BRPI0913112B1

BRPI0913112B1 - Fluxímetro, e, método

Info

Publication number: BRPI0913112B1
Application number: BRPI0913112-4A
Authority: BR
Inventors: Keith V. Groeschel; Henry C. Straub
Original assignee: Daniel Measurement And Control, Inc.
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2019-06-18
Also published as: CA2721968C; BRPI0913112A2; MX2010012570A; US20100005901A1; EP2310808A2; WO2010005667A2; EP2310808B1; BRPI0913112B8; RU2011104583A; EP2310808B2; US7735380B2; CN102047080A; CA2721968A1; CN105424109A; WO2010005667A3; EP2310808A4; RU2478189C2

Abstract

fluxímetro, e, método coordenação de subsistemas de medição de um fluxímetro. pelo menos algumas das modalidades ilustrativas são fluxímetros que compreendem uma peça de bobina que define uma passagem central, uma primeira pluralidade de pares de transdutores mecanicamente acoplados à peça de bobina, primeiros componentes eletrônicos de controle eletricamente acoplados à primeira pluralidade de pares de transdutores (os primeiros componentes eletrônicos de controle configurados para ativar seletivamente cada par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores), uma segunda pluralidade de pares de transdutores mecanicamente acoplados à peça de bobina, segundos componentes eletrônicos de controle, diferentes dos primeiros componentes eletrônicos de controle (os segundos componentes eletrônicos de controle eletricamente acoplados à segunda pluralidade de pares de transdutores, os segundos componentes eletrônicos de controle configurados para ativar seletivamente cada par de transdutores da segunda pluralidade de pares de transdutores). os primeiros e segundos componentes eletrônicos de controle comunicativamente acoplados e configurados para coordenar a ativação de seus respectivos pares de transdutores.

Description

“FLUXÍMETRO, E, MÉTODO” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [001] Depois que hidrocarbonetos são removidos do solo, o fluxo contínuo de fluido (por exemplo, petróleo bruto, gás natural) é transportado de um lugar para o outro por meio de dutos. É desejável saber com precisão a quantidade de fluido que flui no fluxo contínuo, e precisão em particular é demandada quando o fluido mudar de mãos ou quando houver transferência sob custódia. Fluxímetros ultrassônicos podem ser usados para medir a quantidade de fluido que flui em um duto, e fluxímetros ultrassônicos têm suficiente precisão para serem usados em transferência sob custódia.

[002] O valor de gás que muda de mãos no ponto de transferência sob custódia em um duto com alto volume de gás natural pode somar até um milhão de dólares ou mais em um único dia. Assim, em algumas situações de transferência sob custódia, um único corpo medidor aloja dois fluxímetros ultrassônicos independentes. Dois medidores habilitam redundância no caso de falha de um medidor e, em situações em que ambos os fluxímetros estão operacionais, a precisão de volumes de fluxo gravados pode ser verificada pela comparação de duas medições independentes. Entretanto, ter dois fluxímetros ultrassônicos independentes no mesmo corpo medidor pode criar dificuldades na operação e/ou na medição pelos medidores.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [003] Para uma descrição detalhada das modalidades exemplares, agora, referência será feita aos desenhos anexos nos quais:

a figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um fluxímetro de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 2 mostra uma vista parcial com corte em elevação de um fluxímetro de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 3 mostra uma vista de extremidade em elevação de um fluxímetro e em relação a um primeiro subsistema de medição de acordo com

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 7/40 / 26 pelo menos algumas modalidades;

a figura 4 mostra uma vista em elevação de um fluxímetro e em relação a um primeiro subsistema de medição de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 5 mostra uma vista de extremidade em elevação de um fluxímetro e em relação a um segundo subsistema de medição de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 6 mostra uma vista em elevação de um fluxímetro e em relação a um segundo subsistema de medição de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 7 mostra uma vista em elevação de um fluxímetro de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 8 mostra componentes acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 9 mostra componentes acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 10 mostra componentes acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 11 mostra componentes acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 12 mostra componentes acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 13 mostra componentes eletrônicos eletrônicos eletrônicos eletrônicos eletrônicos eletrônicos de de de de de controle controle controle controle controle de de de de de de controle acoplados em um computador de fluxo de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 14 mostra componentes eletrônicos de controle acoplados em uma rede de computadores de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 15 mostra um diagrama de temporização de acordo

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 8/40 / 26 com pelo menos algumas modalidades;

a figura 16 mostra um diagrama de temporização de acordo com pelo menos algumas modalidades;

a figura 17 mostra um diagrama de temporização de acordo com pelo menos algumas modalidades; e a figura 18 mostra um método de acordo com pelo menos algumas modalidades.

NOTAÇÃO E NOMENCLATURA [004] Certos termos são usados por toda a seguinte descrição e reivindicações para dizer respeito a componentes do sistema em particular. Como versados na técnica percebem, companhias fabricantes de medidor podem se referir a um componente por diferentes nomes. Este documento não pretende distinguir entre componentes que diferem em nome, mas não em função.

[005] Na seguinte discussão e nas reivindicações, os termos incluindo e compreendendo são usados de uma maneira aberta e, assim, devem ser interpretados significando incluindo, mas sem limitações... . Também, pretende-se que os termos acopla ou acoplam signifiquem uma conexão tanto indireta quanto direta. Assim, se um primeiro dispositivo acoplar em um segundo dispositivo, esta conexão pode ser através de uma conexão direta ou através de uma conexão indireta, por meio de outros dispositivos e conexões.

[006] Peça de bobina e/ou corpo medidor devem dizer respeito a um componente fresado a partir de uma única fundição. Uma peça de bobina e/ou corpo medidor criado a partir de fundições separadas acopladas em conjunto (por exemplo, conexão de flange, soldado) não devem ser considerados uma peça de bobina ou corpo medidor com os propósitos desta divulgação e das reivindicações.

[007] Ativação, em relação a um par de transdutores, deve

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 9/40 / 26 significar um ou ambos de: emissão de um sinal acústico por um primeiro transdutor do par de transdutores; e recepção do sinal acústico por um segundo transdutor do par de transdutores.

DESCRIÇÃO DETALHADA [008] A seguinte discussão é direcionada a várias modalidades da invenção. Embora uma ou mais destas modalidades possam ser preferidas, as modalidades divulgadas não devem ser interpretadas, ou de outra forma usadas, limitando o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações. Além do mais, versados na técnica entendem que a seguinte descrição tem ampla aplicação, e pretende-se que a discussão de qualquer modalidade seja apenas exemplar desta modalidade, e não se pretende intimar que o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações, seja limitado a esta modalidade. Adicionalmente, as várias modalidades foram desenvolvidas no contexto da medição de fluxos de hidrocarboneto (por exemplo, petróleo bruto, gás natural), e a descrição é consequência do contexto do desenvolvimento. Entretanto, os sistemas e métodos descritos são igualmente aplicáveis à medição de qualquer fluxo de fluido (por exemplo, substâncias criogênicas, água).

