專利名稱：基于差壓的流量測(cè)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及エ業(yè)過程控制或監(jiān)視系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及在エ業(yè)過程中測(cè)量過程流體的流量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多エ業(yè)過程使用各種類型的流體或?qū)ζ溥M(jìn)行操作。在過程的操作期間，流體可 以通過過程管道從ー個(gè)位置傳送至另一位置。在許多實(shí)例中，期望監(jiān)視這種經(jīng)過過程管道的流體的流量。該監(jiān)視可以僅用于測(cè)量目的，或者可以用在控制系統(tǒng)中。例如，可以基于所測(cè)量的過程流體的流量的量來對(duì)閥門(valve)進(jìn)行控制。過程變量變送器用于測(cè)量エ業(yè)過程的過程變量。一種這樣的過程變量是以上討論的過程流體的流量?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來測(cè)量這種流量。一種這樣的技術(shù)基于置于過程管道中的限制元件上展現(xiàn)(develop)的差壓來測(cè)量流量。差壓可以由差壓變送器測(cè)量并用于計(jì)算過程流體的流量。如Richard Steven的、名稱為“MPR0VEMENTS IN OR RELATINGTOFLOff METERING”、國際申請(qǐng)日為2006年8月29日的W02008/025935中所描述，置于流中的限制元件使得各種壓カ得以展現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于在エ業(yè)過程中測(cè)量經(jīng)過過程管道的過程流體的流量的系統(tǒng)，包括過程管道中的流量限制元件。第一差壓變送器被配置為測(cè)量響應(yīng)于過程流體的流動(dòng)而在所述流量限制元件上出現(xiàn)的第一壓降。第二差壓變送器被配置為測(cè)量穿過所述流量限制元件的過程流體中的第二差壓。電路基于第一差壓和第二差壓來執(zhí)行診斷。


圖IA是具有限制和所得到的壓差的流管的簡化示意圖。圖IB是針對(duì)圖IA所示的配置，壓カ相對(duì)于位置的曲線圖。圖2是示出了與過程管道耦合的兩個(gè)差壓變送器的圖。圖3是示出了圖2的壓カ變送器的簡化框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及基于在置于過程管道中的限制元件上產(chǎn)生的差壓來測(cè)量經(jīng)過過程管道的流量。如以下更詳細(xì)討論的，該限制元件產(chǎn)生多個(gè)不同的差壓。一個(gè)差壓(被稱作“傳統(tǒng)”差壓(APt))是在該限制元件上直接測(cè)量的差壓?；謴?fù)壓力(APJ是該限制元件處的最小壓カ與最大下行流壓カ之間產(chǎn)生的差壓。永久壓カ損失(APm)是從該限制元件的上行流和壓カ已完全恢復(fù)的位置下行流測(cè)量的差壓。在傳統(tǒng)的差流量測(cè)量應(yīng)用中，在基本元件(限制元件，例如孔板、調(diào)節(jié)孔、文丘里管或V錐等)上安裝差壓變送器。流體的流速與傳統(tǒng)差壓(APt)的平方根成比例。此外，可以測(cè)量溫度和絕對(duì)壓力以動(dòng)態(tài)地計(jì)算過程流體的密度。所計(jì)算出的密度可以用于基于過程流體密度的改變來補(bǔ)償質(zhì)量流量測(cè)量。已經(jīng)在差過程變量變送器中實(shí)現(xiàn)各種診斷技木。與差過程流量測(cè)量相關(guān)的許多技術(shù)基于監(jiān)視所檢測(cè)到的壓カ的統(tǒng)計(jì)變化，以便識(shí)別與將差壓變送器耦合至過程流體的“引壓管(impulse line)”相關(guān)聯(lián)的問題。例如，如果引壓管中的一條或兩條變?yōu)楸蝗?，則可以檢測(cè)到差壓信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差的改變。然而，對(duì)被塞住的引壓管的精確檢測(cè)還通常取決于其他因素，例如流速、孔板Beta比、困在引壓管中的氣體的量，等等。如在Richard Steven 的、名稱為 “MPR0VEMENTS IN ORRELATING TO FLOWMETERING”、國際申請(qǐng)日為2006年8月29日的W02008/025935中以及在2008年10月21至24日的第26屆國際北海測(cè)量工作研討會(huì)上提出的Diagnostic Methodology for GenericDifferential Pressure Flow meters中討論的，“基本元件”在流動(dòng)的過程流體中產(chǎn)生多 個(gè)差壓。三個(gè)獨(dú)特的可用差壓測(cè)量包括傳統(tǒng)壓降(APt)、恢復(fù)后的壓カ(APr)和永久壓カ損失(APm)。圖IA和IB示出了由于過程管道的橫截面視圖(圖1A)和沿過程管道的壓力相對(duì)于位置的曲線圖(圖1B)所示的基本元件而由流柱(flow post)產(chǎn)生的三個(gè)差壓。盡管基本元件被示作文丘里管，但是可以將這里討論的方法應(yīng)用于任何基本元件。如圖IB的曲線圖所示，如果已知任何兩個(gè)差壓，則可以基于以下關(guān)系來計(jì)算第三個(gè)差壓A Pt = A Pr+ A Pppl 等式 I可以使用如下三個(gè)DP測(cè)量中的任ー個(gè)來計(jì)算流體的質(zhì)量流速
