

11.权利要求10所述的方法，其具有包括流量校准因子(FCF)的仪表校准值。

12.权利要求10所述的方法，其具有包括静态谐波频率(K1)值的仪表校准值。

13.权利要求10所述的方法，其具有包括将特定流量计类型链接至特定组的仪表校准值的数据结构的已知的仪表校准值(114)。

14.权利要求10所述的方法，进一步包括将所确定的流量计类型连同该流量计的流量计标识符一起存储在数据结构中。

15.权利要求10所述的方法，其中从流量计中接收该流量计的仪表校准值。

16.权利要求10所述的方法，其中通过用户接口(130)接收该流量计的仪表校准值。

17.权利要求10所述的方法，其具有出现在流量计监控系统(100)中的相关。

18.权利要求10所述的方法，其具有包括科里奥利流量计类型的流量计类型。

19.权利要求10所述的方法，其中流量计监控系统包括流量计部件。

20.一种用于确定流量计的流量计类型的软件产品，包括：

控制软件，其被配置成指导处理系统来接收流量计的仪表校准值，并且将该仪表校准值与已知的仪表校准值(114)相关以便确定流量计类型；以及

存储该控制软件的存储系统。

21.权利要求20所述的软件产品，其具有包括流量校准因子(FCF)的仪表校准值。

22.权利要求20所述的软件产品，其具有包括静态谐波频率(K1)值的仪表校准值。

23.权利要求20所述的软件产品，其具有包括将特定流量计类型链接至特定组的仪表校准值的数据结构的已知的仪表校准值(114)。

24.权利要求20所述的软件产品，进一步包括将所确定的流量计类型连同该流量计的流量计标识符一起存储在数据结构中。

25.权利要求20所述的软件产品，其中从流量计中接收该流量计的仪表校准值。

26.权利要求20所述的软件产品，其中通过用户接口(130)接收该流量计的仪表校准值。

27.权利要求20所述的软件产品，其具有出现在流量计监控系统(100)中的相关。

28.权利要求20所述的软件产品，其具有包括科里奥利流量计类型的流量计类型。

29.权利要求20所述的软件产品，其中流量计监控系统包括流量计部件。