RU2369840C2 - Identification of left and right internal vectors in coriolis flow metre in mode with flow - Google Patents

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: inventions are related to measurement engineering and may be used for creation of Coriolis flow metres. Method and device make it possible to periodically calculate relative phase of left internal vector for oscillating pipeline. In normal mode of operation both excitation devices are used in tandem to excite the main mode of pipeline oscillations. Periodically, first one, then the other of two devices is disconnected, which makes it possible to identify relative phase of left internal vector for oscillating pipeline.

EFFECT: high accuracy of flow rate measurements due to shift calibration under zero flow.

30 cl, 7 dwg

Description

Уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области расходомеров и, в частности, кориолисовым расходомерам.The present invention relates to the field of flowmeters and, in particular, Coriolis flowmeters.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Массовый расход в кориолисовом расходомере измеряют путем возбуждения колебательных синусоидальных движений труб с расходом текучих сред и измерения времени задержки (или фазового угла) между колебательным откликом в, по меньшей мере, двух местах на трубах. В практических ситуациях время задержки изменяется линейно в зависимости от массового расхода, однако, обычно время задержки не равно нулю при нулевом массовом расходе. Обычно имеет место задержка или сдвиг при нулевом расходе, обусловленная(ный) рядом факторов, например непропорциональным затуханием, откликом упругого последействия, электромагнитными перекрестными помехами или фазовой задержкой в контрольно-измерительной электронике.The mass flow rate in a Coriolis flowmeter is measured by exciting oscillatory sinusoidal pipe motions with a fluid flow rate and measuring the delay time (or phase angle) between the vibrational response in at least two places on the pipes. In practical situations, the delay time varies linearly depending on the mass flow, however, usually the delay time is not equal to zero at zero mass flow. Usually there is a delay or a shift at zero flow rate due to a number of factors, for example, disproportionate attenuation, response of the elastic aftereffect, electromagnetic crosstalk, or phase delay in the control electronics.

Поправку на упомянутый сдвиг при нулевом расходе обычно вносят путем измерения сдвига в режиме нулевого расхода и вычитания измеренного сдвига из последующих измерений, выполненных при наличии расхода. Этого было бы достаточно для коррекции проблемы сдвига при нулевом расходе, если бы сдвиг при нулевом расходе оставался постоянным. К сожалению, сдвиг при нулевом расходе может изменяться при небольших изменениях окружающей среды (например, температуры) или вследствие изменений в трубопроводной системе, по которой протекает материал. Изменения сдвига при нулевом расходе будут вызывать погрешности в измеренных значениях расхода. Во время нормальной работы могут иметь место продолжительные периоды времени между режимами отсутствия расхода. Кориолисов расходомер можно калибровать установкой прибора на нуль только во время данных режимов отсутствия расхода. Изменения нулевого сдвига со временем могут вызывать значительные погрешности измерений расхода.Correction for said shift at zero flow rate is usually made by measuring the shift in zero flow mode and subtracting the measured shift from subsequent measurements made in the presence of flow. This would be sufficient to correct the shear problem at zero flow rate if the shift at zero flow rate remained constant. Unfortunately, shear at zero flow rate can change with small changes in the environment (for example, temperature) or due to changes in the piping system through which the material flows. Changes in shear at zero flow will cause errors in the measured flow values. During normal operation, prolonged periods of time may occur between non-flow modes. A Coriolis flowmeter can be calibrated by setting the instrument to zero only during these no-flow modes. Zero-shift changes over time can cause significant inaccuracies in flow measurements.

Поэтому существует потребность в системе и способе для калибровки сдвига при нулевом расходе.Therefore, there is a need for a system and method for calibrating shear at zero flow.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Предлагаются способ и устройство, которые предоставляют возможность периодического вычисления относительной фазы левого собственного вектора колеблющегося трубопровода. В нормальном режиме работы два устройства возбуждения применяются в тандеме для возбуждения основной моды колебаний трубопровода. Периодически, сначала одно, затем второе из двух устройств возбуждения выключают, что допускает выполнение измерений, которые позволяют определять относительную фазу левого собственного вектора для колеблющегося трубопровода.A method and apparatus are proposed that provide the ability to periodically calculate the relative phase of the left eigenvector of an oscillating pipeline. In normal operation, two excitation devices are used in tandem to excite the main oscillation mode of the pipeline. Periodically, first one, then the second of the two excitation devices is turned off, which allows measurements to be made that allow you to determine the relative phase of the left eigenvector for an oscillating pipeline.

АспектыAspects

Один аспект изобретения включает в себя способ, содержащий этапы, на которых:One aspect of the invention includes a method comprising the steps of:

пропускают поток материала через трубопровод, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;passing the flow of material through the pipeline, while exciting the vibrations of the pipeline;

измеряют относительное движение колеблющегося трубопровода;measure the relative motion of the oscillating pipeline;

периодически определяют относительную фазу левого собственного вектора для трубопровода.periodically determine the relative phase of the left eigenvector for the pipeline.

Предпочтительно способ дополнительно содержит этапы, на которых:Preferably, the method further comprises the steps of:

определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода;determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline;

определяют фактический расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы левого собственного вектора и относительной фазы правого собственного вектора.determine the actual consumption of material through the pipeline using the relative phase of the left eigenvector and the relative phase of the right eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют нескорректированный расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора;determining an uncorrected flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector;

определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод посредством сравнения нескорректированного расхода с фактическим расходом.determining a zero shift for the flow rate of the material through the pipeline by comparing the uncorrected flow rate with the actual flow rate.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют относительную фазу правого собственного вектора;determine the relative phase of the right eigenvector;

определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод вычислением среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора.determine the zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых относительную фазу левого собственного вектора корректируют на отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи.In a preferred embodiment, the method further comprises stages in which the relative phase of the left eigenvector is corrected for the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

измеряют первую относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием как первого устройства возбуждения, так и второго устройства возбуждения, при этом первое устройство возбуждения находится на расстоянии от второго устройства возбуждения;measuring the first relative phase between two spaced places on the oscillating pipeline, while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using both the first excitation device and the second excitation device, while the first excitation device is located at a distance from the second excitation device;

измеряют вторую относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только второго устройства возбуждения;measuring the second relative phase between two spaced apart places on the oscillating pipeline while exciting the oscillations of the pipeline using only the second excitation device;

вычисляют отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи, соответствующие первому устройству возбуждения, вычитанием второй относительной фазы из первой относительной фазы;calculating the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk corresponding to the first excitation device by subtracting the second relative phase from the first relative phase;

измеряют третью относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только второго устройства возбуждения;measuring the third relative phase between two spaced places on the oscillating pipeline, while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using only the second excitation device;

вычисляют отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи, соответствующие второму устройству возбуждения, вычитанием третьей относительной фазы из первой относительной фазы.the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk corresponding to the second excitation device are calculated by subtracting the third relative phase from the first relative phase.

Другой аспект изобретения включает в себя следующий способ:Another aspect of the invention includes the following method:

пропускают поток материала через трубопровод, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения, расположенных с разнесением;passing a flow of material through the pipeline, while simultaneously exciting vibrations of the pipeline using at least two excitation devices located with diversity;

измеряют движение колеблющегося трубопровода;measure the movement of an oscillating pipeline;

определяют первое взаимное расположение между первым местом на трубопроводе и первым из устройств возбуждения, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только первого из устройств возбуждения;determine the first mutual arrangement between the first place on the pipeline and the first of the excitation devices, while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using only the first of the excitation devices;

определяют второе взаимное расположение между первым местом на трубопроводе и вторым из устройств возбуждения, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только второго из устройств возбуждения;determining a second mutual arrangement between the first location on the pipeline and the second of the excitation devices, while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using only the second of the excitation devices;

определяют левый собственный вектор с использованием первого взаимного расположения и второго взаимного расположения.determine the left eigenvector using the first relative position and the second relative position.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых движение трубопровода измеряют первым датчиком, который совмещен с первым устройством возбуждения, и вторым датчиком, который совмещен со вторым устройством возбуждения.In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of measuring the movement of the pipe by a first sensor that is aligned with the first excitation device and a second sensor that is aligned with the second excitation device.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием как первого, так и второго устройств возбуждения;determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline, while exciting the oscillations of the pipeline using both the first and second excitation devices;

определяют фактический расход материала через трубопровод вычитанием относительной фазы левого собственного вектора из относительной фазы правого собственного вектора.determine the actual consumption of material through the pipeline by subtracting the relative phase of the left eigenvector from the relative phase of the right eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют нескорректированный расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора;determining an uncorrected flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector;

определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод посредством сравнения нескорректированного расхода с фактическим расходом;determining a zero shift for the flow rate of the material through the pipeline by comparing the uncorrected flow rate with the actual flow rate;

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием как первого, так и второго устройств возбуждения;determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline, while exciting the oscillations of the pipeline using both the first and second excitation devices;

определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора;determining a zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector;

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

измеряют первое приращение времени между первым местом и вторым местом, при возбуждении колебаний с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения;measuring the first increment of time between the first place and the second place, when excitation of oscillations using at least two excitation devices;

измеряют второе приращение времени между первым местом и вторым местом, при возбуждении колебаний с использованием всех, кроме первого из устройств возбуждения;measuring the second increment of time between the first place and the second place, when the oscillations are excited using all but the first of the excitation devices;

измеряют третье приращение времени между первым местом и вторым местом, при возбуждении колебаний с использованием всех, кроме второго из устройств возбуждения;measuring the third increment of time between the first place and the second place, when the oscillations are excited using all but the second of the excitation devices;

вычисляют первую величину коррекции с использованием первого приращения времени и второго приращения времени;calculating a first correction amount using the first time increment and the second time increment;

вычисляют вторую величину коррекции с использованием первого приращения времени и третьего приращения времени;calculating a second correction amount using the first time increment and the third time increment;

регулируют первое взаимное расположение с использованием первой величины коррекции перед вычислением левого собственного вектора; и,adjusting the first relative position using the first correction amount before calculating the left eigenvector; and,

регулируют второе взаимное расположение с использованием второй величины коррекции перед вычислением левого собственного вектора.adjusting the second relative position using the second correction amount before calculating the left eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых:In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of:

пропускают поток материала через трубопровод, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;passing the flow of material through the pipeline, while exciting the vibrations of the pipeline;

измеряют относительное движение колеблющегося трубопровода;measure the relative motion of the oscillating pipeline;

измеряют относительную фазу правого собственного вектора, при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;measure the relative phase of the right eigenvector, while exciting pipeline vibrations;

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг;determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift;

определяют новый нулевой сдвиг без прерывания расхода материала через трубопровод;determine a new zero shift without interrupting the flow of material through the pipeline;

определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на новый нулевой сдвиг.determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, adjusted for a new zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором новый нулевой сдвиг определяют с использованием относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода.In a preferred embodiment, the method further comprises the step of determining a new zero shift using the relative phase of the left eigenvector for the pipeline.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором новый нулевой сдвиг определяют периодически.In a preferred embodiment, the method further comprises the step of determining a new zero shift periodically.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором периодичность является функцией точности, требуемой при измерении расхода.In a preferred embodiment, the method further comprises a step in which the periodicity is a function of the accuracy required when measuring the flow.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором новый нулевой сдвиг определяют, когда происходит изменение измеряемого параметра окружающей среды.In a preferred embodiment, the method further comprises the step of determining a new zero shift when a change in the measured environmental parameter occurs.

Другой аспект изобретения содержит:Another aspect of the invention comprises:

трубопровод, выполненный с возможностью вмещения материала, протекающего по трубопроводу;a pipeline configured to accommodate material flowing through the pipeline;

по меньшей мере, два устройства возбуждения, выполненные с возможностью возбуждения множества мод колебаний трубопровода;at least two excitation devices configured to excite a plurality of pipeline vibration modes;

измерительное устройство, выполненное с возможностью измерения относительного движения колеблющегося трубопровода;a measuring device configured to measure the relative motion of the oscillating pipeline;

устройство, выполненное с возможностью периодического определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода с использованием относительного движения колеблющегося трубопровода;a device configured to periodically determine the relative phase of the left eigenvector for the pipeline using the relative motion of the oscillating pipeline;

устройство, выполненное с дополнительной возможностью определения относительной фазы правого собственного вектора для трубопровода с использованием относительного движения колеблющегося трубопровода.a device made with the additional possibility of determining the relative phase of the right eigenvector for the pipeline using the relative motion of the oscillating pipeline.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором фактический расход материала через трубопровод определяют с использованием разности относительной фазы левого собственного вектора в сравнении с относительной фазой правого собственного вектора.In a preferred embodiment, the method further comprises a step in which the actual flow rate of the material through the pipeline is determined using the difference in the relative phase of the left eigenvector in comparison with the relative phase of the right eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором расход материала через трубопровод определяют с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.In a preferred embodiment, the method further comprises a step in which the flow rate of the material through the pipeline is determined using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этап, на котором:In a preferred embodiment, the method further comprises the step of:

определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод вычислением среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора.determine the zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых фактический расход материала через трубопровод определяют вычитанием относительной фазы левого собственного вектора из относительной фазы правого собственного вектора; и,In a preferred embodiment, the method further comprises stages in which the actual flow rate of the material through the pipeline is determined by subtracting the relative phase of the left eigenvector from the relative phase of the right eigenvector; and,

нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод определяют сравнением расхода, определенного с использованием относительной фазы правого собственного вектора с фактическим расходом.the zero shift for the flow rate of the material through the pipeline is determined by comparing the flow rate determined using the relative phase of the right eigenvector with the actual flow rate.

В предпочтительном варианте способ дополнительно заключается в том, что относительная фаза левого собственного вектора корректируется на отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи.In a preferred embodiment, the method further comprises the fact that the relative phase of the left eigenvector is corrected for the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, на которых первую относительную фазу между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяют при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения;In a preferred embodiment, the method further comprises steps in which a first relative phase between a first location on the vibrating pipe and a second location on the vibrating pipe is determined while exciting pipe vibrations using at least two excitation devices;

вторую относительную фазу между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяют при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием всех, кроме первого из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения;the second relative phase between the first location on the oscillating pipeline and the second location on the oscillating pipeline is determined while exciting the oscillations of the pipeline using all but the first of at least two excitation devices;

третью относительную фазу между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяют при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием всех, кроме второго из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения; иthe third relative phase between the first location on the vibrating pipeline and the second location on the vibrating pipeline is determined while exciting the vibrations of the pipeline using all but the second of at least two excitation devices; and

отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи для первого из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения определяют при помощи вычитания второй относительной фазы из первой относительной фазы;the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk for the first of the at least two excitation devices is determined by subtracting the second relative phase from the first relative phase;

отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи для второго из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения определяют при помощи вычитания третьей относительной фазы из первой относительной фазы.the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk for the second of the at least two excitation devices is determined by subtracting the third relative phase from the first relative phase.

В предпочтительном варианте способ дополнительно заключается в том, что измерительное устройство содержит, по меньшей мере, два датчика в разнесенных относительно друг друга положениях.In a preferred embodiment, the method further comprises the fact that the measuring device comprises at least two sensors in spaced apart positions.

В предпочтительном варианте способ дополнительно заключается в том, что устройство является процессором, исполняющим программу, которая осуществляет определение относительной фазы левого и правого собственных векторов.In a preferred embodiment, the method further comprises the fact that the device is a processor executing a program that determines the relative phases of the left and right eigenvectors.

В предпочтительном варианте способ дополнительно заключается в том, что устройство является схемой, которая осуществляет определение относительной фазы левого и правого собственных векторов.In a preferred embodiment, the method further comprises the fact that the device is a circuit that determines the relative phases of the left and right eigenvectors.

В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит:In a preferred embodiment, the method further comprises:

трубопровод, выполненный с возможностью вмещения в себя материала, протекающего по трубопроводу;a pipeline configured to contain material flowing through the pipeline;

средство для возбуждения колебаний трубопровода;means for exciting pipeline vibrations;

средство для измерения относительного движения колеблющегося трубопровода;means for measuring the relative motion of the oscillating pipeline;

средство для периодического определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода;means for periodically determining the relative phase of the left eigenvector for the pipeline;

средство для определения относительной фазы правого собственного вектора для трубопровода;means for determining the relative phase of the right eigenvector for the pipeline;

средство для определения нулевого сдвига для материала, протекающего через трубопровод при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора;means for determining a zero shift for the material flowing through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector;

