用於流量計現場校準的系統和方法

2023-06-01 12:24:31 2

專利名稱：：用於流量計現場校準的系統和方法
技術領域：
：本發明的實施例涉及一種用於流量計現場校準的系統和方法，並且在一個實施例中，涉及一種用於火炬氣(flaregas)流量計現場校準的系統和方法.
背景技術：
：流量計和流量計系統被用於測量管路或管道內流動的流體的特性.一種特定的重要特性是流體的流量或流速。超聲波傳感器經常被用於根據通過流體傳送的超聲波信號的通過時間來測量流速.通常，流量計利用兩個彼此分別設置在管路或管道上遊和下遊的傳感器來測量流速.每個傳感器都以交互的方式傳送和接收信號。隨後流速作為沿流動方向和逆流動方向傳送的超聲波信號的通過時間的函數而被計算，也就是說，作為上遊通過時間和下遊通過時間之間時差的函數而被計算。例如，在存在流動的情況下，從上遊傳感器傳送到下遊傳感器的通過時間信號脈衝快於從下遊傳感器傳送到上遊傳感器的脈衝。通過由從下遊傳感器傳送到上遊傳感器的通過時間中減去從上遊傳感器傳送到下遊傳感器的通過時間，即可算出通過時差&,再利用其他的已知參數例如管道尺寸和超聲波信號路徑長度，以及測得的流體內的聲速，即可由此確定出流速.超聲波流量計中通過時間測量的基本原理完全是公知的.流體流量測量經常給企業之間的現金轉移提供了基礎數據，其中資源的銷量可能最終就取決於流量測量的準確性.而且，準確的流量測量能夠提供關於工業過程例如化工或燃燒過程的有價值信息，而這些信息能夠用作優化和控制的基礎信息，例如，一旦流體流速被算出，那麼其他的流體性質也可以被確定，例如體積流量Q,它是流速和管道面積的函數，和/或流體的平均分子量。後一個性質是某些化工過程效率的優良指標。通過監測該性質，化工過程就能夠被優化，在一個例子中，此處的受讓人提供了一種型號為GF868的超聲波流量計，來監測排入大氣中的火炬氣.該流量計通常被用於測量化學加工工業中的流量.它不僅具有高於5X的精度，還提供了一種有效，經濟和準確的監測火炬氣排放的裝置，但是，某些州，例如德克薩斯州和加利福尼亞州，以及某些歐洲國家，需要對火炬氣流量計進行每年至少一次的校準以確保排放被很好地監測和控制。通常在其他一些情況下也可能需要或者希望校準流量計.另外，在很多典型的流量計中，隨時間流逝造成的侵蝕或汙染物沉積能夠導致流量計傳感器信號惡化，從而能夠造成流量測量精度的降低.通常，由於大量的時間和資源消耗以及所導致的系統停機時間，拆除管路中的傳感器安裝段或部分進行離線校準的成本很高.一種公知的校準流量計的方法包括使用卡尺和CMM(坐標測量機)來校正聲速的測量。流量計的零點校準通過將流量計傳感器從流體管線拆除並將其放入沒有流量的"黑盒"內實現.但是，該方法4艮繁瑣，並且很難在現場使用。而且，作為一個實際因素，可能也無法跨越系統特定的流速範圍限制，例如在可能高達300英尺/秒的最大流速下，來校準流量計，因為這樣的條件可能在校準時或正常操作期間並不存在。
發明內容本發明的實施例提供了經濟，複雜度更低，和更準確的流量計現場校準方法。由於通過時間主要是超聲波信號路徑(ultrasonicsignalpaths)和流體內聲速的函數，因此準確的聲速測量對於實現準確的流量或流速測量來說是;f艮重要的.在本發明的各種實施例中，申請人的系統和方法提供了更準確的聲速測量和校準，並因此可以提供所需的精度.不過，本發明的各種實施例也另外包括了改進的通過時間測量和校準.本發明各種實施例相關的改進校準能夠在線進行，而不會不恰當的千擾現有系統，且停機時間很短甚至不會停機。本發明的系統和方法的實施例並不局限於任何特定類型的流量計或應用，而是可以在需要或者想要獲得準確聲速和/或通過時差參數A/時被用於任何流量計。但是，本發明在其他實施例中並不需要實現上述所有目標，並且相關的權利要求也不應被限制為能夠實現這些目標的裝置和方法。本發明給出了一種用於流量計的校準系統，該校準系統包括流動模擬器，該流動模擬器包括設置為從流量計接收流量計傳感器信號的接收器和設置為建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計的模擬子系統.校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝(simulatedtransittimesignalpulses)產生的通過時差值(transittimedifferential)並輸出校準因子至流量計，預定的時間間隔可以代表一種針對特定類型流體在一定已知流速下的通過時差值.