用於測量過程流體的流量的系統的製作方法

2023-05-14 19:09:56 2

專利名稱：用於測量過程流體的流量的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業過程控制或監視系統。更具體地，本實用新型涉及在工業過程中測量過程流體的流量的系統。
技術背景許多工業過程使用各種類型的流體或對其進行操作。在過程的操作期間，流體可以通過過程管道從一個位置傳送至另一位置。在許多實例中，期望監視這種經過過程管道的流體的流量。該監視可以僅用於測量目的，或者可以用在控制系統中。例如，可以基於所測量的過程流體的流量的量來對閥門(valve)進行控制。過程變量變送器用於測量工業過程的過程變量。一種這樣的過程變量是以上討論的過程流體的流量。可以使用各種技術來測量這種流量。一種這樣的技術基於置於過程管道中的限制元件上展現(develop)的差壓來測量流量。差壓可以由差壓變送器測量並用於計算過程流體的流量。如Richard Steven的、名稱為「 MPR0VEMENTS IN OR RELATING TOFLOW METERING」、國際申請日為2006年8月29日的W02008/025935中所描述，置於流中的限制元件使得各種壓力得以展現。

實用新型內容本實用新型所要解決的問題是如何利用較少的差壓來實現工業過程中過程流體的測量。一種用於在工業過程中測量經過過程管道的過程流體的流量的系統，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量響應於過程流體的流動而在所述流量限制元件上出現的第一壓降。第二差壓變送器被配置為測量穿過所述流量限制元件的過程流體中的第二差壓。電路基於第一差壓和第二差壓來執行診斷。系統可以包括第一差壓變送器與第二差壓變送器之間的數據鏈路。電路可以位於第一差壓變送器中。第一差壓變送器和第二差壓變送器中的至少一個可以與中央位置進行通信。電路可以位於中央位置。通信可以是在過程控制環上提供的。過程控制環可以包括有線過程控制環。過程控制環可以包括無線過程控制環。第一差壓變送器和第二差壓變送器可以在無線通信鏈路上進行通信。流量可以通過過程控制環而被傳送至中央位置。由此，根據以上技術方案，本實用新型利用較少的差壓實現了工業過程中過程流體的測量。

[0016]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是針對圖IA所示的配置，壓力相對於位置的曲線圖。圖2是示出了與過程管道耦合的兩個差壓變送器的圖。圖3是示出了圖2的壓力變送器的簡化框圖。
具體實施方式
本實用新型涉及基於在置於過程管道中的限制元件上產生的差壓來測量經過過 程管道的流量。如以下更詳細討論的，該限制元件產生多個不同的差壓。一個差壓(被稱作「傳統」差壓(APt))是在該限制元件上直接測量的差壓。恢復壓力(APJ是該限制元件處的最小壓力與最大下行流壓力之間產生的差壓。永久壓力損失(APppl)是從該限制元件的上行流和壓力已完全恢復的位置下行流測量的差壓。在傳統的差流量測量應用中，在基本元件(限制元件，例如孔板、調節孔、文丘裡管或V錐等)上安裝差壓變送器。流體的流速與傳統差壓(APt)的平方根成比例。此外，可以測量溫度和絕對壓力以動態地計算過程流體的密度。所計算出的密度可以用於基於過程流體密度的改變來補償質量流量測量。已經在差過程變量變送器中實現各種診斷技術。與差過程流量測量相關的許多技術基於監視所檢測到的壓力的統計變化，以便識別與將差壓變送器耦合至過程流體的「引壓管(impulse line)」相關聯的問題。例如，如果引壓管中的一條或兩條變為被塞住，則可以檢測到差壓信號的標準差的改變。然而，對被塞住的引壓管的精確檢測還通常取決於其他因素，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 OR RELATING TO FLOWMETERING」、國際申請日為2006年8月29日的W02008/025935中以及在2008年10月21至24日的第26屆國際北海測量工作研討會上提出的Diagnostic Methodology for GenericDifferential Pressure Flow meters中討論的，「基本元件」在流動的過程流體中產生多個差壓。三個獨特的可用差壓測量包括傳統壓降(APt)、恢復後的壓力(APr)和永久壓力損失(APm)。圖IA和IB示出了由於過程管道的橫截面視圖(圖1A)和沿過程管道的壓力相對於位置的曲線圖(圖1B)所示的基本元件而由流柱(flow post)產生的三個差壓。儘管基本元件被示作文丘裡管，但是可以將這裡討論的方法應用於任何基本元件。如圖IB的曲線圖所示，如果已知任何兩個差壓，則可以基於以下關係來計算第三個差壓APt = A Pr+A Pppl 等式 I可以使用如下三個DP測量中的任一個來計算流體的質量流速mt = EAtK^p. APt 等式 2mr = EAtKrpp. APr 等式 3mPPL = AiKppl ^2p-APppl 等式 4其中[0032]E =離開速度(
權利要求1.一種用於測量過程流體的流量的系統，所述過程流體通過エ業過程中的過程管道中設置的流量限制元件，其特徵是，所述系統包括 第一差壓變送器，被配置為測量由於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，被配置為測量由於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，被配置為基於所述第一差壓和所述第二差壓來執行診斷。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述系統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據鏈路。
3.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述電路位於所述第一差壓變送器中。
4.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，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與中央位置進行通信。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵是，所述電路位於所述中央位置。
6.根據權利要求4所述的系統，其特徵是，所述通信是在過程控制環上提供的。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵是，所述過程控制環包括有線過程控制環。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵是，所述過程控制環包括無線過程控制環。
9.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，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行通信。
10.根據權利要求I所述的系統，其特徵是，所述流量通過過程控制環而被傳送至中央位置。
專利摘要本申請涉及基於差壓的流量測量。一種用於在工業過程中測量過程流體的流量的系統，該過程流體通過工業過程中的過程管道中設置的流量限制元件，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量響應於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。電路基於第一差壓和第二差壓來執行診斷。
文檔編號G01F1/36GK202393430SQ20112037193
公開日2012年8月22日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年3月3日
發明者大衛·L·韋爾斯, 安德魯·J·科樂森斯基, 約翰·P·米勒 申請人:羅斯蒙德公司