средство для определения фактического расхода материала с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.means for determining the actual consumption of the material using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1A - вид сверху трубопровода в неотклоненном положении в примерном варианте осуществления изобретения.FIG. 1A is a top view of a pipeline in an unbent position in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.1B - вид сверху трубопровода в отклоненном положении, соответствующем основной моде изгибных колебаний в примерном варианте осуществления изобретения.1B is a plan view of a pipeline in a deflected position corresponding to a main mode of bending vibrations in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.1C - вид сверху трубопровода в отклоненном положении, соответствующем моде изгибных колебаний, вызванных силами Кориолиса в примерном варианте осуществления изобретения.1C is a plan view of a pipeline in a deviated position corresponding to a mode of bending vibrations caused by Coriolis forces in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.2 - блок-схема последовательности операций способа определения левого собственного вектора в примерном варианте осуществления изобретения.2 is a flowchart of a method for determining a left eigenvector in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа определения упругого последействия и электронных перекрестных помех в примерном варианте осуществления изобретения.3 is a flowchart of a method for determining elastic aftereffect and electronic crosstalk in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.4 - схема, представляющая относительные значения ΔT, измеренные с использованием расстроенного однотрубного расходомера, при переключении между устройствами возбуждения, в примерном варианте осуществления изобретения.4 is a diagram representing relative ΔT values measured using an upset single pipe flow meter when switching between driving devices in an exemplary embodiment of the invention.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа повторной калибровки нулевого сдвига расходомера с расходом в примерном варианте осуществления изобретения.5 is a flowchart of a method for recalibrating a zero shift of a flowmeter with a flow in an exemplary embodiment of the invention.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществленияDetailed Description of a Preferred Embodiment

На фиг.1-5 и в нижеследующем описании представлены конкретные примеры для объяснения специалистам в данной области техники способов изготовления и применения лучшего варианта осуществления изобретения. С целью пояснения принципов изобретения некоторые общеизвестные аспекты приведены к более простому виду или опущены. Специалистам в данной области техники должны быть очевидны изменения представленных примеров, которые находятся в пределах объема изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что нижеописанные признаки можно сочетать различными способами для создания многочисленных вариантов изобретения. В результате изобретение ограничено не конкретными нижеописанными примерами, а исключительно формулой изобретения и ее эквивалентами.Figures 1-5 and the following description provide specific examples for explaining to those skilled in the art methods of manufacturing and using the best embodiment of the invention. In order to explain the principles of the invention, some well-known aspects are reduced to a simpler form or omitted. Professionals in the art should be apparent changes in the presented examples, which are within the scope of the invention. Specialists in the art should understand that the following features can be combined in various ways to create numerous variants of the invention. As a result, the invention is not limited to the specific examples described below, but solely by the claims and their equivalents.

Теоретические предпосылкиTheoretical background

Работу кориолисова расходомера можно описать математическими формулами. Общая система дифференциальных уравнений первого порядка, описывающая движение линейной системы, имеет вид:The work of a Coriolis flowmeter can be described by mathematical formulas. The general system of first-order differential equations describing the motion of a linear system has the form:

В уравнении (1) M и K означают матрицы массы и жесткости системы и C означает матрицу затухания общего вида, которая может содержать симметричный компонент, обусловленный затуханием, и кососимметричный компонент, обусловленный силой Кориолиса.In equation (1), M and K are the mass and stiffness matrices of the system, and C is the general attenuation matrix, which may contain the symmetric component due to the attenuation, and the skew-symmetric component due to the Coriolis force.

Уравнение 1 можно переписать в виде уравнения 2, где A равно матрице

и B равно матрице

и u равно

.Equation 1 can be rewritten as equation 2, where A is equal to the matrix

and B is equal to the matrix

and u is equal

.

Уравнение движения можно понять из рассмотрения уравнений 1 и 2. Обобщенная проблема собственного значения, связанная с уравнением (2), может быть решена для правых собственных векторов,

, так что:The equation of motion can be understood from the consideration of equations 1 and 2. The generalized eigenvalue problem associated with equation (2) can be solved for right eigenvectors,

, so that:

При симметричных матрицах A и B собственный вектор можно использовать для диагонализации или развязывания уравнений движения. Несвязанные уравнения легко решаются. Для несимметричной системы, например, где C содержит матрицу кориолиса, правые собственные векторы не диагонализируют уравнения движения, что приводит к связанным уравнениям. Решение связанных уравнений сложнее получить и понять. Левые собственные векторы требуются для диагонализации несимметричных матриц A или B. Нижеописанные выводы представляют процесс. Левые собственные векторы получают решением следующей обобщенной задачи собственных значений:With symmetric matrices A and B, the eigenvector can be used to diagonalize or untie the equations of motion. Unrelated equations are easily solved. For an asymmetric system, for example, where C contains the Coriolis matrix, the right eigenvectors do not diagonalize the equations of motion, which leads to related equations. The solution of coupled equations is more difficult to obtain and understand. Left eigenvectors are required to diagonalize the asymmetric matrices A or B. The following conclusions represent the process. Left eigenvectors are obtained by solving the following generalized eigenvalue problem:

Обычно M и K будут симметричными для кориолисова расходомера. При отсутствии расхода C также будет симметричной, следовательно, матрицы системы A и B будут симметричными. В данном случае уравнения (3) и (4) являются идентичными, и левый и правый собственные векторы являются одинаковыми. При наличии расхода соответствующая асимметрия матрицы C приводит к различию между левым и правым собственными векторами.Typically, M and K will be symmetrical for a Coriolis flowmeter. If there is no flow, C will also be symmetric, therefore, the matrices of the system A and B will be symmetric. In this case, equations (3) and (4) are identical, and the left and right eigenvectors are the same. If there is a flow, the corresponding asymmetry of the matrix C leads to a difference between the left and right eigenvectors.

Рассмотрим j-й правый собственный вектор:Consider the jth right eigenvector:

и i-й левый собственный вектор:and i-th left eigenvector:

Умножение слева уравнения (5) на

и умножение в обычном порядке уравнения (6) на

и вычитание обоих дает:Left Multiplication of Equation (5) by

and multiplying in the usual order of equation (6) by

and subtracting both gives:

Умножение уравнения (5) на

и уравнения (6) на

и выполнение той же самой процедуры дает:Multiplying Equation (5) by

and equations (6) on

and performing the same procedure gives:

Уравнения (7) и (8) показывают, что умножением слева и в обычном порядке либо матриц системы A или B на матрицу левых собственных векторов

и матрицу правых собственных векторов

соответственно диагонализируют матрицы системы.Equations (7) and (8) show that by multiplying from the left and in the usual order either the matrices of the system A or B by the matrix of left eigenvectors

and matrix of right eigenvectors

diagonalize the system matrices accordingly.

Тот факт, что матрицы левых и правых собственных векторов диагонализируют матрицы системы, означает, что как множество правых собственных векторов, так и множество левых собственных векторов являются линейно независимыми. Каждое множество можно использовать как базис системы координат для характеристики. Понимание, что различие между левыми и правыми собственными векторами обусловлено несимметричной матрицей кориолиса, составляет основу настоящего изобретения.The fact that the matrices of left and right eigenvectors diagonalize the matrices of the system means that both the set of right eigenvectors and the set of left eigenvectors are linearly independent. Each set can be used as the basis of a coordinate system for a characteristic. Understanding that the difference between left and right eigenvectors is due to the asymmetric matrix of Coriolis, is the basis of the present invention.

В понятиях математической модели прибора, матрицы массы, жесткости и затухания, которые моделируют некориолисовы эффекты, являются симметричными. Для системы без расхода левый и правый собственные векторы являются идентичными (в пределах произвольного масштабного коэффициента). Однако сила кориолиса, соответствующая расходу, проявляется в математической модели в виде кососимметричной матрицы затухания (транспонированная матрица имеет знак, обратный к исходной матрице). Кососимметричная матрица кориолиса вызывает различие левого и правого собственных векторов. Для системы с расходом без непропорционального затухания фазы разных коэффициентов левых собственных векторов взаимосвязаны между собой так же, как аналогичных коэффициентов правых собственных векторов. Для системы без непропорционального затухания упомянутые фазовые величины одинаково смещены как для левых, так и для правых собственных векторов, однако разность остается той же самой. Следовательно, если можно точно измерить фазовые характеристики левых и правых собственных векторов, то данные характеристики позволяют различать фазу, относящуюся к нулевому сдвигу при непропорциональном затухании, и фазу, относящуюся к расходу материала, с исключением тем самым соответствующих погрешностей нулевого сдвига.In terms of the mathematical model of the device, the matrix of mass, stiffness and attenuation, which model the non-Coriolis effects, are symmetric. For a system without flow, the left and right eigenvectors are identical (within an arbitrary scale factor). However, the Coriolis force corresponding to the flow rate is manifested in the mathematical model in the form of a skew-symmetric attenuation matrix (the transposed matrix has the opposite sign to the original matrix). The skew-symmetric matrix of Coriolis causes a difference in the left and right eigenvectors. For a system with a flow rate without disproportionate attenuation, the phases of different coefficients of the left eigenvectors are interconnected in the same way as similar coefficients of the right eigenvectors. For a system without disproportionate attenuation, the mentioned phase quantities are equally biased for both left and right eigenvectors, however, the difference remains the same. Therefore, if it is possible to accurately measure the phase characteristics of the left and right eigenvectors, then these characteristics make it possible to distinguish between the phase related to the zero shift at disproportionate attenuation and the phase related to the consumption of the material, with the exception of the corresponding zero-shift errors.