在一個實施例中，接收器被設置為從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號，而模擬子系統被設置為利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈衝.校準子系統可以被進一步設置為將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子.在一個實施例中，校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的流體流速值，並進一步設置為將由流量計產生的流體流速值與由流動模擬器算出的流體流速做比較以計算校準因子.算出的流速可以代表針對特定類型流體在預定時間間隔下的速度，校準因子可以調整由流量計產生的通過時差值，或者調整由流量計產生的流體流速值.在一種變形中，模擬通過時間信號脈沖是基於來自流量計的實際流量計通過時間信號脈沖的，而且，模擬子系統可以被進一步設置為將模擬通過時間信號脈衝失真來模擬幹擾脈衝的噪聲因子，和/或被設置為調製模擬通過時間信號脈衝的信號品質.可以被調製的信號品質包括振幅和/或頻率.在一個實施例中，校準系統包括用於插入其中有流體流動的管道內的探針和連接至該探針並被設置為計算流體內的聲速和輸出聲速校正係數至流量計的處理子系統，探針被成型為適合裝入管道的開口.在一種變形中，探針包括至少兩個間隔固定距離的傳感器和至少一個用於使流體流過探針的縫隙，探針傳感器設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號.探針傳感器通常確定了通過流體的超聲波信號路徑.在另一種變形中，探針包括間隔固定距離的至少一個傳感器和一個反射器以及至少一個用於使流體流過探針的縫隙，這一個探針傳感器設置為傳送超聲波信號，接收從反射器反射回來的超聲波信號，和輸出通過時間信號，在一種配置中，處理子系統被進一步設置為激活探針傳感器並響應由探針傳感器輸出的通過時間信號以計算流體內的聲速.處理子系統通常也被設置為從流量計接收由流量計確定的流體聲速值，並將由流量計確定的流體聲速值與算出的聲速做比較以計算聲速校正係數.流量計可以是火炬氣流量計且流體可以是火炬氣.探針是可攜式的，並且可以被預校準，而在一個實施例中探針的直徑或寬度小於等於3/4英寸。探針傳感器可以在探針內移動，或者反射器可以在探針內移動.在這些變形中，處理子系統被進一步設置為輸出一系列代表流體聲速分布的聲速值.本發明還給出了一種用於流量計的校準系統，該校準系統包括流動模擬器，該流動模擬器包括設置為從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號的接收器和設置為利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號脈沖傳^至流量計的^模擬子系統.校準子系統被i置為從流量計接:由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子來調整由流量計產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計，本發明進一步給出了一種用於流量計的校準系統，該校準系統包括流動模擬器，該流動模擬器包括設置為從流量計接收流量計傳感器信號的接收器和設置為基於來自流量計的實際通過時間信號脈衝建立模擬至流量計的模擬子系統.校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子，並輸出校準因子至流量計.本發明還給出了一種用於流量計的校準系統，包括用於插入其中有流體流動的管道內的探針，和連接至探針並設置為計算流體內的聲速和輸出聲速校正係數至流量計的處理子系統.該系統進一步包括流動模擬器，該流動模擬器包括設置為從流量計接收流量計傳感器信號的接收器，設置為建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計的模擬子系統，和校準子系統.校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計。本發明還給出了一種用於流量計的校準系統，包括探針和處理子系統，探針包括至少兩個間隔固定距離的傳感器和至少一個用於使流體流過探針的縫隙，傳感器設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號.處理子系統激活探針傳感器和響應通過時間信號，並被設置為計算流過探針的流體內的聲速，再輸出聲速校正係數至流量計.