[009] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva do fluxímetro 100, compreendendo um número suficiente de pares de transdutores em que medições redundantes de fluxo podem ser feitas. Em particular, o corpo medidor ou a peça de bobina 102 são configurados para colocação entre seções de um duto, tal como pela conexão da peça de bobina 102 no duto por meio dos flanges 104. A peça de bobina 102 tem um tamanho predeterminado e define uma passagem central 106 através da qual o fluido medido flui. O fluxímetro 100 compreende adicionalmente uma pluralidade de pares de transdutores. Na vista em perspectiva da figura 1, apenas um transdutor de cada um dos oito pares de transdutores ilustrativos está visível. Em particular, o transdutor 108 no alojamento 110 é pareado com um transdutor (não

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 10/40 / 26 visível) no alojamento 112. Igualmente, os transdutores restantes no alojamento 110 são pareados com transdutores (não visíveis) no alojamento 112. Similarmente, o transdutor 114 no alojamento 116 é pareado com um transdutor (não visível) no alojamento 118. Igualmente, os transdutores restantes no alojamento 116 são pareados com transdutores (não visíveis) no alojamento 118.

[0010] A figura 2 ilustra uma vista parcial com corte em elevação do sistema da figura 1. Em particular, a figura 2 mostra que um par de transdutores ilustrativo 108A e 108B fica localizado ao longo do comprimento da peça de bobina 102. Os transdutores 108A e 108B são transceptores acústicos e, mais particularmente, transceptores ultrassônicos, significando que eles tanto geram quanto recebem energia acústica com frequências acima de cerca de 20 kilohertz. A energia acústica é gerada e recebida por um elemento piezelétrico em cada transdutor. Para gerar um sinal acústico, o elemento piezelétrico é eletricamente estimulado por meio de um sinal senoidal, e ele responde por vibração. A vibração do elemento piezelétrico gera o sinal acústico que se desloca através do fluido medido na passagem central 106 até o transdutor correspondente do par de transdutores. Similarmente, mediante ser atingido pela energia acústica (isto é, o sinal acústico e outros sinais de ruído) o elemento piezelétrico receptor vibra e gera um sinal elétrico que é detectado, digitalizado e analisado por componentes eletrônicos associados com o medidor.

[0011] Um trajeto 120, algumas vezes referido como uma corda ou um trajeto cordal, existe entre os transdutores ilustrativos 108A e 108B em um ângulo θ em relação a uma linha central 122. O comprimento da corda 120 é a distância entre a face do transdutor 108A e a face do transdutor 108B. Um fluido (por exemplo, petróleo bruto, gás natural, gás natural liquefeito) flui em uma direção 150. Inicialmente, o transdutor à jusante 108B gera um sinal acústico que se propaga através do fluido na peça de bobina 102 e,

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 11/40 / 26 então, incide sobre o transdutor à montante 108A, e é detectado por ele. Pouco tempo depois (por exemplo, poucos milissegundos), o transdutor à montante 108A gera um sinal acústico de retorno que se repropaga através do fluido na peça de bobina 102 e, então, incide sobre o transdutor à jusante 108B, e é detectado por ele. Assim, os transdutores ilustrativos 108A e 108B realizam transmissão e recepção com os sinais acústicos ao longo do trajeto cordal 120. Durante a operação, esta sequência pode ocorrer centenas de vezes por minuto.

[0012] O tempo de trânsito do sinal acústico entre os transdutores

108A e 108B depende, em peça, se o sinal acústico está se deslocando à montante ou à jusante em relação ao fluxo de fluido. O tempo de trânsito para um sinal acústico que se desloca à jusante (isto é, na mesma direção do fluxo de fluido, definida pela seta 150) é menor que seu tempo de trânsito quando se desloca à montante (isto é, contra o fluxo de fluido, oposto à direção da seta 150). Os tempos de trânsito à montante e à jusante podem ser usados para calcular a velocidade média de fluxo do fluido ao longo da corda, e/ou próximo dela, e os tempos de trânsito podem ser usados para calcular a velocidade do som no fluido medido.

[0013] De acordo com as várias modalidades, o fluxímetro 100 realiza duas medições de fluxo separadas e independentes com transdutores na mesma peça de bobina. Em particular, quatro dos oito pares de transdutores ilustrativos são associados com um primeiro subsistema de medição de fluxo, e os quatro pares restantes dos oito pares de transdutores ilustrativos são associados com um segundo subsistema de medição de fluxo. Em outras modalidades, mais ou menos pares de transdutores podem ser usados por cada subsistema de medição, e o número de pares de transdutores entre os subsistemas de medição não precisa ser o mesmo. Independente do número de pares de transdutores usados por cada subsistema de medição, quando cada subsistema de medição de fluxo estiver em operação, as medições de fluxo

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 12/40 / 26 separadas podem ser comparadas e, assim, usadas para verificar o fluxo de fluido através do medidor. Em casos em que um subsistema de medição de fluxo está inoperável (por exemplo, um par de transdutores falha), o segundo subsistema de medição de fluxo pode continuar a ser usado para medir o fluxo de fluido.

[0014] A figura 3 ilustra uma vista de extremidade elevada de uma extremidade do fluxímetro 100 em relação a um primeiro subsistema de medição. O primeiro subsistema de medição de fluxo da figura 3 compreende quatro trajetos cordais A, B, C e D em elevações variadas na peça de bobina 102. Em particular, a corda A é uma corda mais superior, a corda B é uma corda semissuperior, a corda C é a corda semi-inferior e a corda D é a corda mais inferior. As designações de elevação superior e inferior, e as variantes, são em relação à gravidade. Cada trajeto cordal A-D corresponde a um par de transdutores que se comporta, alternadamente, como um transmissor e um receptor. Também são mostrados na figura 3 os componentes eletrônicos do medidor 152, que adquirem e processam os dados dos quatro trajetos cordais ilustrativos A-D (e, possivelmente, outros). Estão ocultos da vista da figura 3, em virtude do flange, os quatro pares de transdutores que correspondem aos trajetos cordais A-D. A figura 3 mostra apenas a orientação elevacional das quatro cordas ilustrativas do primeiro subsistema de medição, e não é clara se estas cordas são paralelas ou coplanares.

[0015] A figura 4 mostra uma vista em elevação do fluxímetro 100 (com os alojamentos 110, 112, 116 e 118 não mostrados) para ilustrar os relacionamentos das cordas de um primeiro subsistema de medição de acordo com pelo menos algumas modalidades. Em particular, um primeiro par de transdutores 108A e 108B (que corresponde à corda mais superior, corda A) define um trajeto cordal em um ângulo não perpendicular θ em relação à linha central 122 da peça de bobina 102. Um outro par de transdutores 154A e 154B (que corresponde à corda semissuperior, corda B) define um trajeto

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 13/40 / 26 cordal que forma imprecisamente a forma de um X em relação ao trajeto cordal dos transdutores 108A e 108B e, em algumas modalidades, o trajeto cordal para os transdutores 154A e 154B é perpendicular ao trajeto cordal para os transdutores 108A e 108B. Similarmente, um terceiro par de transdutores 156A e 156B (que corresponde à corda semi-inferior, corda C) define um trajeto cordal paralelo ao trajeto cordal para os transdutores 108A e 108B, mas inferior na passagem central em relação ao trajeto cordal tanto para os transdutores 108A e 108B quanto para os transdutores 154A e 154B. Não é explicitamente mostrado na figura 4, em virtude da curvatura da peça de bobina ilustrativa 102, um quarto par de transdutores 158 (transdutor 158B mostrado na figura 1) (que corresponde à corda mais inferior, corda D) que define um trajeto cordal paralelo ao trajeto cordal para as portas de transdutor 154A e 154B.