Характеристики упругого последействия электромагнитных перекрестных помех и электронной измерительной системы также вносят вклад в нулевой сдвиг. Один подход к истолкованию данных эффектов заключаются в том, что они вносят погрешность в измерение фазы правого собственного вектора. Если режим возбуждения (правый собственный вектор) можно измерить точно, то непропорциональное затухание будет единственным фактором влияния, вызывающим нулевой сдвиг, и данная погрешность будет легко отличимой от факторов влияния, обусловленным расходом, с использованием информации о dT для левого и правого собственных векторов.The elastic aftereffect characteristics of electromagnetic crosstalk and the electronic measuring system also contribute to the zero shift. One approach to the interpretation of these effects is that they introduce an error in the measurement of the phase of the right eigenvector. If the excitation mode (the right eigenvector) can be measured accurately, then the disproportionate attenuation will be the only influence factor causing a zero shift, and this error will be easily distinguishable from the influence factors due to the flow rate using the dT information for the left and right eigenvectors.

Порядок работыOperating procedure

На фиг.1 представлен вид сверху трубопровода 102, выполненного с возможностью вмещения в себя материала, протекающего по трубопроводу. D1 и D2 представляют собой два устройства возбуждения (называемых также приводами), установленных с интервалом вдоль трубопровода 102. В предпочтительном варианте осуществления два устройства возбуждения расставлены симметрично относительно центра оси трубопровода. Устройства возбуждения выполнены с возможностью приложения усилия к трубопроводу 102 для возбуждения множества мод колебаний в трубопроводе 102. Усилие может быть, по существу, когерентным (например, ограниченное узким частотным интервалом) или может быть широкополосным. Устройства возбуждения могут представлять собой такие известные средства, как магнит, прикрепленный к трубопроводу, и катушка, прикрепленная к базе, через которую пропускают колебательный ток.Figure 1 presents a top view of the pipeline 102, made with the possibility of accommodating the material flowing through the pipeline. D1 and D2 are two excitation devices (also called actuators) spaced along the pipeline 102. In a preferred embodiment, the two excitation devices are arranged symmetrically with respect to the center axis of the pipeline. The excitation devices are configured to apply force to the conduit 102 to excite a plurality of vibration modes in the conduit 102. The force may be substantially coherent (eg, limited to a narrow frequency interval) or may be broadband. Excitation devices can be such known means as a magnet attached to the pipeline, and a coil attached to the base through which an oscillating current is passed.

Позициями S1 и S2 обозначены два датчика, совмещенные с устройствами возбуждения D1 и D2. Датчики выполнены с возможностью выработки множества сигналов, характеризующих расположение и движение трубопровода 102. Датчики могут содержать разнообразные устройства, например катушечные измерительные преобразователи скорости, оптические или ультразвуковые датчики движения, акселерометры, инерционные датчики угловой скорости и т.п. В упомянутом варианте осуществления существует два датчика, каждый из которых показан совмещенным с одним из устройств возбуждения. В других вариантах осуществления может присутствовать только один датчик, выполненный с возможностью измерения положения и движения трубопровода 102 по длине трубопровода 102. Возможны также другие конфигурации, содержащие более чем 2 датчика.Positions S1 and S2 indicate two sensors combined with excitation devices D1 and D2. The sensors are configured to generate a plurality of signals characterizing the location and movement of the pipeline 102. The sensors may comprise a variety of devices, for example, coil speed transducers, optical or ultrasonic motion sensors, accelerometers, inertial angular velocity sensors, and the like. In the above embodiment, there are two sensors, each of which is shown to be aligned with one of the excitation devices. In other embodiments, only one sensor may be present configured to measure the position and movement of the pipe 102 along the length of the pipe 102. Other configurations containing more than 2 sensors are also possible.

На фиг.1A изображен трубопровод 102 в неотклоненном состоянии. При равномощном возбуждении приводов можно возбудить основную моду изгибных колебаний трубопровода. В патенте США №6,092,429, «Устройство возбуждения для колебания вибрирующего трубопровода», выданном 25 июля, 2000 г., который настоящим включен в данное описание путем отсылки, предлагаются устройства возбуждения, выполненные с возможностью возбуждения разных мод колебаний в трубопроводе. На фиг.1B изображен трубопровод 102 в отклоненном состоянии, соответствующем основной моде изгибных колебаний трубопровода. Упомянутая мода колебаний соответствует также режиму, в котором отсутствует расход материала через трубопровод. Отклонение трубопровода 102 на фиг.1B и 1C увеличено для ясности. Фактические отклонения трубопровода 102 будут намного меньше. Когда материал протекает по колеблющемуся трубопроводу 102, текущий материал вызывает появление сил кориолиса. Силы кориолиса отклоняют трубопровод 102 и возбуждают дополнительные моды колебаний. На фиг.1C показана основная мода колебаний, возбуждаемая силами кориолиса. Относительную разность фаз, определенную между датчиком S1 и датчиком S2, можно использовать для определения расхода материала через трубопровод 102. В режиме с отсутствием расхода (показанном на фиг.1B) обусловленная расходом разность фаз, определяемая между S1 и S2, отсутствует. Могут присутствовать разности фаз из-за состояний нулевого сдвига. Когда по трубопроводу 102 протекает материал, между S1 и S2 будет иметь место разность фаз, обусловленная расходом. Измеренная разность фаз, определяемая между S1 и S2, является мерой относительной фазы правого собственного вектора системы и пропорциональная расходу материала через трубопровод. Пусть θR равно относительной фазе правого собственного вектора, θS1 равно измеренной фазе колебания трубопровода около датчика S1, и θS2 равно измеренной фазе колебания трубопровода около датчика S2, тогда θR=θS1 - θS2. Разновременность, т.е. приращение T можно вычислить по разности фаз делением на частоту колебаний ω, ΔT=(θS1-θS2)/ω. Разновременность ΔT пропорциональна также расходу материала через трубопровод и является мерой, обычно используемой в массовых расходомерах. Более точное определение для расхода материала через трубопровод 102 можно получить вычислением посредством ввода поправки в измеренный расход материала на величину нулевого сдвига, ΔTc=ΔT - Нулевой сдвиг.On figa shows the pipeline 102 in an unbent state. With equipotential excitation of the drives, the main mode of the bending vibrations of the pipeline can be excited. US Pat. No. 6,092,429, “Excitation Device for Oscillating a Vibrating Pipeline”, issued July 25, 2000, which is hereby incorporated by reference, provides excitation devices configured to excite different modes of vibration in the conduit. FIG. 1B shows the pipe 102 in a deflected state corresponding to the main mode of bending vibrations of the pipe. Said vibration mode also corresponds to a mode in which there is no consumption of material through the pipeline. The deviation of line 102 in FIGS. 1B and 1C is increased for clarity. Actual deviations of the pipeline 102 will be much smaller. When the material flows through the oscillating conduit 102, the flowing material causes the appearance of Coriolis forces. Coriolis forces deflect conduit 102 and excite additional vibration modes. On figs shows the main mode of oscillation excited by the forces of Coriolis. The relative phase difference detected between the sensor S1 and the sensor S2 can be used to determine the flow rate of the material through the pipe 102. In the no flow mode (shown in FIG. 1B), the flow-related phase difference detected between S1 and S2 is absent. Phase differences due to zero-shift states may be present. When material flows through conduit 102, a phase difference due to flow will occur between S1 and S2. The measured phase difference, determined between S1 and S2, is a measure of the relative phase of the right eigenvector of the system and is proportional to the flow rate of the material through the pipeline. Let θR equal the relative phase of the right eigenvector, θS1 equal to the measured phase of the pipeline oscillation near the sensor S1, and θS2 equal to the measured phase of the pipeline oscillation near the sensor S2, then θR = θS1 - θS2. Diversity, i.e. the increment T can be calculated from the phase difference by dividing by the oscillation frequency ω, ΔT = (θS1-θS2) / ω. The difference ΔT is also proportional to the flow rate of the material through the pipeline and is a measure commonly used in mass flow meters. A more accurate definition for the flow rate of the material through the pipeline 102 can be obtained by calculating by introducing a correction in the measured flow rate of the material by the amount of zero shift, ΔTc = ΔT - Zero shift.