該系統也包括流動模擬器，該流動模擬器包含設置為從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號的接收器，設置為利用從流量計接收的已傳送的流量計傳^間^號脈衝傳送至流量計的S;^擬^"系統，和校準子系統:校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值和流體流速值中的至少一個，並輸出校準因子至流量計.本發明還給出了一種用於流量計的校準方法，該校準方法包括從流量計接收流量計傳感器信號，建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計，從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計。預定的時間間隔可以代表一種針對特定類型流體在一定已知流速下的通過時差值.在一個實施例中，接收的流量計傳感器信號是已傳送的流量計傳感器信號，而模擬通過時間信號脈衝是利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號而建立的.該方法可以進一步包括將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子.可選地或者附加地，該方法可以包括從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的流體流速值，並將由流量計產生的流體流速值與由流動模擬器算出的流體流速做比較以計算校準因子.算出的流速可以代表針對特定類型流體在預定時間間隔下的速度.校準因子可以調整由流量計產生的通過時差值，或者調整由流量計產生的流體流速值.在一種變形中，模擬通過時間信號脈衝是基於來自流量計的實際流量計通過時間信號脈衝的。在另一種變形中，該方法可以包括將模擬通過時間信號脈衝失真來模擬幹擾脈沖的噪聲因子，和/或調製模擬通過時間信號脈沖的信號品質。被調製的信號品質可以包括振幅和/或頻率.在一個實施例中，校準方法可以進一步包括將探針插入其中有流體流動的管道內，計算流體內的聲速，並輸出聲速校正係數至流量計.探針被成型為適合裝入管道的開口，並且在一種配置中，探針包括至少兩個間隔固定距離的傳感器和至少一個用於使流體流過探針的縫隙，探針傳感器設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號.探針傳感器通常確定了通過流體的超聲波信號路徑.在另一種配置中，探針包括間隔固定距離的至少一個傳感器和一個反射器以及至少一個用於使流體流過探針的縫隙，該探針傳感器設置為傳送超聲波信號，接收從反射器反射回來的超聲波信號，和輸出通過時間信號，該方法也可以包括激活探針傳感器並響應由探針傳感器輸出的通過時間信號以計算流體內聲速的步驟，其中流體內聲速的計算包括從流量計接收由流量計確定的流體聲速值，並將由流量計確定的流體聲速值與算出的聲速做比較以計算聲速校正係數。流量計可以是火炬氣流量計且流體可以是火炬氣.探針通常為可攜式且可以被預校準。在一個實施例中，探針的直徑或寬度小於等於3/4英寸.探針傳感器可在探針內移動，或者反射器可以在探針內移動.在這樣的變形中，該方法可以包括輸出一系列代表流體聲速分布的聲速值的步驟.本發明進一步給出了一種用於流量計的校準方法，該校準方法包括從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號，利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈沖並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計，從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈沖產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子來調整由流量計產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計。本發明還給出了一種用於流量計的校準方法，該校準方法包括從流量計接收流量計傳感器信號，基於來自流量計的實際通過時間信號脈衝脈衝傳送至流量計，從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子，並輸出校準因子至流量計.本發明還給出了一種用於流量計的校準方法，該校準方法包括將探針插入其中有流體流動的管道開口內，計算流體內的聲速，並輸出聲速校正係數至流量計.