[0016] Tomando às figuras 3 e 4 em conjunto, para o primeiro subsistema de medição ilustrativo, os pares de transdutores são arranjados de maneira tal que os dois pares de transdutores superiores correspondentes às cordas A e B formem uma forma de um X e os dois pares de transdutores inferiores correspondentes às cordas C e D também formem a forma de um X. As cordas A e B não são planas, as cordas C e D não são planas, as cordas A e C são paralelas e as cordas B e D são paralelas. Outros arranjos das cordas são possíveis, tal como todas as cordas para o subsistema de medição residindo no mesmo plano vertical. O primeiro subsistema de medição determina a velocidade do gás próximo a cada corda A-D para obter velocidades de fluxo cordal, e as velocidades de fluxo cordal são combinadas para determinar uma velocidade média de fluxo através de toda a passagem central. A partir da velocidade média de fluxo e da área seccional transversal conhecida da passagem central, a quantidade de gás que flui na peça de bobina e, assim, no duto, pode ser determinada pelo primeiro sistema de medição.

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 14/40 / 26 [0017] Voltando agora para o segundo subsistema de medição, a figura 5 ilustra uma vista de extremidade elevacional de uma extremidade do fluxímetro 100 em relação a um segundo subsistema de medição. O subsistema de medição de fluxo da figura 5 compreende quatro trajetos cordais E, F G e H em elevações variadas na peça de bobina 102. Em particular, a corda E é uma corda mais superior, a corda F é uma corda semissuperior, a corda G é a corda semi-inferior e a corda H é a corda mais inferior. Cada trajeto cordal E-H corresponde a um par de transdutores que se comporta, alternadamente, como um transmissor e um receptor. Também são mostrados na figura 5 os componentes eletrônicos do medidor 152, que adquirem e processam os dados dos quatro trajetos cordais ilustrativos E-H (e, possivelmente, outros). São ocultos da vista da figura 5, em virtude do flange, os quatro pares de transdutores que correspondem aos trajetos cordais E-H. De acordo com pelo menos algumas modalidades, as cordas E-H ficam nas mesmas elevações das cordas A-D, respectivamente, embora, em outras modalidades, algumas ou todas as cordas E-H possam estar em elevações diferentes das cordas A-D. Além do mais, a figura 5 mostra apenas a orientação elevacional das quatro cordas ilustrativas do segundo subsistema de medição, e não é clara se estas cordas são paralelas ou coplanares.

[0018] A figura 6 mostra uma vista em elevação do fluxímetro 100 (com os alojamentos 110, 112, 116 e 118 não mostrados) para ilustrar um outro aspecto do relacionamento dos trajetos cordais usados para o segundo subsistema de medição de fluxo ilustrativo. Em particular, um primeiro par de transdutores 114A e 114B (que corresponde à corda mais superior, corda E) define um trajeto cordal em um ângulo θ não perpendicular à linha central 122 da peça de bobina 102. Um outro par de transdutores 160A e 160B (que corresponde à corda semissuperior, corda F) define um trajeto cordal que forma imprecisamente a forma de um X em relação ao trajeto cordal dos transdutores 114A e 114B. Similarmente, um terceiro par de transdutores

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162A e 162B (que corresponde à corda semi-inferior, corda G) define um trajeto cordal paralelo ao trajeto cordal para os transdutores 114A e 114B, mas inferior na passagem central em relação ao trajeto cordal tanto para os transdutores 114A e 114B quanto para os transdutores 160A e 160B. Não é explicitamente mostrado na figura 6, em virtude da curvatura da peça de bobina ilustrativa 102, um quarto par de transdutores 164 (transdutor 164A mostrado na figura 1) (que corresponde à corda mais inferior, corda H) que define um trajeto cordal paralelo ao trajeto cordal para as portas de transdutor 160A e 160B.

[0019] Tomando as figuras 5 e 6 em conjunto, para o segundo subsistema de medição ilustrativo, os pares de transdutores são arranjados de maneira tal que os dois pares de transdutores superiores correspondentes às cordas E e F formem a forma de um X e os dois pares de transdutores inferiores correspondentes às cordas G e H também formem a forma de um X. As cordas E e F não são planas, as cordas G e H não são planas, as cordas E e G são paralelas e as cordas F e H são paralelas. Outros arranjos das cordas são possíveis, tal como todas as cordas residindo no mesmo plano vertical. O segundo subsistema de medição determina a velocidade do gás próximo a cada corda E-H para obter velocidades de fluxo cordal, e as velocidades de fluxo cordal são combinadas para determinar uma velocidade média de fluxo através de toda a passagem central. A partir da velocidade média de fluxo e da área seccional transversal conhecida da passagem central, a quantidade de gás que flui na peça de bobina e, assim, no duto, pode ser determinada pelo segundo subsistema de medição.

[0020] As figuras 4 e 6 mostram apenas transdutores associados com o subsistema de medição que está sendo descrito. A figura 7 mostra uma vista em elevação do fluxímetro 100 (com os alojamentos 110, 112, 116 e 118 não mostrados) para ilustrar o relacionamento de pelo menos alguns dos pares de transdutores entre os subsistemas de medição, e de acordo com pelo menos

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 16/40 / 26 algumas modalidades. Em particular, o primeiro subsistema de medição compreende o par de transdutores 108A e 108B, o par de transdutores 154A e 154B e dois outros pares não visíveis na figura 7. O segundo subsistema de medição compreende o par de transdutores 114A e 114B, o par de transdutores 160A e 160B e dois outros pares não visíveis na figura 7. Assim, nas modalidades mostradas na figura 7, os pares de transdutores correspondentes às cordas mais superiores (cordas A para o primeiro subsistema de medição e E para o segundo subsistema de medição) estão na mesma posição axial da peça de bobina 102. Igualmente, os pares de transdutores correspondentes às cordas semissuperiores (cordas B para o primeiro subsistema de medição e F para o segundo subsistema de medição) estão na mesma posição axial da peça de bobina 102. Entretanto, outros arranjos são possíveis, tal como o segundo subsistema de medição sendo axialmente deslocado ao longo da peça de bobina 102.