В одном примерном варианте осуществления изобретения, во время нормальной работы оба устройства возбуждения применяются для возбуждения основной моды изгибных колебаний трубопровода. Расход материала через трубопровод определяют измерением относительной фазы правого собственного вектора, преобразованием в область ΔT и коррекцией данного значения на величину поправки на нулевой сдвиг ΔT_RC=ΔT_R - нулевой сдвиг. Трубопровод возбуждают с периодическим использованием только одного и затем другого устройства возбуждения. Производят измерения разности фаз сигнала возбуждения и положения на трубопроводе. Эти данные измерений используют для определения относительной фазы левого собственного вектора системы.In one exemplary embodiment of the invention, during normal operation, both excitation devices are used to excite the main mode of bending vibrations of the pipeline. The flow rate of the material through the pipeline is determined by measuring the relative phase of the right eigenvector, converting it into the ΔT region and correcting this value by the value of the correction for zero shift ΔT _RC = ΔT _R is the zero shift. The pipeline is excited with the periodic use of only one and then another excitation device. Measure the phase difference of the excitation signal and the position on the pipeline. This measurement data is used to determine the relative phase of the left eigenvector of the system.

На фиг.2 представлена блок-схема последовательности операций способа определения левого собственного вектора в примерном варианте осуществления изобретения. На этапе 202, в нормальном режиме работы для возбуждения колебаний трубопровода применяются оба устройства возбуждения. На этапе 204, для возбуждения колебаний трубопровода применяется только устройство возбуждения D1. В это время измеряется разность фаз между сигналом возбуждения, применяемым в устройстве возбуждения D1, и датчиком S1. Обозначим данную измеренную разность фаз как θ1. На этапе 206 устройство возбуждения D1 выключено, и для возбуждения колебаний трубопровода применяется только устройство возбуждения D2. В это время измеряется разность фаз между сигналом возбуждения, применяемым в устройстве возбуждения D2, датчиком S1. Обозначим данную измеренную разность фаз как θ2. На этапе 208 относительную фазу левого собственного вектора θL системы можно вычислить как θL=θ1-θ2. Преобразование во временную область дает относительное приращение T левого собственного вектора: ΔT_L=(θ1-θ2)/ω. На этапе 210 возобновляется работа в нормальном режиме и оба устройства возбуждения применяются для возбуждения колебаний трубопровода. Последовательность, в которой устройства возбуждения включаются и выключаются, не имеет значения.2 is a flowchart of a method for determining a left eigenvector in an exemplary embodiment of the invention. At step 202, in normal operation, both excitation devices are used to excite the vibrations of the pipeline. At step 204, only the drive device D1 is used to excite the vibrations of the pipe. At this time, the phase difference between the drive signal used in the drive device D1 and the sensor S1 is measured. Denote this measured phase difference as θ1. At step 206, the excitation device D1 is turned off, and only the excitation device D2 is used to excite the vibrations of the pipe. At this time, the phase difference between the excitation signal used in the excitation device D2, the sensor S1 is measured. We denote this measured phase difference as θ2. At step 208, the relative phase of the left eigenvector θL of the system can be calculated as θL = θ1-θ2. Conversion to the time domain gives a relative increment T of the left eigenvector: ΔT _L = (θ1-θ2) / ω. At step 210, normal operation is resumed and both excitation devices are used to excite the vibrations of the pipeline. The sequence in which the field devices are turned on and off does not matter.

Поскольку относительные фазы (θ1 и θ2) для левого собственного вектора определяются при возбуждении колебаний трубопровода только одним устройством возбуждения, отклик упругого последействия (RF) и электромагнитные перекрестные помехи (EC) должны быть скорректированы. Каждое устройство возбуждения вызывает какой-то отклик упругого последействия и электромагнитные помехи. Их влияние затухает до нуля почти мгновенно, когда устройство возбуждения выключается. Путем непродолжительного выключения устройства возбуждения можно определить изменение измеренной фазы у каждого датчика, обусловленное откликом упругого последействия и электромагнитными помехами, относящимися к данному датчику. Изменение измеренной фазы можно определить измерением скачкообразного изменения разности между датчиками, которое случается, когда выключают каждое устройство возбуждения. На фиг.3 представлена схема последовательности операций для одного варианта осуществления способа определения упругого последействия и электронных перекрестных помех.Since the relative phases (θ1 and θ2) for the left eigenvector are determined by excitation of the pipe oscillations by only one excitation device, the elastic aftereffect (RF) response and electromagnetic crosstalk (EC) must be corrected. Each excitation device causes some kind of elastic aftereffect response and electromagnetic interference. Their influence decays to zero almost instantly when the excitation device turns off. By briefly turning off the excitation device, it is possible to determine the change in the measured phase of each sensor due to the response of the elastic aftereffect and electromagnetic interference related to this sensor. The change in the measured phase can be determined by measuring the abrupt change in the difference between the sensors, which happens when each excitation device is turned off. FIG. 3 is a flow diagram for one embodiment of a method for determining elastic aftereffect and electronic crosstalk.

На этапе 302, в нормальном режиме работы оба устройства возбуждения применяются для возбуждения колебаний трубопровода. Приращение T при обоих работающих устройствах возбуждения ΔT_D1D2 измеряется между датчиком S1 и датчиком S2. На этапе 304 устройство возбуждения D2 выключается и для возбуждения колебаний трубопровода применяется только устройство возбуждения D1. В это время измеряется приращение T только с одним работающим устройством возбуждения D1, ΔT_D1 между датчиком S1 и датчиком S2. Разность между ΔT_D1D2 и ΔT_D1 обусловлена упругим последействием и электронными перекрестными помехами от устройства возбуждения D2. На этапе 306 устройство возбуждения D1 выключено и для возбуждения трубопровода применяется только возбудитель D2. В это время измеряется приращение T только с одним работающим устройством возбуждения D2, ΔT_D2 между датчиком S1 и датчиком S2. Разность между ΔT_D1D2 и ΔT_D2 обусловлена упругим последействием и электронными перекрестными помехами от устройства возбуждения D1. Для коррекции измеренного ΔT на упругое последействие и электронные перекрестные помехи от обоих устройств возбуждения разность между ΔT_D1D2 и ΔT_D1 и разность между ΔT_D1D2 и ΔT_D2 вычитают из измеренного ΔT. Поэтому скорректированное приращение T равно ΔT_C=ΔT-(ΔT_D1D2-ΔT_D1)-(ΔT_D1D2-ΔT_D2). При использовании данного метода приращение T для относительной фазы левого собственного вектора ΔT_LC можно скорректировать на упругое последействие и электронные перекрестные помехи ΔT_LC=ΔT_L-(ΔT_D2-ΔT_D1).At step 302, in normal operation, both drive devices are used to drive pipe vibrations. The increment T for both operating excitation devices ΔT _D1D2 is measured between the sensor S1 and the sensor S2. At step 304, the excitation device D2 is turned off and only the excitation device D1 is used to excite the vibrations of the pipe. At this time, the increment T is measured with only one operating excitation device D1, ΔT _D1 between the sensor S1 and the sensor S2. The difference between ΔT _D1D2 and ΔT _D1 is due to the elastic aftereffect and electronic crosstalk from the excitation device D2. At step 306, the excitation device D1 is turned off and only the exciter D2 is used to drive the pipeline. At this time, the increment T is measured with only one operating excitation device D2, ΔT _D2 between the sensor S1 and the sensor S2. The difference between ΔT _D1D2 and ΔT _D2 is due to the elastic aftereffect and electronic crosstalk from the excitation device D1. To correct the measured ΔT for elastic aftereffect and electronic crosstalk from both excitation devices, the difference between ΔT _D1D2 and ΔT _D1 and the difference between ΔT _D1D2 and ΔT _D2 are subtracted from the measured ΔT. Therefore, the corrected increment T is ΔT _C = ΔT- (ΔT _D1D2 -ΔT _D1 ) - (ΔT _D1D2 -ΔT _D2 ). Using this method, the increment T for the relative phase of the left eigenvector ΔT _LC can be corrected for the elastic aftereffect and electronic crosstalk ΔT _LC = ΔT _L - (ΔT _D2 -ΔT _D1 ).