該方法進一步包括從流量計接收流量計傳感器信號，建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計，從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計.本發明進一步給出了一種用於流量計的校準方法，該校準方法包括將探針插入其中有流體流動的管道開口內的步驟，探針包括至少兩個間隔固定距離的傳感器和至少一個用於使流體流過探針的縫隙，傳感器設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號，該方法也包括激活探針傳感器，響應通過時間信號並計算管道內流過縫隙的流體內的聲速，並輸出聲速校正係數至流量計的步驟.該方法進一步包括從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號，利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈衝，以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計，從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計的步驟.其他的目的，特徵和優點將通過下述實施例的說明以及附圖而被本領域普通技術人員所理解，在附圖中圖1是根據本發明的一個流量計校準系統實施例的透視示意圖；圖2A是根據本發明的一種應用的一個探針和處理子系統實施例的部分剖視的透視示意圖2B是根據本發明的一種應用的一個包括一個傳感器和一個反射器的探針實施例的部分剖視的透視示意圖3是示出了根據本發明的一個處理子系統實施例的主要處理步驟的示意方塊圖4是示出了根據本發明的一個流動模擬器實施例的主要部件的示意方塊圖5是示出了根據本發明的一個流動模擬器實施例的主要處理步驟的示意方塊圖；和圖6是示出了根據本發明的一種同時包括了聲速校準和通過時差校準的校準方法實施例的主要方法步驟的示意方塊圖.具體實施例方式除了下面公開的一個或多個實施例之外，本發明還能夠有其他的實施例和以各種方式被實踐或實現。因此，應該理解本發明的應用並不局限於如下的說明書所述或附圖所示的結構細節和部件設置。即使文中介紹了一個實施例，相關的權利要求也不應被限制為該實施例，而且，除非有清楚和有力的證據表明確定的排除，限制，或放棄，相關的權利要求也不應被加以限制地理解。圖1中的一種典型的流量計10包括傳感器12和14以及相關的電子處理單元16.傳感器12和14如圖所示位於管路或管道18的相對的兩側，但是在不同的流量計中傳感器也可以位於管路的相同側，或者也可以有多於兩個的傳感器.如圖所示，管道18包括可以熱鑄入管道18內的傳感器安裝段18a。其他的部件也可以被包括在流量計10內或者與流量計10—起使用，或者某些部件也可以被排除在外.在本發明的一個實施例中，流量計校準系統20包括用於確定在管道18內流動的流體24中的聲速的探針30和處理子系統40.在另一個實施例中，流量計校準系統20包括設置用於模擬流體流動，例如模擬該實施例中的流體24流動的流動模擬器60.流量計校準系統20的其他實施例可以同時包括探針30和處理子系統40，以及流動模擬器60，如下所述。在各種情況下，流量計校準系統20校準流量計IO用於提高流體24內的聲速和/或速度測量的準確性，以及其他基於該測量值參數的準確性.儘管本發明的實施例特別適用於測量火炬氣的火炬氣流量計，但本發明並不局限於此，並且本發明的系統和方法的實施例並不局限於結合任何特定的流量計或流量計的特定結構使用.如
背景技術：
部分所述，例如流量計10這樣的流量計使用兩個傳感器12和14來測量管道18內流動的流體24的流體流速，其中傳感器12位於上遊而傳感器14位於下遊，每個傳感器都位於或連接至管路或管道18。通常，每個傳感器12，14都被設置為以交互的方式傳送和接收超聲波信號。從一個傳感器送出的超聲波信號被另一個傳感器接收，反之亦然，然後，和其他已知的參數一起，通過管道18的流體24的流速能夠作為沿流動方向和逆流動方向的超聲波信號通過時間的函數，也就是作為上遊和下遊超聲波信號通過時間之間的時差的函數被算出.例如，在流體24存在時，從上遊傳感器12傳送至下遊傳感器14的通過時間信號脈衝^與從下遊傳感器14傳送至上遊傳感器12的脈衝^並不相同.通過發現通過時間之間的差，例如，超聲波信號從下遊傳4器14傳送至上遊傳感器12所耗費的時間與超聲波信號從上遊傳感器12傳送至下遊傳感器14所耗費的時間之間的差，,—^,即可算出通過時差A/，其中&=~-Q.