RU2285245C2 - Массовый расходомер кориолиса для измерения концентрации - Google Patents

Массовый расходомер кориолиса для измерения концентрации Download PDF

Info

Publication number
RU2285245C2
RU2285245C2 RU2004129759/28A RU2004129759A RU2285245C2 RU 2285245 C2 RU2285245 C2 RU 2285245C2 RU 2004129759/28 A RU2004129759/28 A RU 2004129759/28A RU 2004129759 A RU2004129759 A RU 2004129759A RU 2285245 C2 RU2285245 C2 RU 2285245C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
concentration
temperature
density
processing unit
Prior art date
Application number
RU2004129759/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004129759A (ru
Inventor
Кристиан МАТТ (CH)
Кристиан МАТТ
Original Assignee
Эндресс + Хаузер Флоутек Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эндресс + Хаузер Флоутек Аг filed Critical Эндресс + Хаузер Флоутек Аг
Publication of RU2004129759A publication Critical patent/RU2004129759A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2285245C2 publication Critical patent/RU2285245C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • G01F15/024—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means involving digital counting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
    • G01N2009/006—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis vibrating tube, tuning fork

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Details Of Flowmeters (AREA)

Abstract

Расходомер содержит измерительный преобразователь, включающий прямую измерительную трубку с возбудителем ее колебаний и двумя датчиками колебаний, закрепленную в несущей трубке, датчики температуры. Сигналы всех датчиков поступают в блок цифровой обработки сигналов (БЦОС), определяющий массовый расход, плотность и температуру текучей среды. БЦОС соединен с блоком определения концентрации, в котором хранится функция концентрации в виде двумерного полинома. Изобретение является простым и экономичным для пользователя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к массовому расходомеру Кориолиса для измерения концентрации.
Массовые расходомеры Кориолиса используются во многих случаях для определения массового расхода текучей среды в секции трубопровода. При этом текучая среда протекает, по меньшей мере, по одной колеблющейся измерительной трубке. В большинстве массовых расходомеров Кориолиса на такой измерительной трубке установлены один возбудитель колебаний и два датчика колебаний. Измерительная трубка и текучая среда совместно образуют колебательную систему, обычно возбуждаемую на ее резонансной частоте. Эта резонансная частота зависит, помимо прочих факторов, от материала и размеров измерительной трубки. Кроме того, она изменяется с изменением плотности протекающей текучей среды. В некоторых случаях, измерительная трубка возбуждается не с достижением резонансной частоты, а, наоборот, с достижением соседней частоты. Оба датчика колебаний регистрируют колебательное движение измерительной трубки в двух местах, отстоящих друг от друга в направлении течения, и преобразуют колебательные движения измерительной трубки в сигналы датчиков. Сигналы обоих датчиков имеют ту же частоту, что и колебательное движение измерительной трубки, но сдвинуты по фазе друг относительно друга. Сдвиг фаз между сигналами этих двух датчиков является мерой удельного массового расхода.
Сигналы датчиков оцениваются в блоке обработки сигналов и преобразуются в сигнал, пропорциональный удельному массовому расходу. Помимо удельного массового расхода можно также определять другие свойства текучей среды, например, ее плотность. С этой целью оценивают частоту колебательного движения измерительной трубки и если это необходимо - определяют температуру протекающей текучей среды.
Такой массовый расходомер Кориолиса известен из находящейся в совместном владении патентной заявки DE 10045537.
При проведении промышленных процессов, интересующей измеряемой величиной часто является концентрация раствора. Это утверждение справедливо применительно к массовым и объемных концентрациям, а также к различным промышленно-специализированным техническим характеристикам концентраций, таким, как градус (плотности) Эшле в виноделии или градус (плотности) Плато в пивоварении. Основным параметром при измерении концентрации в большинстве случаев является плотность текучей среды. Поэтому в массовых расходомерах Кориолиса моделей Promass 63 и Promass 83 фирмы Endress+Hauser® уже реализованы различные функции плотности, например, градусы (плотности) Брикса, градусы (плотности) Плато, градусы (сахарометра) Баллинга, градусы (плотности) Американского нефтяного института (АНИ).
Вместе с тем, однозначного определения различных мер концентрации в технической литературе нет. Разные пользователи пользуются разными определениями, вследствие чего получаются разные значения концентрации.
В случае обычных массовых расходомеров Кориолиса, единственно возможным вариантом при существующем положении вещей является выдача разных значений концентрации.
Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать массовый расходомер Кориолиса для измерения концентрации, являющийся простым и экономичным в изготовлении.
Эта задача решается с помощью массового расходомера Кориолиса для измерения концентрации, охарактеризованного в п.1 формулы изобретения.
Преимущественные дополнительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Основополагающий замысел изобретения состоит в том, чтобы предусмотреть в массовом расходомере Кориолиса для измерения концентрации блок, в котором хранится предварительно определяемая кривая концентрации.
Теперь, на основе примера конкретного варианта осуществления, будет приведено более подробное описание изобретения, иллюстрируемое чертежами, при этом:
на фиг.1 представлен условный чертеж измерительного преобразователя массового расходомера Кориолиса; и