На фиг.4 приведена схема, представляющая относительные значения ΔT, измеренные с использованием расстроенного однотрубного расходомера, при переключении между устройствами возбуждения, в примерном варианте осуществления изобретения. В данном расходомере устройства возбуждения DR1 и DR2 ориентированы под 45 градусов от вертикали и расположены в одном месте по оси с датчиком PR3. При возбуждении DR1 и DR2 одинаковым сигналом получают псевдосовмещенную пару устройства возбуждения/датчика. Такая же взаимосвязь применяется для создания псевдосовмещенной пары устройств возбуждения/датчика с помощью устройств возбуждения DL1 и DL2 и датчика PL3. Две пары датчиков-устройств возбуждения (DR1/DR2/PR3 и DL1/DL2/PL3) расставлены симметрично относительно центра оси расходомера. В период времени от нуля до 30 секунд для возбуждения колебаний расходомера применялись обе пары псевдоустройств возбуждения. Скачкообразное изменение значений ΔT приблизительно на 30 секунде происходит, когда выключается пара устройств возбуждения DL1/DL2. Такое изменение ΔT обусловлено откликом упругого последействия и электромагнитными перекрестными помехами от псевдоустройства возбуждения DL1/DL2. В момент примерно на 65 секунде выключается пара устройств возбуждения DR1/DR2 и включается пара устройств возбуждения DL1/DL2. На отметке приблизительно 100 секунд снова включается пара устройств возбуждения DR1/DR2 и для возбуждения колебаний расходомера применяются обе пары псевдоустройств возбуждения. Изменение измеренных значений ΔT в период от 100 до 120 обусловлено откликом упругого последействия и электромагнитными перекрестными помехами псевдоустройства возбуждения DR1/DR2.FIG. 4 is a diagram showing relative ΔT values measured using a detuned single pipe flow meter when switching between excitation devices, in an exemplary embodiment of the invention. In this flowmeter, the excitation devices DR1 and DR2 are oriented at 45 degrees from the vertical and are located in one place along the axis with the PR3 sensor. Upon excitation of DR1 and DR2 with the same signal, a pseudo-coupled excitation / sensor pair is obtained. The same relationship is used to create a pseudo-coupled pair of field devices / sensors using field devices DL1 and DL2 and sensor PL3. Two pairs of excitation sensor devices (DR1 / DR2 / PR3 and DL1 / DL2 / PL3) are arranged symmetrically relative to the center axis of the flowmeter. In a period of time from zero to 30 seconds, both pairs of pseudo excitation devices were used to excite the oscillations of the flowmeter. An abrupt change in ΔT values at approximately 30 seconds occurs when a pair of DL1 / DL2 field devices are turned off. Such a change in ΔT is due to the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk from the DL1 / DL2 pseudo-excitation device. At about 65 seconds, a pair of DR1 / DR2 field devices are turned off and a pair of DL1 / DL2 field devices are turned on. At around 100 seconds, a pair of DR1 / DR2 field devices are turned on again and both pairs of pseudo field devices are used to excite the flowmeter. The change in the measured ΔT values in the period from 100 to 120 is due to the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk of the DR1 / DR2 pseudo-excitation device.

В расходомерах, в которых устройства возбуждения и датчики расположены симметрично относительно центра оси расходомера, упругое последействие и электронные перекрестные помехи, соответствующие каждому устройству возбуждения, равны и противоположны. В нормальном режиме работы, когда для возбуждения колебаний трубопровода применяются оба устройства возбуждения, их влияния погашаются и обычно не нуждаются в коррекции для точного измерения приращения T правого собственного вектора. Измерения для левого собственного вектора и упругого последействия и электронных перекрестных помех можно снимать одновременно, когда кратковременно выключают каждое устройство возбуждения.In flowmeters in which the excitation devices and sensors are located symmetrically with respect to the center of the axis of the flowmeter, the elastic aftereffect and electronic crosstalk corresponding to each excitation device are equal and opposite. In normal operation, when both excitation devices are used to excite pipeline oscillations, their effects are canceled and usually do not need correction to accurately measure the increment T of the right eigenvector. Measurements for the left eigenvector and elastic aftereffect and electronic crosstalk can be taken simultaneously when each excitation device is momentarily turned off.

Методы компенсации непостоянства фазы между разными электронными измерительными каналами широко известны в технике. Например, на вход можно подавать известный сигнал и измерять фазовые искажения. Данную процедуру можно выполнять при наличии расхода при обеспечении запасного измерительного канала, который принимает на себя измерительную функцию контролируемого канала, когда осуществляют контроль канала.Methods for compensating for phase imbalance between different electronic measuring channels are widely known in the art. For example, you can apply a known signal to the input and measure phase distortion. This procedure can be performed if there is a flow rate while providing a spare measuring channel, which assumes the measuring function of the controlled channel when the channel is controlled.

После того, как относительные ΔT для левого и правого собственных векторов измерены и скорректированы на влияние упругого последействия, электронных перекрестных помех и т.п., вычисляют вклад потока и непропорционального затухания. Влияние расхода потока F равно частному от деления разности между относительными ΔT левого и правого собственных векторов на 2: F=(ΔT_R-ΔT_L)/2. Новый нулевой сдвиг можно вычислить сравнением влияния расхода F с расходом, определенным измерением ΔT_R в нормальном режиме работы. Нулевой сдвиг=ΔT_R-F. Новый нулевой сдвиг можно использовать для коррекции измеренного расхода в нормальном режиме работы, пока в следующий раз не определяется значение для левого собственного вектора.After the relative ΔT for the left and right eigenvectors are measured and adjusted for the effect of elastic aftereffect, electronic crosstalk, etc., the contribution of the flux and disproportionate attenuation is calculated. The effect of the flow rate F is equal to the quotient of dividing the difference between the relative ΔT of the left and right eigenvectors by 2: F = (ΔT _R -ΔT _L ) / 2. The new zero shift can be calculated by comparing the effect of the flow rate F with the flow rate determined by measuring ΔT _R in normal operation. Zero shift = ΔT _R -F. The new zero shift can be used to correct the measured flow rate in normal operation until the next time the value for the left eigenvector is determined.

Влияние непропорционального затухания ND равно среднему из левого и правого собственных векторов ND=(ΔT_R+ΔT_L)/2. Данное значение можно использовать как новое значение нулевого сдвига.The effect of disproportionate attenuation ND is equal to the average of the left and right eigenvectors ND = (ΔT _R + ΔT _L ) / 2. This value can be used as the new zero shift value.

На фиг.5 представлена блок-схема последовательности операций способа повторной калибровки нулевого сдвига расходомера с расходом в примерном варианте осуществления настоящего изобретения. На этапе 502, в нормальном режиме работы, для возбуждения трубопровода служат оба устройства возбуждения. Определяется нескорректированное относительное приращение T для правого собственного вектора. Затем нескорректированное относительное приращение T для правого собственного вектора корректируется с использованием нулевого сдвига. Расход через расходомер определяется с использованием скорректированного относительного приращения T правого собственного вектора. Периодически, на этапе 504, устройства возбуждения D1 и D2 попеременно выключаются и определяются относительное приращение T левого собственного вектора и упругое последействие (RF) и электронные перекрестные помехи (EC). Относительное приращение T левого собственного вектора корректируется на влияние упругого последействия и электронных перекрестных помех. На этапе 506 скорректированное относительное приращение T левого собственного вектора и нескорректированное приращение T правого собственного вектора применяются для определения нового нулевого сдвига. Новый нулевой сдвиг подставляется вместо старого нулевого сдвига и процесс возобновляется с этапа 502. При вычислении и подстановке нового нулевого сдвига в расходомер расходомер оказывается повторно калиброванным по режиму нулевого расхода во время течения материала через расходомер.5 is a flowchart of a method for recalibrating a zero shift of a flowmeter with a flow in an exemplary embodiment of the present invention. At 502, in normal operation, both excitation devices are used to drive the pipeline. An uncorrected relative increment T is determined for the right eigenvector. Then, the uncorrected relative increment T for the right eigenvector is corrected using a zero offset. The flow rate through the flow meter is determined using the adjusted relative increment T of the right eigenvector. Periodically, at step 504, the excitation devices D1 and D2 are alternately turned off and the relative increment T of the left eigenvector and the elastic aftereffect (RF) and electronic crosstalk (EC) are determined. The relative increment T of the left eigenvector is corrected for the effect of elastic aftereffect and electronic crosstalk. At 506, the adjusted relative increment T of the left eigenvector and the uncorrected increment T of the right eigenvector are applied to determine the new zero offset. The new zero shift is substituted for the old zero shift and the process is resumed from step 502. When calculating and substituting the new zero shift in the flowmeter, the flowmeter is re-calibrated by the zero flow mode during the flow of material through the flowmeter.