[0021] Agora, a especificação volta-se para os componentes eletrônicos do medidor. De acordo com algumas modalidades, cada subsistema de medição tem um conjunto separado e independente de componentes eletrônicos de controle. Retornando, em resumo, às figuras 3 e 5, todos os componentes eletrônicos do medidor 152 nestas figuras são ilustrados como dois componentes eletrônicos de controle separados 152A e 152B. A figura 8 ilustra componentes eletrônicos de controle 152A associados com um único subsistema de medição de acordo com pelo menos algumas modalidades. Entretanto, entende-se que, em modalidades em que cada subsistema de medição tem um conjunto separado e independente de componentes eletrônicos de controle, a descrição em relação à figura 8 é igualmente aplicável aos componentes eletrônicos de controle para cada subsistema de medição. Os componentes eletrônicos de controle 152A podem ficar residentes em um confinamento de componentes eletrônicos, confinamento de componentes eletrônicos este que pode acoplar na peça de

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 17/40 / 26 bobina 102. Alternativamente, o confinamento de componentes eletrônicos que aloja os componentes eletrônicos de controle 152A pode ser equivalentemente montado próximo (isto é, poucos centímetros (pés)) da peça de bobina. Os componentes eletrônicos de controle 152A nestas modalidades compreendem uma placa do processador 200 acoplada em uma placa de aquisição de dados 202. Por sua vez, a placa de aquisição de dados 202 acopla nos transdutores para o subsistema de medição. Ter uma placa do processador 200 e uma placa de aquisição de dados 202 separadas pode ser baseado no fato de a placa de aquisição de dados 202 ficar em um local que exige que a placa 202 esteja intrinsecamente segura (isto é, para reduzir a probabilidade de fagulhas ou outra energia de ignição de gases inflamáveis) e a placa do processador 202 ficar fora da área intrinsecamente segura. Em outras modalidades, a funcionalidade da placa do processador 200 e da placa de aquisição de dados pode ser incorporada em uma única placa de componentes eletrônicos.

[0022] Na placa do processador 200 fica residente um processador

204 acoplado em uma memória de acesso aleatório (RAM) 206, uma memória exclusiva de leitura (ROM) 208 e múltiplas portas de comunicação (COM) 210A e 210B. O processador 204 é o dispositivo no qual programas são executados para controlar a medição de fluxo de fluido através da passagem central para o subsistema de medição em particular. A ROM 208 é uma memória não volátil que armazena programas do sistema operacional, bem como programas para implementar a medição do fluxo de fluido. A RAM 206 é a memória de trabalho para o processador 204 e, antes da execução, alguns programas e/ou estruturas de dados podem ser copiados da ROM 208 para a RAM 206. Em modalidades alternativas, programas e estruturas de dados podem ser acessados diretamente da ROM 208. A porta de comunicação 210A é o mecanismo pelo qual o medidor comunica com outros dispositivos, tais como os componentes eletrônicos de controle associados com os outros

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 18/40 / 26 subsistemas de medição do fluxímetro, computadores de fluxo (que podem acumular volumes de fluxo medidos por uma pluralidade de fluxímetros) e/ou um sistema de aquisição de dados. Embora o processador 204, a RAM 206, a ROM 208 e as portas de comunicação 210 sejam ilustrados como dispositivos individuais, em modalidades alternativas, microcontroladores são usados, microcontroladores estes que compreendem integralmente um núcleo de processamento, a RAM, a ROM e as portas de comunicação.

[0023] O processador 204 acopla na placa de aquisição de dados 204, e a controla, a fim de enviar e receber sinais acústicos através do fluido medido. Em particular, o processador 204 acopla na placa de aquisição de dados através da porta COM 210B. A porta COM 210B pode ser uma porta COM separada, da forma ilustrada, ou a placa do processador 200 pode usar uma única porta COM 210 para comunicar tanto com outros dispositivos quanto com a placa de aquisição de dados 202. Em algumas modalidades, o protocolo de comunicação entre a placa do processador 200 e a placa de aquisição de dados 202 é RS-485, mas outros protocolos de comunicação podem ser equivalentemente usados. Por meio da porta COM 210B ilustrativa, a placa do processador 200 envia comandos à placa de aquisição de dados 202, tais como comandos para iniciar a ativação sequencial de cada par de transdutores do subsistema de medição.

[0024] A placa de aquisição de dados 202 compreende uma máquina de estado 212 acoplada em um acionador do transdutor 214, no receptor 216 e em dois multiplexadores 218 e 220. A máquina de estado 212 também acopla nos multiplexadores 218 e 220 por meio das linhas de controle 222 e 224, respectivamente. De acordo com pelo menos algumas modalidades, a máquina de estado 212 é uma máquina de estado com uma pluralidade de estados que ativa cada par de transdutores do subsistema de medição em uma sequência pré-definida. A máquina de estado 212 também recebe e digitaliza sinais acústicos incidentes sobre cada transdutor, e envia as representações

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 19/40 / 26 digitais dos sinais acústicos à placa do processador 200. Em algumas modalidades, a máquina de estado 212 é implementada como software em execução em um processador 226 (por exemplo, software armazenado na ROM 228 e executado a partir da RAM 230) e, em outras modalidades, a máquina de estado 212 é um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou um arranjo de portas programável no campo (FPGA).

[0025] Em algumas modalidades, o acionador do transdutor 214 compreende um circuito oscilador e um circuito amplificador. Em modalidades nas quais o acionador do transdutor 214 tem um oscilador interno, o acionador do transdutor 214 cria um sinal inicial, amplifica o sinal até intensidade do sinal suficiente para acionar um transdutor, e provê correspondência de impedância em relação aos transdutores. Em outras modalidades, o acionador do transdutor 214 recebe um sinal em corrente alternada (CA) da frequência desejada da máquina de estado 212 ou de outra fonte, amplifica o sinal e provê correspondência de impedância em relação aos transdutores. Igualmente, o receptor 216 pode tomar muitas formas. Em algumas modalidades, o receptor 216 é um conversor analógico para digital que toma a forma de onda analógica criada por um transdutor representativa da energia acústica recebida, e converte o sinal para a forma digital. Em alguns casos, o receptor 216 filtra e/ou amplifica os sinais antes ou depois da digitalização. Então, a versão digitalizada do sinal recebido pode passar para a máquina de estado 212, e a versão digitalizada do sinal recebido passa para a placa do processador 200.

[0026] A máquina de estado 212 controla seletivamente os multiplexadores 218 e 220 para acoplar cada transdutor de cada par de transdutores no acionador do transdutor 214 (para acionar o transdutor para criar o sinal acústico) e no receptor 216 (para receber o sinal elétrico criado pelo transdutor em resposta à energia acústica). Em algumas modalidades, a máquina de estado 212, na duração de um período de medição (por exemplo,

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 20/40 / 26 um segundo), direciona cada par de transdutores para enviar aproximadamente 30 sinais acústicos à montante e 30 sinais acústicos à jusante. Mais ou menos conjuntos dos sinais acústicos à montante e à jusante para cada par de transdutores e períodos de medição mais longos ou mais curtos podem ser equivalentemente usados.

[0027] Ainda em relação à figura 8, e focalizando, particularmente, no par de transdutores 108A e 108B, representativo de todos os pares de transdutores, com os propósitos desta discussão, o transdutor 108A é o transdutor transmissor e o transdutor 108B é o transdutor receptor. Entretanto, em operação real, estes papéis mudam alternadamente. Sob o controle da máquina de estado 212, o acionador do transdutor 214 é acoplado, através dos multiplexadores 218 e 220, no transdutor 108A. Um sinal elétrico gerado e/ou amplificado pelo acionador do transdutor 214 se propaga até um elemento piezelétrico no transdutor 108A, e o excita, e, por sua vez, o transdutor 108A gera um sinal acústico. O sinal acústico atravessa a distância entre o transdutor 108A e o transdutor 108B no fluido medido. Por conveniência do desenho, os transdutores 108A e 108B não estão alinhados, mas, em operação, o par ficará substancialmente coaxial, da forma ilustrada na figura

4. Durante o tempo de vôo do sinal acústico entre o transdutor 108A e o transdutor 108B, a máquina de estado 212 muda a configuração dos multiplexadores 218 e 220, para acoplar o transdutor 108B no receptor 216. O transdutor 108B recebe a energia acústica (isto é, sinal acústico e sinais de ruído), e um sinal elétrico correspondente à energia acústica recebida se propaga até o receptor 216. Posteriormente, os papéis do transmissor e do receptor são invertidos, e o processo inicia novamente no próximo par de transdutores, tais como os transdutores 154A e 154B.