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量通過エ業(yè)過程中的過程管道中設(shè)置的流量限制元件的過程流體的流量的系統(tǒng)，包括 第一差壓變送器，被配置為測(cè)量由于過程流體流過所述流量限制元件而引起的所述過程流體中的第一差壓； 第二差壓變送器，被配置為測(cè)量由于過程流體流過所述流量限制元件而引起的所述過程流體中的第二差壓；以及 電路，被配置為基于所述第一差壓和所述第二差壓來執(zhí)行診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一差壓包括傳統(tǒng)差壓APt,所述第二差壓包括永久壓カ損失APm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述診斷是基于壓カ損失比來確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括所述第一差壓變送器與所述第二差壓變送器之間的數(shù)據(jù)鏈路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述電路位于所述第一差壓變送器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一差壓變送器和所述第二差壓變送器中的至少ー個(gè)與中央位置進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述電路位于所述中央位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述通信是在過程控制環(huán)上提供的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述過程控制環(huán)包括有線過程控制環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述過程控制環(huán)包括無線過程控制環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一差壓變送器和所述第二差壓變送器在無線通信鏈路上進(jìn)行通信。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一差壓包括從由傳統(tǒng)差壓APtVKMH力A Pr和永久壓カ損失APppJ^成的差壓組中選擇的差壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述診斷基于以下操作觀察基于所述第一差壓和所述第二差壓而計(jì)算的參數(shù)的改變趨勢(shì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述診斷基于以下操作將根據(jù)所述第一差壓和所述第二差壓而計(jì)算的參數(shù)與閾值進(jìn)行比較。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置為在學(xué)習(xí)模式下操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一差壓變送器還被配置為計(jì)算所述過程流體的流量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述流量通過過程控制環(huán)而被傳送至中央位置。
18.—種在流量測(cè)量系統(tǒng)中執(zhí)行診斷的方法，所述流量測(cè)量系統(tǒng)被配置為測(cè)量通過エ業(yè)過程中的過程管道中承載的流量限制元件的過程流體的流量，所述方法包括 使用第一差壓變送器測(cè)量所述流量限制元件上的第一差壓； 使用第二差壓變送器測(cè)量所述流量限制元件上的第二差壓； 使用根據(jù)所測(cè)量的第一差壓和所測(cè)量的第二差壓而計(jì)算出的參數(shù)來診斷所述流量測(cè)量系統(tǒng)的操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一差壓和所述第二差壓是從由傳統(tǒng)差壓APt、恢復(fù)壓力APr和永久壓カ損失APppJQ成的差壓組中選擇的。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一差壓包括傳統(tǒng)差壓APt,所述第二差壓包括永久壓カ損失APm。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述診斷是基于壓カ損失比來確定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括在所述第一差壓變送器與所述第二差壓變送器之間的數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行通信。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一差壓變送器和所述第二差壓變送器中的至少ー個(gè)與中央位置進(jìn)行通信。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括通過無線通信鏈路在所述第一差壓變送器與所述第二差壓變送器之間進(jìn)行通信。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一差壓包括從由傳統(tǒng)差壓APtVKMH力A Pr和永久壓カ損失APppJ^成的差壓組中選擇的差壓。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括觀察基于所述第一差壓和所述第二差壓而計(jì)算的參數(shù)的改變趨勢(shì)。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及基于差壓的流量測(cè)量。一種用于在工業(yè)過程中測(cè)量經(jīng)過過程管道的過程流體的流量的系統(tǒng)，包括過程管道中的流量限制元件。第一差壓變送器被配置為測(cè)量響應(yīng)于過程流體的流量的所述流量限制元件上的第一差壓。第二差壓變送器被配置為測(cè)量所述流量限制元件上所述過程流體中的第二差壓。電路基于第一差壓和第二差壓來執(zhí)行診斷。
文檔編號(hào)G01F1/36GK102654410SQ20111029720
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者大衛(wèi)·L·韋爾斯, 安德魯·J·科樂森斯基, 約翰·P·米勒 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司