В одном примерном варианте осуществления определение момента, когда следует производить повторную калибровку, можно выполнять с использованием фиксированных временных интервалов между калибровками. В другом примерном варианте осуществления повторную калибровку можно выполнять, когда обнаруживаются изменения в окружающей среде или трубопроводной системе. Например, когда изменение температуры больше пороговой величины, может выполняться повторная калибровка. Определение момента выполнения повторной калибровки может быть комбинированным, по периодическому таймеру и обнаружению изменений в окружающей среде. Период времени между повторными калибровками может быть короче для систем, которые нуждаются в более высокой точности, чем для систем, требования к точности которых менее строги.In one exemplary embodiment, determining when to recalibrate can be done using fixed time intervals between calibrations. In another exemplary embodiment, recalibration can be performed when changes in the environment or piping system are detected. For example, when the temperature change is greater than a threshold value, recalibration may be performed. Determining when recalibration can be performed can be combined using a periodic timer and detecting environmental changes. The time period between recalibrations can be shorter for systems that require higher accuracy than for systems whose accuracy requirements are less stringent.

Переключение между устройствами возбуждения D1 и D2 для измерения относительной фазы левого собственного вектора не подразумевает обязательного прерывания нормального режима работы расходомера (т.е. измерения расхода с использованием ΔT правого собственного вектора). Например, когда устройства возбуждения расположены симметрично относительно осевой линии трубопровода, каждое устройство возбуждения возбуждает колебания с одинаковой силой. Например, удвоением тока в D2, когда D1 выключено, можно поддерживать амплитуду приводящего усилия.Switching between excitation devices D1 and D2 for measuring the relative phase of the left eigenvector does not imply a mandatory interruption of the normal operation of the flowmeter (i.e., measuring the flow using ΔT of the right eigenvector). For example, when the excitation devices are located symmetrically with respect to the axial line of the pipeline, each excitation device excites vibrations with the same force. For example, by doubling the current in D2 when D1 is off, the amplitude of the driving force can be maintained.

В вышеприведенном описании изобретения представлен однотрубный расходомер. Как будет очевидно специалистам, в данной области техники настоящее изобретение применимо в расходомерах других конфигураций, например в двухтрубных расходомерах. Изобретение описано также на примере прямолинейного трубопровода, но возможны другие геометрические формы расходомера, например с изогнутым трубопроводом.In the above description of the invention, a single-tube flow meter is provided. As will be apparent to those skilled in the art, the present invention is applicable to flowmeters of other configurations, for example, double-tube flowmeters. The invention is also described by the example of a straight pipe, but other geometric shapes of the flow meter are possible, for example with a curved pipe.

Claims (30)