[0028] Em algumas modalidades, a máquina de estado 212 também implementa um registro ou contador 234. O contador entra em ação em modalidades (discutidas mais a seguir) em que a ativação dos pares de

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 21/40 / 26 transdutores é baseada em intervalos de tempo predeterminados. O contador é periodicamente atualizado (por exemplo, a cada milissegundo) e, com base no contador, a placa de aquisição de dados 202 ativa pares de transdutores nos respectivos intervalos de tempo. Embora o contador 234 seja mostrado como peça da máquina de estado 212, em outras modalidades, o contador pode ser implementado como um registro na placa de aquisição de dados 212 que é periodicamente atualizado pela máquina de estado 212 ou outro hardware. Em modalidades em que a máquina de estado 212 é implementada como software, o contador 234 pode ser peça do software ou o contador pode ser um registro do processador 226.

[0029] A máquina de estado 212 envia, à placa do processador 200, representações digitais dos sinais acústicos recebidos e indicações de quando cada sinal acústico foi emitido. Em alguns casos, a indicação de quando cada sinal foi emitido e a representação digital são combinadas na mesma mensagem com base em pacote. Com base na informação provida a partir da placa de aquisição de dados 202, o processador 204 determina uma hora de chegada de cada sinal acústico recebido (por exemplo, um cruzamento zero em particular do movimento inicial), e determina um tempo de trânsito do sinal acústico. O processo de recepção da informação e de determinação dos tempos de trânsito para cada disparo é repetido durante cada período de medição (por exemplo, um segundo), não apenas para disparos à montante e à jusante, mas, também, para cada corda do subsistema. Com base nos dados determinados, as velocidades de fluxo próximo a cada corda são calculadas pelo processador 204, uma velocidade média de fluxo é calculada pelo processador 204 e, com base na área seccional transversal da peça de bobina 102, um volume do fluxo através do medidor para o período de medição é calculado pelo processador 204.

[0030] Em algumas circunstâncias, os sinais acústicos do primeiro subsistema de medição podem interferir nos sinais acústicos do segundo

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 22/40 / 26 subsistema de medição, ocasionando diferenças no fluxo medido. Por exemplo, um sinal acústico emitido por um primeiro transdutor não apenas se propaga através do fluido medido ao longo da corda, mas, também, se espalha circularmente à medida que a energia se desloca ao longo da corda, similar ao feixe da lanterna se espalhando a partir do espelho de foco. Em alguns casos, em virtude da largura do feixe e do fluxo do fluido medido, os sinais acústicos emitidos por um transdutor do primeiro subsistema de medição podem se chocar sobre um transdutor do segundo subsistema de medição, ocasionando sinais errôneos. Como um outro exemplo, embora a maior peça da energia acústica criada por um transdutor seja transmitida ao fluido medido, peça da energia acústica criada por um transdutor é acoplada à peça de bobina 102. A velocidade de propagação dos sinais acústicos na estrutura metálica da peça de bobina 102 é significativamente mais alta, na maior peça dos casos, do que a velocidade através do fluido medido, e, assim, energia acústica parasítica na peça de bobina 102, ocasionada pelo disparo de um transdutor do primeiro subsistema de medição, pode ser recebida por um transdutor do segundo subsistema de medição, ocasionando sinais errôneos.

[0031] A fim de reduzir ou eliminar a interferência entre os subsistemas de medição, fluxímetros de acordo com as várias modalidades coordenam a ativação dos pares de transdutores. A coordenação pode tomar muitas formas e níveis variados de sofisticação. A discussão da coordenação pelos subsistemas de medição começa com sistemas ilustrativos para trocar sinais de sincronização e, então, volta-se para as modalidades ilustrativas de sincronização.

[0032] A figura 9 ilustra componentes eletrônicos de controle 152 de acordo com pelo menos algumas modalidades. Em particular, os componentes eletrônicos de controle 152 compreendem uma placa do processador 200A e uma placa de aquisição de dados 202A para um primeiro subsistema de medição, e uma placa do processador 200B e uma placa de aquisição de dados

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202B para um segundo subsistema de medição. Nas modalidades da figura 9, uma linha de sinal 250 acopla entre as placas de aquisição de dados 202, e um sinal de sincronização é trocado entre as placas de aquisição de dados 202 através da linha de sinal 250. A figura 10 também ilustra modalidades em que cada subsistema de medição compreende uma placa do processador 200 e uma placa de aquisição de dados 202; entretanto, na figura 10, o sinal de sincronização é trocado entre os subsistemas de medição por meio de uma linha de sinal 252 acoplada entre a placa do processador 200A, para o primeiro subsistema de medição, e a placa do processador 200B, para o segundo subsistema de medição.

[0033] A figura 11 ilustra modalidades de componentes eletrônicos de controle 152, em que o primeiro subsistema de medição tem uma placa de aquisição de dados 202A e o segundo subsistema de medição tem uma placa de aquisição de dados 202B, mas os componentes eletrônicos de controle 152 têm apenas uma placa do processador 200 que acopla em ambas as placas de aquisição de dados, e as controla. Contudo, nas modalidades da figura 11, a linha de sinal 250 acopla entre as placas de aquisição de dados 202, e o sinal de sincronização é trocado entre as placas de aquisição de dados 202 através da linha de sinal 250. A figura 12 também ilustra modalidades em que cada subsistema de medição tem uma placa de aquisição de dados 202 separada, mas em que os componentes eletrônicos de controle 152 têm uma única placa do processador 200 acoplada em cada placa de aquisição de dados 202. Entretanto, nas modalidades da figura 12, o sinal de sincronização é trocado entre as placas de aquisição de dados 202 através da placa do processador 200 e, assim, uma linha de sinal separada entre as placas de aquisição de dados 202 não fica presente.

[0034] A figura 13 ilustra modalidades em que cada subsistema de medição tem suas próprias placa do processador 200 e placa de aquisição de dados 202; entretanto, nas modalidades da figura 13, o sinal de sincronização

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 24/40 / 26 trocado entre as placas de aquisição de dados flui através de um outro dispositivo. Da forma ilustrada na figura 13, o sinal de sincronização flui através de um computador de fluxo 256 acoplado na placa do processador 200 de cada subsistema de medição, mas o sinal de sincronização pode fluir através de qualquer dispositivo à montante, tal como um sistema de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA). A figura 14 também ilustra modalidades em que cada subsistema de medição compreende a placa do processador 200 e a placa de aquisição de dados 202; entretanto, na figura 14, as placas do processador 200 são acopladas por meio de uma rede de computadores 258 (por exemplo, Rede Ethernet), e o sinal de sincronização trocado entre as placas de aquisição de dados flui através das placas do processador 200 e da rede de computadores 258.