на фиг.2 представлена блок-схема блока обработки сигналов для массового расходомера Кориолиса, имеющего блок определения концентрации.
На фиг.1 представлен условный чертеж измерительного преобразователя 1 для массового расходомера Кориолиса. Измерительный преобразователь 1 расположен в трубопроводе, другие подробности которого не показаны. В трубопроводе протекает текучая среда ТС. Одним из интересующих параметров является удельный массовый расход текучей среды. Соединение с трубопроводом осуществляется посредством двух фланцев 2, 3.
Измерительный преобразователь 1 включает в себя единственную прямую измерительную трубку 4, которая закреплена своим впускным концом на фланце 2 с помощью концевой пластинки 13, а своим выпускным концом - на фланце 3 с помощью концевой пластинки 14.
Фланцы 2, 3 и концевые пластинки закреплены на или в несущей трубке 15.
Чтобы заставить измерительную трубку совершать колебания, в середине измерительной трубки 4 между двумя концевыми пластинками 13, 14 расположен возбудитель 16 колебаний. Этот возбудитель 16 колебаний может представлять собой, например, электромагнитный задающий генератор, состоящий из постоянного магнита 161 и катушки 162. Катушка 162 прикреплена к трубке 15, а постоянный магнит - к измерительной трубке 4. Амплитуду и частоту изгибных колебаний, которые происходят в плоскости чертежа, регулируют электрическим током, протекающим в катушке 162.
Силы Кориолиса возникают в плоскости чертежа, когда по измерительной трубке 4 протекает текучая среда ТС. Результат действия этих сил состоит в том, что все точки измерительной трубки больше не совершают синфазные колебания.
Колебательное движение измерительной трубки 4 регистрируется с помощью двух датчиков 17, 18 колебаний, которые расположены одинаково на несущей трубке - почти симметрично по обе стороны от возбудителя 16 колебаний. Датчики 17, 18 колебаний могут быть, например, электромагнитными преобразователями, которые имеют конструкцию, аналогичную конструкции возбудителя 16 колебаний.
Оба постоянных магнита 171, 181 упомянутого возбудителя прикреплены к измерительной трубке 4, а обе катушки 172, 182 прикреплены к несущей трубке 15. Движение измерительной трубки 4 заставляет магниты 171, 181 индуцировать напряжения в связанных с ними катушках 172, 182, и эти напряжения выдаются в виде аналоговых сигналов датчиков, соответственно Х17 и X18.
Для регистрации температуры текучей среды служат два датчика 19, 20 температуры. Датчик 19 температуры находится на концевой пластинке 13, а датчик 20 температуры находится на несущей трубке 15.
Измерительный преобразователь 1 подсоединен с цифровому блоку обработки сигналов, ЦБОС. Этот блок обработки сигналов, ЦБОС, выдает в качестве своих выходных сигналов замеры удельного массового расхода, плотности и температуры протекающей текучей среды ТС.
На фиг.2 представлена блок-схема блока обработки сигналов, связанного с измерительным преобразователем 1. Помимо выполнения других функций он оценивает сигналы X17, Х18 датчиков и регулирует возбуждения колебаний измерительной трубки 4. Сигналы X17 и X18 обоих датчиков подаются, соответственно в первый усилитель У1 и второй усилитель У2. Усиление второго усилителя У2 изменяют посредством регулируемого коэффициента усиления.
Усилитель У1 соединен с аналого-цифровым преобразователем АЦП1 и с параллельным ему разностным каскадом РК1. Усилитель У2 соединен со вторым входом разностного каскада PK1. Выход разностного каскада РК1 соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем АЦП2. Оба выхода аналого-цифровых преобразователей АЦП1 и АЦП2 выдают, соответственно сигнал S1 датчиков и сигнал D разности, оба - в цифровой форме. Оба выхода соединены с соответствующими входами цифрового блока обработки сигналов, ЦБОС.
Оба датчика 19 и 20 температуры тоже соединены с соответствующими входами упомянутого блока обработки сигналов, ЦБОС.
Упомянутый блок обработки сигналов известным образом выдает на совокупности выходов ВЫХ1, ВЫХ4, ВЫХ5 значения удельного массового расхода, плотности и температуры текучей среды ТС, соответственно. Кроме того, этот блок обработки сигналов, ЦБОС, регулирует ток возбудителя, вызывающий возбуждение колебаний измерительной трубки 4, и коэффициент усиления, КУ, усилителя У2.
Упомянутый блок обработки сигналов также соединен с блоком 210 определения концентрации. В блоке 210 определения концентрации производится оценка плотности и температуры текучей среды. Блок 210 определения концентрации соединен с отображающим блоком ОБ для отображения желаемого значения концентрации. Помимо представления значения концентрации в отображающем блоке ОБ, можно также осуществить передачу этого значения концентрации в специализированный блок оценки (более подробная информация, о котором не приводится).
Блок 210 определения концентрации хранит кривую концентрации, КК, являющуюся функцией плотности и температуры текучей среды. Ввод текущего значения плотности и текущего значения температуры текучей среды обеспечивает легкое определение желаемой концентрации.
Одна возможность хранения кривой концентрации заключается в хранении соответствующих полиномиальных коэффициентов. Эти полиномиальные коэффициенты можно легко определить, задавая значения концентрации для конкретных значений плотности и температуры и проводя соответствующую полиномиальную аппроксимацию. В наипростейшем случае, предусматривается использование двумерного полинома.
Figure 00000002
Степень полинома, характерная для полинома плотности, предпочтительно составляет М=4, а степень полинома, характерная для полинома температуры, предпочтительно составляет Z=3.
Вводя различные значения концентрации, пользователь может получить технические характеристики концентрации в контексте нужного ему приложения.