1. Способ определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода, содержащий этапы, на которых:
пропускают поток материала через трубопровод при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;
измеряют относительное движение колеблющегося трубопровода; и
периодически определяют относительную фазу левого собственного вектора для трубопровода (208).1. A method for determining the relative phase of the left eigenvector for a pipeline, comprising the steps of:
passing the flow of material through the pipeline while exciting the vibrations of the pipeline;
measure the relative motion of the oscillating pipeline; and
periodically determine the relative phase of the left eigenvector for the pipeline (208). 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода (302); и
определяют фактический расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы левого собственного вектора и относительной фазы правого собственного вектора.2. The method according to claim 1, additionally containing stages in which:
determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline (302); and
determine the actual consumption of material through the pipeline using the relative phase of the left eigenvector and the relative phase of the right eigenvector. 3. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют нескорректированный расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора; и
определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод посредством сравнения нескорректированного расхода с фактическим расходом (506).3. The method according to claim 2, further comprising stages in which:
determining an uncorrected flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector; and
determining a zero shift for the flow rate of the material through the pipeline by comparing the uncorrected flow rate with the actual flow rate (506). 4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг (502).4. The method according to claim 3, further comprising stages in which:
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift (502). 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют относительную фазу правого собственного вектора; и
определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора.5. The method according to claim 1, further comprising stages in which:
determine the relative phase of the right eigenvector; and
determine the zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector. 6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.6. The method according to claim 5, additionally containing a stage in which:
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift. 7. Способ по п.1, в котором относительную фазу левого собственного вектора корректируют на отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи.7. The method according to claim 1, in which the relative phase of the left eigenvector is adjusted for the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk. 8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этапы, на которых:
измеряют первую относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, как первого устройства возбуждения (304), так и второго устройства возбуждения, при этом первое устройство возбуждения находится на расстоянии от второго устройства возбуждения;
измеряют вторую относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только второго устройства возбуждения (304);
вычисляют отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи, соответствующие первому устройству возбуждения вычитанием второй относительной фазы из первой относительной фазы (308);
измеряют третью относительную фазу между двумя разнесенными местами на колеблющемся трубопроводе при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только первого устройства возбуждения (306); и
вычисляют отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи, соответствующие второму устройству возбуждения путем вычитания третьей относительной фазы из первой относительной фазы (308).8. The method according to claim 7, further comprising stages in which:
measuring the first relative phase between two spaced places on the oscillating pipeline while simultaneously exciting the pipeline oscillations using both the first excitation device (304) and the second excitation device, while the first excitation device is located at a distance from the second excitation device;
measuring the second relative phase between two spaced apart places on the oscillating pipeline while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using only the second excitation device (304);
calculating the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk corresponding to the first excitation device by subtracting the second relative phase from the first relative phase (308);
measuring the third relative phase between two spaced apart places on the vibrating pipeline while simultaneously exciting the pipeline vibrations using only the first excitation device (306); and
calculating the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk corresponding to the second excitation device by subtracting the third relative phase from the first relative phase (308). 9. Способ определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода, содержащий этапы, на которых:
пропускают поток материала через трубопровод при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения, расположенных с разнесением;
измеряют движение колеблющегося трубопровода;
определяют первое взаимное расположение между первым местом на трубопроводе и первым из устройств возбуждения при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только первого из устройств возбуждения (204);
определяют второе взаимное расположение между первым местом на трубопроводе и вторым из устройств возбуждения при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием только второго из устройств возбуждения (206); и
определяют левый собственный вектор с использованием первого взаимного расположения и второго взаимного расположения (208).9. A method for determining the relative phase of the left eigenvector for a pipeline, comprising the steps of:
passing a flow of material through the pipeline while simultaneously exciting the vibrations of the pipeline using at least two excitation devices arranged with diversity;
measure the movement of an oscillating pipeline;
determine the first mutual arrangement between the first place on the pipeline and the first of the excitation devices while simultaneously exciting the oscillations of the pipeline using only the first of the excitation devices (204);
determining a second mutual arrangement between the first location on the pipeline and the second of the excitation devices while simultaneously exciting the pipeline oscillations using only the second of the excitation devices (206); and
determine the left eigenvector using the first relative position and the second relative position (208). 10. Способ по п.9, в котором движение трубопровода измеряют первым датчиком, который совмещен с первым устройством возбуждения, и вторым датчиком, который совмещен со вторым устройством возбуждения.10. The method according to claim 9, in which the movement of the pipeline is measured by the first sensor, which is combined with the first excitation device, and the second sensor, which is combined with the second excitation device. 11. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, как первого, так и второго устройств возбуждения; и
определяют фактический расход материала через трубопровод вычитанием относительной фазы левого собственного вектора из относительной фазы правого собственного вектора.11. The method according to claim 9, further comprising stages in which:
determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline while exciting the oscillations of the pipeline using both the first and second excitation devices; and
determine the actual consumption of material through the pipeline by subtracting the relative phase of the left eigenvector from the relative phase of the right eigenvector. 12. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют нескорректированный расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора;
определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод посредством сравнения нескорректированного расхода с фактическим расходом; и
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.12. The method according to claim 11, further comprising stages in which:
determining an uncorrected flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector;
determining a zero shift for the flow rate of the material through the pipeline by comparing the uncorrected flow rate with the actual flow rate; and
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift. 13. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют относительную фазу правого собственного вектора для трубопровода при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, как первого, так и второго устройств возбуждения;
определяют нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора; и
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.13. The method according to claim 9, further comprising stages, in which:
determine the relative phase of the right eigenvector for the pipeline while exciting the oscillations of the pipeline using both the first and second excitation devices;
determining a zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector; and
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift. 14. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы, на которых:
измеряют первое приращение времени между первым местом и вторым местом при возбуждении колебаний с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения (302);
измеряют второе приращение времени между первым местом и вторым местом при возбуждении колебаний с использованием всех, кроме первого из устройств возбуждения (304);
измеряют третье приращение времени между первым местом и вторым местом при возбуждении колебаний с использованием всех, кроме второго из устройств возбуждения (306);
вычисляют первую величину коррекции с использованием первого приращения времени и второго приращения времени (308);
вычисляют вторую величину коррекции с использованием первого приращения времени и третьего приращения времени (308);
регулируют первое взаимное расположение с использованием первой величины коррекции перед вычислением левого собственного вектора; и
регулируют второе взаимное расположение с использованием второй величины коррекции перед вычислением левого собственного вектора.14. The method according to claim 9, further comprising stages, in which:
measuring the first time increment between the first location and the second location upon excitation of vibrations using at least two excitation devices (302);
measuring a second time increment between the first location and the second location upon excitation of vibrations using all but the first of the excitation devices (304);
measuring the third increment of time between the first place and the second place upon excitation of oscillations using all but the second of the excitation devices (306);
calculating a first correction amount using the first time increment and the second time increment (308);
calculating a second correction amount using the first time increment and the third time increment (308);
adjusting the first relative position using the first correction amount before calculating the left eigenvector; and
adjusting the second relative position using the second correction amount before calculating the left eigenvector. 15. Способ определения расхода материала через трубопровод, содержащий этапы, на которых:
пропускают поток материала через трубопровод при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;
измеряют относительное движение колеблющегося трубопровода;
измеряют относительную фазу правого собственного вектора при одновременном возбуждении колебаний трубопровода;
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг (502);
определяют новый нулевой сдвиг без прерывания расхода материала через трубопровод; и
определяют расход материала через трубопровод с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на новый нулевой сдвиг.15. A method for determining the flow rate of a material through a pipeline, comprising the steps of:
passing the flow of material through the pipeline while exciting the vibrations of the pipeline;
measure the relative motion of the oscillating pipeline;
measure the relative phase of the right eigenvector while exciting pipeline vibrations;
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift (502);
determine a new zero shift without interrupting the flow of material through the pipeline; and
determine the flow rate of the material through the pipeline using the relative phase of the right eigenvector, adjusted for a new zero shift. 16. Способ по п.15, в котором новый нулевой сдвиг определяют с использованием относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода.16. The method according to clause 15, in which the new zero shift is determined using the relative phase of the left eigenvector for the pipeline. 17. Способ по п.15, в котором новый нулевой сдвиг определяют периодически.17. The method according to clause 15, in which a new zero shift is determined periodically. 18. Способ по п.17, в котором периодичность является функцией точности, требуемой при измерении расхода.18. The method according to 17, in which the periodicity is a function of the accuracy required when measuring the flow. 19. Способ по п.15, в котором новый нулевой сдвиг определяют, когда происходит изменение измеряемого параметра окружающей среды.19. The method according to clause 15, in which a new zero shift is determined when there is a change in the measured environmental parameter. 20. Устройство для определения относительной фазы левого и правого собственных векторов для трубопровода, содержащее:
трубопровод (102), выполненный с возможностью вмещения в себя материала, протекающего по трубопроводу;
по меньшей мере, два устройства (D1, D2) возбуждения, выполненные с возможностью возбуждения колебаний трубопровода;
измерительное устройство, выполненное с возможностью измерения относительного движения колеблющегося трубопровода;
устройство, выполненное с возможностью периодического определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода с использованием относительного движения колеблющегося трубопровода; и
устройство, выполненное с дополнительной возможностью определения относительной фазы правого собственного вектора для трубопровода с использованием относительного движения колеблющегося трубопровода.20. A device for determining the relative phase of the left and right eigenvectors for the pipeline, containing:
a pipeline (102) configured to accommodate material flowing through the pipeline;
at least two excitation devices (D1, D2) configured to excite the vibrations of the pipeline;
a measuring device configured to measure the relative motion of the oscillating pipeline;
a device configured to periodically determine the relative phase of the left eigenvector for the pipeline using the relative motion of the oscillating pipeline; and
a device made with the additional possibility of determining the relative phase of the right eigenvector for the pipeline using the relative motion of the oscillating pipeline. 21. Устройство по п.20, в котором фактический расход материала через трубопровод определяется с использованием разности относительной фазы левого собственного вектора в сравнении с относительной фазой правого собственного вектора.21. The device according to claim 20, in which the actual flow rate of the material through the pipeline is determined using the difference in the relative phase of the left eigenvector in comparison with the relative phase of the right eigenvector. 22. Устройство по п.20, в котором расход материала через трубопровод определяется с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг.22. The device according to claim 20, in which the flow rate of the material through the pipeline is determined using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift. 23. Устройство по п.22, дополнительно содержащее:
определение нулевого сдвига для расхода материала через трубопровод при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора.23. The device according to item 22, further comprising:
determining a zero shift for the flow of material through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector. 24. Устройство по п.22, в котором фактический расход материала через трубопровод определяется при помощи вычитания относительной фазы левого собственного вектора из относительной фазы правого собственного вектора; и
нулевой сдвиг для расхода материала через трубопровод определяется при помощи сравнения расхода, определенного с использованием относительной фазы правого собственного вектора, с фактическим расходом.24. The device according to item 22, in which the actual flow rate of the material through the pipeline is determined by subtracting the relative phase of the left eigenvector from the relative phase of the right eigenvector; and
the zero shift for the flow rate of the material through the pipeline is determined by comparing the flow rate determined using the relative phase of the right eigenvector with the actual flow rate. 25. Устройство по п.20, в котором относительная фаза левого собственного вектора корректируется благодаря отклику упругого последействия и электромагнитным перекрестным помехам.25. The device according to claim 20, in which the relative phase of the left eigenvector is adjusted due to the response of the elastic aftereffect and electromagnetic crosstalk. 26. Устройство по п.25, в котором первая относительная фаза между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяется при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием, по меньшей мере, двух устройств возбуждения;
вторая относительная фаза между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяется при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием всех, кроме первого из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения;
третья относительная фаза между первым местом на колеблющемся трубопроводе и вторым местом на колеблющемся трубопроводе определяется при одновременном возбуждении колебаний трубопровода с использованием всех, кроме второго из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения; и
отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи для первого из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения определяются при помощи вычитания второй относительной фазы из первой относительной фазы; и
отклик упругого последействия и электромагнитные перекрестные помехи для второго из, по меньшей мере, двух устройств возбуждения определяются при помощи вычитания третьей относительной фазы из первой относительной фазы.26. The device according A.25, in which the first relative phase between the first place on the oscillating pipeline and the second place on the oscillating pipeline is determined while exciting the oscillations of the pipeline using at least two excitation devices;
the second relative phase between the first location on the oscillating pipeline and the second location on the oscillating pipeline is determined while exciting the oscillations of the pipeline using all but the first of at least two excitation devices;
the third relative phase between the first location on the oscillating pipeline and the second location on the oscillating pipeline is determined while exciting the oscillations of the pipeline using all but the second of at least two excitation devices; and
the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk for the first of the at least two excitation devices are determined by subtracting the second relative phase from the first relative phase; and
the elastic aftereffect response and electromagnetic crosstalk for the second of the at least two excitation devices are determined by subtracting the third relative phase from the first relative phase. 27. Устройство по п.20, в котором измерительное устройство содержит, по меньшей мере, два датчика в разнесенных относительно друг друга положениях.27. The device according to claim 20, in which the measuring device contains at least two sensors in spaced apart relative to each other positions. 28. Устройство по п.20, в котором устройство является процессором, исполняющим программу, которая осуществляет определение относительной фазы левого и правого собственных векторов.28. The device according to claim 20, in which the device is a processor executing a program that determines the relative phase of the left and right eigenvectors. 29. Устройство по п.20, в котором устройство является схемой, которая осуществляет определение относительной фазы левого и правого собственных векторов.29. The device according to claim 20, in which the device is a circuit that determines the relative phase of the left and right eigenvectors. 30. Устройство для определения фактического расхода материала, содержащее:
трубопровод (102), выполненный с возможностью вмещения в себя материала, протекающего по трубопроводу;
средство для возбуждения колебаний трубопровода;
средство для измерения относительного движения колеблющегося трубопровода;
средство для периодического определения относительной фазы левого собственного вектора для трубопровода;
средство для определения относительной фазы правого собственного вектора для трубопровода;
средство для определения нулевого сдвига для материала, протекающего через трубопровод, при помощи вычисления среднего из относительной фазы правого собственного вектора и относительной фазы левого собственного вектора; и
средство для определения фактического расхода материала с использованием относительной фазы правого собственного вектора, скорректированной на нулевой сдвиг. 30. A device for determining the actual consumption of material, containing:
a pipeline (102) configured to accommodate material flowing through the pipeline;
means for exciting pipeline vibrations;
means for measuring the relative motion of the oscillating pipeline;
means for periodically determining the relative phase of the left eigenvector for the pipeline;
means for determining the relative phase of the right eigenvector for the pipeline;
means for determining a zero shift for the material flowing through the pipeline by calculating the average of the relative phase of the right eigenvector and the relative phase of the left eigenvector; and
means for determining the actual consumption of the material using the relative phase of the right eigenvector, corrected for zero shift.

Images