[0035] Agora, a especificação volta-se para os exemplos ilustrativos de sincronização entre os subsistemas de medição. Muito similar às diferentes modalidades físicas para troca do sinal de sincronização, a coordenação de ativação dos pares de transdutores entre subsistemas de medição pode tomar muitas formas. Com os propósitos da discussão, a coordenação é interrompida para controle por um subsistema de medição primário, e cada subsistema disparando em intervalos de tempo predeterminados (com coordenação da base de tempo). O controle por um subsistema de medição primário é discutido em primeiro lugar.

[0036] Em algumas modalidades, um dos subsistemas de medição é designado como primário, e o subsistema de medição restante é designado como secundário. A seleção do subsistema de medição primário pode ser predeterminada, ou os subsistemas de medição podem eleger entre eles um primário, tal como pela geração de número aleatório ou com base em um número serial de cada subsistema. Independente do preciso mecanismo pelo qual o subsistema de medição primário é selecionado, o subsistema de medição primário envia um sinal de sincronização ao subsistema de medição

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 25/40 / 26 secundário concorrentemente a cada ativação de um par de transdutores do subsistema de medição primário. O subsistema de medição secundário recebe o sinal de sincronização e ativa um par de transdutores do subsistema de medição secundário responsivo ao sinal de sincronização. Em algumas modalidades, a coordenação entre o subsistema de medição resulta em apenas um único par de transdutores sendo ativado em qualquer momento no fluxímetro 100. Em outras modalidades, a coordenação pode envolver ter apenas um transdutor emitindo um sinal acústico em qualquer momento, mas a emissão de um sinal acústico pode ocorrer enquanto um outro sinal acústico estiver em voo. Em ainda outras modalidades, a coordenação pode envolver disparos simultâneos, mas, para transdutores em diferentes elevações, de maneira tal que interferência não seja um problema.

[0037] A figura 15 ilustra um diagrama de temporização de acordo com pelo menos algumas modalidades que usam um sistema primário/secundário. Em particular, o subsistema de medição primário ativa um par de transdutores (neste caso, emite um sinal acústico por um transdutor), da forma ilustrada pelo bloco 1500. Concorrentemente à ativação, o primeiro subsistema de medição envia um sinal de sincronização, da forma ilustrada pelo bloco 1502. O envio do sinal de sincronização pode ser por meio de qualquer um dos mecanismos supradescritos. O segundo subsistema de medição recebe o sinal de sincronização e ativa um par de transdutores (neste caso, emite um sinal acústico) uma quantidade predeterminada de tempo depois da recepção do sinal de sincronização, da forma ilustrada pelo período de tempo 1504 e pelo bloco 1506. No caso ilustrativo da figura 15, o atraso predeterminado é ajustado de maneira tal que a emissão do sinal acústico do transdutor do segundo subsistema de medição seja durante o tempo de voo do sinal acústico emitido pelo primeiro subsistema de medição, da forma ilustrada pela recepção do sinal acústico para o primeiro subsistema de medição no bloco 1508. Algum tempo depois, o sinal acústico emitido pelo

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 26/40 / 26 segundo subsistema de medição é recebido, da forma ilustrada pelo bloco

1510.

[0038] Em relação à figura 16, em outras modalidades, o subsistema de medição primário envia a sincronização para controlar mais diretamente a ativação dos pares de transdutores no subsistema de medição secundário. Em particular, o subsistema de medição primário ativa um par de transdutores (neste caso, emite um sinal acústico), da forma ilustrada pelo bloco 1600. Concorrentemente à ativação (em particular, entre a emissão e a recepção dos sinais acústicos), e no momento em que o subsistema de medição primário desejar que o subsistema de medição secundário ative um par de transdutores, o subsistema de medição primário envia o sinal de sincronização. No caso da figura 16, o sinal de sincronização é enviado durante o tempo de voo do sinal acústico a partir do transdutor do primeiro subsistema de medição, da forma ilustrada pelo bloco 1602. O envio do sinal de sincronização pode ser por meio de qualquer um dos mecanismos supradescritos. Com base no comando do subsistema de medição primário, o subsistema de medição secundário ativa imediatamente um par de transdutores (neste caso, emite um sinal acústico), da forma ilustrada pelo bloco 1604. Posteriormente, o sinal acústico emitido pelo primeiro subsistema de medição é recebido (bloco 1606) e, então, o sinal acústico emitido pelo segundo subsistema de medição é recebido (bloco 1608).

[0039] Nas modalidades da sincronização descritas até este ponto, muito pouca informação precisa ser portada pelo sinal de sincronização. Em particular, o sinal de sincronização pode ser um único valor booleano e, assim, linhas de sinal (figuras 9 e 11) podem ser um único fio (com um aterramento comum) ou, talvez, um cabo de par trançado de dois condutores. Além do mais, se o sinal de sincronização for distribuído através de uma única ou de múltiplas placas do processador (figuras 10 e 12), novamente, o sinal de sincronização pode ser um único valor booleano. Nas modalidades

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 27/40 / 26 em que o sinal de sincronização for parte de uma mensagem com base em pacote (por exemplo, figuras 13 ou 14), então, a carga útil dos dados da mensagem pode portar o valor booleano, ou o mero fato de que uma mensagem foi recebida (independente da carga útil, se houver) pode representar um sinal de sincronização.

[0040] Nas modalidades discutidas até aqui, embora o subsistema de medição primário possa controlar a sincronização da ativação dos pares de transdutores no subsistema de medição secundário, o subsistema de medição primário não controla qual par de transdutores do subsistema de medição secundário é ativado. Em modalidades alternativas, o subsistema de medição primário não apenas controla a sincronização, mas, também, qual par de transdutores o subsistema de medição secundário deve ativar. Em modalidades em que o subsistema de medição primário controla cujo transdutor ou par de transdutores ativar, o sinal de sincronização pode ser mais que um único valor booleano e, de fato, pode compreender uma pluralidade de valores para identificar cujo transdutor ou par de transdutores em particular ativar (por exemplo,o transdutor A1 pode estar associado com um valor 000, o transdutor A2 pode estar associado com o valor 001, e assim por diante). A pluralidade de valores booleanos pode ser codificada nas linhas de sinal (figuras 9 e 11). Além do mais, se o sinal de sincronização for distribuído através de uma única ou de múltiplas placas do processador (figuras 10 e 12), novamente, o sinal de sincronização pode ser uma pluralidade de valores booleanos codificados nas linhas de sinal. Em modalidades em que o sinal de sincronização é parte de uma mensagem com base em pacote (por exemplo, figuras 13 ou 14), então, a carga útil dos dados da mensagem pode portar a pluralidade de valores booleanos que identifica o par de transdutores a ativar.

[0041] Agora, a discussão volta-se para a sincronização com base na ativação dos pares de transdutores em intervalos de tempo predeterminados.