Claims (2)

1. Массовый расходомер Кориолиса для измерения концентрации, содержащий цифровой процессор сигналов, который по сигналам датчиков и сигналам температуры, поступающим из измерительного преобразователя, определяет плотность протекающей текучей среды, и соединенный с ним блок (210) оценки концентрации, в котором хранится кривая концентрации в форме двумерного полинома.
2. Массовый расходомер Кориолиса по п.1, отличающийся тем, что степень полинома плотности составляет 4, а степень полинома температуры составляет 3.
RU2004129759/28A 2002-03-08 2003-02-26 Массовый расходомер кориолиса для измерения концентрации RU2285245C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10210061A DE10210061A1 (de) 2002-03-08 2002-03-08 Coriolis-Massedurchflußmesser zur Konzentrationsmessung
DE10210061.6 2002-03-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004129759A RU2004129759A (ru) 2005-05-10
RU2285245C2 true RU2285245C2 (ru) 2006-10-10

Family

ID=27797586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004129759/28A RU2285245C2 (ru) 2002-03-08 2003-02-26 Массовый расходомер кориолиса для измерения концентрации

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7188035B2 (ru)
EP (1) EP1485681A1 (ru)
JP (1) JP2005519297A (ru)
CN (1) CN100335868C (ru)
AU (1) AU2003206959A1 (ru)
CA (1) CA2477798A1 (ru)
DE (1) DE10210061A1 (ru)
RU (1) RU2285245C2 (ru)
WO (1) WO2003076879A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013076600A1 (ru) * 2011-11-22 2013-05-30 Koshelevs Jurijs Прямоточный кориолисовый массовый расходомер

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7979472B2 (en) * 2005-07-29 2011-07-12 Sap Ag Method for conditionally branching a validation
US7325461B2 (en) 2005-12-08 2008-02-05 Endress + Hauser Flowtec Ag Measurement transducer of vibration-type
US7689372B2 (en) * 2006-12-13 2010-03-30 Abb Patent Gmbh Process for operating a measurement device of the vibration type
DE102011085408A1 (de) 2011-10-28 2013-05-02 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler sowie damit gebildetes Meßsystem
CN102945051A (zh) * 2012-12-03 2013-02-27 安徽皖维高新材料股份有限公司 聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元
US20150253231A1 (en) * 2012-12-06 2015-09-10 Halliburton Energy Services Inc. Method and apparatus for improving temperature measurement in a density sensor
CN103278203B (zh) * 2013-04-25 2015-08-26 合肥工业大学 一种高频科氏质量流量计数字信号处理***
MX354264B (es) 2013-07-19 2018-02-21 Micro Motion Inc Matrices de remisión de auto conmutación al determinar concentración de material de proceso.
CN104132700A (zh) * 2014-07-01 2014-11-05 宁波摩米创新工场电子科技有限公司 一种高频科氏质量流量计数字信号处理***
DE102019134600A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Messaufnehmer und Coriolis-Messgerät