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Em particular, nas modalidades do intervalo de tempo, cada placa de aquisição de dados 202 implementa um contador 234 (figura 8) que é a base para determinações de tempo. Cada transdutor ou par de transdutores é ativado com base nos intervalos de tempo predeterminados certificados pela base de tempo mantida no contador 234. Por exemplo, a figura 17 ilustra um diagrama de temporização para modalidades que disparam os transdutores com base em intervalos de tempo. A figura 17 ilustra oito intervalos de tempo (designados intervalo 1 até intervalo 8). No primeiro intervalo de tempo, o primeiro subsistema de medição (com cordas ilustrativamente rotuladas A, B, C e D) emite e recebe um sinal acústico ao longo da corda A, definida por um par de transdutores (indicados como A1, bloco 1700), e, igualmente, o segundo subsistema de medição (com cordas ilustrativamente rotuladas E, F, G e H) emite e recebe um sinal acústico ao longo da corda E, definida por um par de transdutores (indicados como E1, bloco 1702). Assim, o intervalo de tempo um (ou qualquer um dos intervalos de tempo para esta questão) é similar à coordenação entre os subsistemas de medição mostrados em relação às figuras 15 ou 16, exceto em que nenhum sinal de sincronização é trocado para identificar especificamente a ativação do segundo subsistema de medição. No próximo intervalo de tempo ilustrativo, intervalo de tempo dois, o primeiro subsistema de medição emite e recebe um sinal acústico na direção oposta ao longo da corda A (indicada como A2, bloco 1704) e, igualmente, o segundo subsistema de medição emite e recebe um sinal acústico na direção oposta ao longo da corda E (indicada como E2, bloco 1706). O processo continua em cada intervalo de tempo e para cada par de transdutores, terminando no intervalo de tempo oito da figura ilustrativa 17, com emissão de um sinal acústico ao longo da corda D (indicada como D2, bloco 1708) e ao longo da corda H (indicada como H2, bloco 1710). O diagrama de temporização da figura 17 é meramente ilustrativo, e qualquer padrão de ativação dos transdutores nos intervalos de tempo pode ser equivalentemente

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 29/40 / 26 usado.

[0042] Nas várias modalidades com base nos intervalos de tempo, embora cada placa de aquisição de dados 202 tenha seu próprio contador 234, mesmo se os contadores 234 iniciarem no mesmo valor na inicialização, ligeiras diferenças na frequência do relógio podem resultar em desalinhamento dos intervalos de tempo entre os subsistemas de medição. A fim de abordar um problema como este, as modalidades que utilizam intervalos de tempo periodicamente trocam um sinal de sincronização. Em vez de indicar diretamente a ativação dos transdutores, o sinal de sincronização nestas modalidades alinha ou alinha substancialmente os contadores 234. Por exemplo, mediante recepção do sinal de sincronização, uma placa de aquisição de dados 234 pode ajustar o contador em um valor predeterminado (por exemplo, zero). Nas modalidades em que o sinal de sincronização dispara os contadores até um valor predeterminado, o sinal de sincronização pode ser um valor booleano distribuído da forma supradiscutida, ou o sinal pode ser a mera recepção de um sinal de sincronização como uma mensagem com base em pacote.

[0043] Em outras modalidades, o próprio sinal de sincronização porta uma indicação do valor no qual cada contador deve ser ajustado. Por exemplo, o sinal de sincronização enviado ao longo da linha de sinal ilustrativa 250 pode compreender uma série de valores booleanos que indicam direta ou indiretamente o valor a ser colocado no contador. Em outras modalidades, o valor a ser colocado no contador pode ser portado como carga útil em um sinal de sincronização na forma de uma mensagem com base em pacote.

[0044] Nas modalidades implementadas usando intervalos de tempo, os contadores precisam ser sincronizados apenas periodicamente, com o período ajustado pela precisão do sistema do relógio associado com os contadores. Se os sistemas do relógio em cada placa de aquisição de dados ficar suficientemente alinhado por grandes períodos de tempo, então, o sinal

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 30/40 / 26 de sincronização precisa ser trocado apenas uma vez por semana ou a cada poucos dias. Por outro lado, se diferenças se desenvolverem rapidamente entre os contadores, então, um sinal de sincronização pode ser trocado a cada poucas horas ou poucos minutos. Entretanto, nas várias modalidades, os sistemas do relógio associados com os contadores são suficientemente precisos, de forma que, uma vez alinhado, um sinal de sincronização não precise ser enviado mais frequentemente que um período de medição (por exemplo, um segundo). As sinalizações da sincronização entre os subsistemas de medições podem ser originadas por um dos subsistemas de medição, ou o sinal de sincronização pode vir de outras fontes, tais como um computador de fluxo ou sistema SCADA acoplado ao fluxímetro.

[0045] A figura 18 ilustra um método de acordo com pelo menos algumas modalidades. Em particular, o método inicia (bloco 1800) e prossegue até a operação de um primeiro subsistema de medição de um fluxímetro, o primeiro subsistema de medição compreendendo uma primeira pluralidade de pares de transdutores acoplados em uma peça de bobina (bloco 1804). O método também compreende operar um segundo subsistema de medição do fluxímetro, o segundo subsistema de medição compreendendo uma segunda pluralidade de pares de transdutores acoplados à peça de bobina (bloco 1808). Finalmente, o método compreende coordenar a ativação dos pares de transdutores entre os primeiro e segundo subsistemas de medição (bloco 1812), e o método termina (bloco 1816).

[0046] A partir da descrição aqui provida, versados na técnica são prontamente capazes de combinar software criado da forma descrita com hardware de computadores de uso geral ou de uso especial apropriados, para criar um fluxímetro e/ou subcomponentes de medição de fluxo de acordo com as várias modalidades, para criar um sistema ou componentes para realizar os métodos das várias modalidades e/ou para criar uma mídia legível por computador que armazena um programa em software para implementar os

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 31/40 / 26 aspectos do método das várias modalidades.

[0047] Pretende-se que a discussão exposta seja ilustrativa dos princípios e das várias modalidades da presente invenção. Inúmeras variações e modificações ficarão aparentes aos versados na técnica uma vez que a divulgação exposta for completamente percebida. Pretende-se que as seguintes reivindicações sejam interpretadas abraçando todas tais variações e modificações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fluxímetro (100) caracterizado pelo fato de que compreende:

uma peça de bobina (102) que define uma passagem central (106);

uma primeira pluralidade de pares de transdutores (108A, 108B) mecanicamente acoplados à peça de bobina;

primeiros componentes eletrônicos de controle (152A) eletricamente acoplados à primeira pluralidade de pares de transdutores, os primeiros componentes eletrônicos de controle configurados para ativar seletivamente cada par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores, os primeiros componentes eletrônicos de controle compreendem uma primeira placa de aquisição de dados (202A) configurada para controlar a ativação da primeira pluralidade de pares de transdutores;

uma segunda pluralidade de pares de transdutores (154A, 154B) mecanicamente acoplada à peça de bobina; e segundos componentes eletrônicos de controle (152B) diferentes dos primeiros componentes eletrônicos de controle, os segundos componentes eletrônicos de controle eletricamente acoplados à segunda pluralidade de pares de transdutores, os segundos componentes eletrônicos de controle configurados para ativar seletivamente cada par de transdutores da segunda pluralidade de pares de transdutores, os segundos componentes de controle compreendem uma segunda placa de aquisição de dados (220B) configurada para controlar a ativação da segunda pluralidade de pares de transdutores;

os primeiros e segundos componentes eletrônicos de controle comunicativamente acoplados e configurados para coordenar a ativação de seus respectivos pares de transdutores, as primeira e segunda placas de aquisição de dados