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4773257A (en) * 1985-06-24 1988-09-27 Chevron Research Company Method and apparatus for testing the outflow from hydrocarbon wells on site
US5497665A (en) * 1991-02-05 1996-03-12 Direct Measurement Corporation Coriolis mass flow rate meter having adjustable pressure and density sensitivity
US5317928A (en) * 1993-01-21 1994-06-07 Exac Corporation Method for measuring the flow rate of a component of a two-component fluid mixture
JPH07294406A (ja) 1994-04-28 1995-11-10 Oval Corp 糖度計測装置
JPH08193864A (ja) * 1995-01-20 1996-07-30 Yokogawa Electric Corp コリオリ質量流量計
US5555190A (en) * 1995-07-12 1996-09-10 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for adaptive line enhancement in Coriolis mass flow meter measurement
US5734112A (en) * 1996-08-14 1998-03-31 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for measuring pressure in a coriolis mass flowmeter
DE59904728D1 (de) * 1998-12-11 2003-04-30 Flowtec Ag Coriolis-massedurchfluss-/dichtemesser
DE10002635C2 (de) * 2000-01-21 2003-02-20 Krohne Ag Basel Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Größe eines Massendurchflußmeßgeräts
WO2001067052A1 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Micro Motion, Inc. Density compensation for volume flow measured with a coriolis mass flow meter
US6429126B1 (en) * 2000-03-29 2002-08-06 Applied Materials, Inc. Reduced fluorine contamination for tungsten CVD

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013076600A1 (ru) * 2011-11-22 2013-05-30 Koshelevs Jurijs Прямоточный кориолисовый массовый расходомер
US9304026B2 (en) 2011-11-22 2016-04-05 Jurijs Koshelevs Direct-flow coriolis mass flowmeter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003076879A1 (de) 2003-09-18
CN100335868C (zh) 2007-09-05
RU2004129759A (ru) 2005-05-10
DE10210061A1 (de) 2003-10-09
CN1639546A (zh) 2005-07-13
CA2477798A1 (en) 2003-09-18
US20050228598A1 (en) 2005-10-13
EP1485681A1 (de) 2004-12-15
JP2005519297A (ja) 2005-06-30
AU2003206959A1 (en) 2003-09-22
US7188035B2 (en) 2007-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6513393B1 (en) Coriolis mass/flow density meter
US8109154B2 (en) Dual-driver vibratory flowmeter
US7040179B2 (en) Process meter
US8695439B2 (en) Dual pick-off vibratory flowmeter
JP4694645B1 (ja) 信号処理方法、信号処理装置、及び振動型密度計
JP3679752B2 (ja) コリオリ流量計の駆動制御のための形状識別
RU2285245C2 (ru) Массовый расходомер кориолиса для измерения концентрации
EP0421812B1 (en) Improved coriolis-type flowmeter
KR101868375B1 (ko) 측방향 모드 강성을 결정함으로써 진동계에서 유체 튜브의 횡단면적의 변화에 대한 검출
EP0253504A1 (en) Mass flowmeter
JP2001518610A (ja) コリオリ流量計に使用されるピックオフと振動型駆動装置との組合わせ、及びこの組合わせを使用する方法
US6834557B2 (en) Measuring and operating circuit for a coriolis-type mass flowmeter
RU2473871C1 (ru) Способ и устройство для вибрирования расходомерной трубки вибрационного расходомера
US20230358658A1 (en) Dissolution monitoring method and apparatus
US7854176B2 (en) Method for determining the mass flow through a coriolis mass flowmeter
CN111417841B (zh) 通过科里奥利质量流量计确定介质粘度的方法和执行该方法的科里奥利质量流量计
DK1402236T3 (en) METHOD FOR DETERMINING THE MASS FLOW IN A Coriolis mass flowmeter
US20230055786A1 (en) Vibronic sensor
JP2723306B2 (ja) 質量流量計
KR20240107173A (ko) 코리올리 유량계 외부 자기장 정량화 장치 및 방법
JP2000111380A (ja) コリオリ式質量流量計
JPH08313321A (ja) コリオリ質量流量計

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100227