Petição 870190029212, de 27/03/2019, pág. 33/40 comunicativamente acopladas por meio de uma linha de sinal (250), a primeira placa de aquisição de dados configurada para enviar, em um momento próximo a cada ativação de um par de transdutores, um sinal de sincronização à segunda placa de aquisição de dados; e a segunda placa de aquisição de dados configurada para ativar um par de transdutores com base no sinal de sincronização.
2. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a primeira placa de aquisição de dados, que é configurada para enviar o sinal de sincronização durante o voo de um sinal acústico entre um par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores; e a segunda placa de aquisição de dados é configurada para emitir um sinal acústico a partir de um transdutor da segunda pluralidade de pares de transdutores mediante a recepção do sinal de sincronização.
3. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira placa de aquisição de dados é configurada para enviar o sinal de sincronização que identifica a partir de cujo transdutor a segunda placa de aquisição deve emitir um sinal acústico.
4. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a primeira placa de aquisição de dados é configurada para enviar o sinal de sincronização concorrentemente à emissão de um sinal acústico a partir de um par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores; e a segunda placa de aquisição de dados é configurada para emitir um sinal acústico a partir de um transdutor da segunda pluralidade de pares de transdutores uma quantidade predeterminada de tempo depois da recepção do sinal de sincronização.
5. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 4, caracterizado

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3 / 7 pelo fato de que a primeira placa de aquisição de dados é configurada para enviar o sinal de sincronização que identifica a partir de cujo transdutor a segunda placa de aquisição de dados deve emitir um sinal acústico.
6. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

os primeiros componentes eletrônicos de controle compreendem uma primeira placa do processador (200A) compreendendo um primeiro processador, a primeira placa do processador acoplada à primeira placa de aquisição de dados e configurada para receber representações dos sinais acústicos recebidos da primeira placa de aquisição de dados; e os segundos componentes eletrônicos de controle compreendem uma segunda placa do processador (200B) compreendendo um segundo processador, a segunda placa do processador acoplada à segunda placa de aquisição de dados e configurada para receber representações dos sinais acústicos recebidos da segunda placa de aquisição de dados.
7. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um processador acoplado tanto na primeira quanto na segunda placas de aquisição de dados, o processador configurado para receber representações dos sinais acústicos recebidos tanto da primeira quanto da segunda placas de aquisição de dados.
8. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a primeira placa de aquisição de dados é configurada para ativar cada par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores em respectivos intervalos de tempo predeterminados, os intervalos de tempo determinados com base no valor de um primeiro contador;

a segunda placa de aquisição de dados é configurada para ativar cada par de transdutores da segunda pluralidade de pares de

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4 / 7 transdutores em respectivos intervalos de tempo predeterminados, os intervalos de tempo determinados com base no valor de um segundo contador; e a primeira placa de aquisição de dados é configurada para enviar periodicamente um sinal de sincronização à segunda placa de aquisição de dados, e a segunda placa de aquisição de dados configurada para alinhar o segundo contador com o primeiro contador com base no sinal de sincronização.
9. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, quando os segundos componentes eletrônicos de controle se alinham, os segundos componentes eletrônicos de controle são configurados para pelo menos uma ação selecionada do grupo que consiste em: ajustar o segundo contador em um valor predeterminado e ajustar o segundo contador em um valor indicado no sinal de sincronização.
10. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

os primeiros componentes eletrônicos de controle que compreendem: uma primeira placa do processador (200A) compreendendo um primeiro processador; a primeira placa de aquisição de dados acoplada no primeiro processador; a primeira placa de aquisição de dados configurada para ativar cada par de transdutores da primeira pluralidade de pares de transdutores em respectivos intervalos de tempo predeterminados, os intervalos de tempo determinados com base no valor de um primeiro contador;

os segundos componentes eletrônicos de controle compreendem uma segunda placa do processador (200B) compreendendo um segundo processador; a segunda placa de aquisição de dados acoplada no segundo processador; a segunda placa de aquisição de dados configurada para ativar cada par de transdutores da segunda pluralidade de pares de

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5 / 7 transdutores em respectivos intervalos de tempo predeterminados, os intervalos de tempo determinados com base no valor de um segundo contador; e o primeiro processador é configurado para enviar periodicamente um sinal de sincronização ao segundo processador e a segunda placa de aquisição de dados é configurada para alinhar o segundo contador com o primeiro contador com base no sinal de sincronização.
11. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, quando a segunda placa de aquisição de dados se alinhar, a segunda placa de aquisição de dados é configurada para pelo menos uma ação selecionada do grupo que consiste em: ajustar o segundo contador em um valor predeterminado; e ajustar o segundo contador em um valor indicado na mensagem de sincronização.
12. Fluxímetro de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro processador é adicionalmente configurado para enviar o sinal de sincronização como uma mensagem com base em pacote ao segundo processador.
13. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:

operar um primeiro subsistema de medição de um fluxímetro (100) como definido na reivindicação 1, o primeiro subsistema de medição compreendendo uma primeira pluralidade de pares de transdutores (108A, 108B) acoplados em uma peça de bobina (102);

operar um segundo subsistema de medição do fluxímetro, o segundo subsistema de medição compreendendo uma segunda pluralidade de pares de transdutores (154A, 154B) acoplados à peça de bobina; e coordenar a ativação dos pares de transdutores entre os primeiro e segundo subsistemas do medidor ao enviar um sinal entre os primeiros componentes eletrônicos de controle (152A) e os segundos componentes eletrônicos de controle (152B), em que os primeiros componentes eletrônicos de controle são

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6 / 7 associados com o primeiro subsistema de medição, e em que os segundos componentes eletrônicos de controle são diferentes dos primeiros componentes eletrônicos de controle e associados com o segundo subsistema de medição.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a coordenação compreende adicionalmente:

enviar, concorrentemente a cada ativação de um par de transdutores, um valor booleano do primeiro subsistema de medição ao segundo subsistema de medição; e ativar, pelo segundo subsistema de medição, um par de transdutores com base na recepção do único valor booleano.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a ativação compreende adicionalmente ativar o par de transdutores pelo segundo subsistema de medição mediante a recepção do único valor booleano.
16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a ativação compreende adicionalmente ativar uma quantidade predeterminada de tempo depois da recepção do único valor booleano.
17. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a coordenação compreende adicionalmente:

enviar, concorrentemente a cada ativação de um par de transdutores, um valor indicativo de um par de transdutores a ser disparado do primeiro subsistema de medição ao segundo subsistema de medição; e ativar, pelo segundo subsistema de medição, um par de transdutores com base na recepção do valor.
18. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que:

a operação do primeiro subsistema de medição compreende adicionalmente ativar cada par de transdutores do primeiro subsistema de

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7 / 7 medição em respectivos intervalos de tempo com base em uma base de tempo mantida pelo primeiro subsistema de medição;

a operação do segundo subsistema de medição compreende adicionalmente ativar cada par de transdutores do segundo subsistema de medição em respectivos intervalos de tempo com base em uma base de tempo mantida pelo segundo subsistema de medição; e a coordenação compreende adicionalmente:

enviar um sinal de sincronização do primeiro subsistema de medição ao segundo subsistema de medição; e alinhar a base de tempo mantida pelo segundo subsistema de medição com a base de tempo mantida pelo primeiro subsistema de medição com base no sinal de sincronização.