利用其他的已知參數例如超聲波信號的路徑P和管道尺寸L，以及測得的流體內聲速C，即可確定流體18的流速V,在任何情況下，流速或者是&的函數和/或是流體內聲速c的函數，例如formulaseeoriginaldocumentpage13(1)在第一種情況下，能夠看出流體24內的聲速c是確定流速V的重要因子.流體24內的聲速c通過流量計IO利用超聲波信號通過時間來確定。但是，隨著時間流逝造成的流量計部件的侵蝕與退化和/或積累的汙染物的沉積，都能夠對由流量計確定的聲速的準確性產生不利影響，並因此對由流量計確定的流體流速V的準確性產生不利影響。在本發明的一種應用中，校準系統20包括用於插入其中有流體24流動的管道18內的探針30,在一種結構中，探針30被成型為適合裝入管道18內的開口31。在一個實施例中，圖2A中的探針30具有小於或等於3/4英寸的寬度或直徑w以將探針30插入管道18內。儘管向現有管道內攻出大於3/4英寸的開口通常是一種需要專業人員的昂貴過程，但是例如在目前的化工過程排放監控中，由加工廠的操作員在管道所在處開出達到3/4英寸的管道埠或開口是允許的，這樣，就不再需要專業人員，而且這種埠或開口能夠被容易地和便宜地準備好用於允許將探針插入管道內，實際上，例如很多化工廠的管道，都包括這種尺寸的可以插入探針的內置埠，在各種實施例中，探針30都是可攜式的以便能夠將其帶入現場並用於各種位置，同樣，探針30自身也可以被現場校準或預校準，例如可以通過將其放入某種介質例如蒸餾水中並利用由NIST(國家標準技術研究所)公告的已知水中聲速值進行，在一種變形中，探針30包括圖2A中的傳感器32和34，間隔固定距離d。通常，探針傳感器32和34是傳送傳感器和接收傳感器對，每個都設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號.探針30還包括用於使流體流過探針30的縫隙36和38。儘管上述討論中提到了兩個傳感器，但是應該理解探針30內傳感器的數量，它們的間距，以及縫隙的數量，都和基於特定需求應用的變形有關。並且例如探針傳感器32和34可以移動以改變或調整它們的間距.而且在另一種配置中，兩個傳感器中的一個，例如傳感器34，可以被圖2B中的反射器35所取代以將傳感器32送出的超聲波信號反射回去並被傳感器32接收。反射器也可以移動.通過反射器，超聲波信號的路徑被加倍且信號通常會變得更弱，但是對於某些所需的應用來說可能就足夠強了.在傳感器可以移動，或者反射器可以移動的變形中，處理子系統40被設置為輸出一系列代表流體聲速分布的聲速值.流量計校準系統20包括探針30，也包括連接至探針30並設置為計算流體24內的聲速和輸出聲速校正係數至流量計10的處理子系統40.在一種配置中，處理子系統40激活探針傳感器32和34中的至少一個以傳遞超聲波信號。當探針30被裝入或插入圖1所示的管道18的開口31內，圖2所示的縫隙36和38即允許管道內流動的流體也流過探針30。探針傳感器32和34因此確定出通過流體的超聲波信號路徑。利用很多上述關於流量計和超聲波傳感器的相同原理，處理子系統40響應於由探針傳感器32和34輸出的通過時間信號並被設置為計算流體24內的聲速c—e然後輸出聲速校正係數至流量計10.如圖所示，探針30和處理子系統40是分開的，但是這並不是本發明的限制，如果需要，探針30和處理子系統40可以是一個部件的一部分或者構成一個部件.在一個實施例中，管道內流動的流體內聲速的計算是利用傳感器之間的固定間隔或距離d以及分別由探針傳感432和34傳送和接收的超聲波信號的平均通過時間/一來計算的，也就是其中,，"是從探針傳感器32至探針傳感器34的通過時間，而,3432是從探針傳感器34至探針傳感器32的通過時間.另外，處理子系統40被設置為從流量計接收由流量計確定的流體聲速值，例如上述流量計實施例內的聲速值.為了計算用於輸出至流量計10的聲速校正係數，處理子系統40通常被設置為將由流量計確定的流體聲速值，例如聲速值c，與算出的聲速值，例如c—e進行比較.如果聲速值c與c—不相等，則聲速校正係數根據比較的結果按需要調整聲速c增大或ii小。如果聲速值c與c,確實相等，則聲速校正係數根據校正係數是乘法運算還是加法運算可以是例如1或0。一種處理子系統40的搮作過程概述如困3的流程圖所示.步驟42中，探針傳感器30和32被激活以傳送超聲波脈衝或信號；步驟44中，處理子系統40響應探針傳感器的通過時間信號；步驟46中，計算流體內的聲速；步寐48中，輸出聲速校正係數至流量計.儘管圖3所示的步驟是以一定的順序設置，但是應該理解該順序並不是限制，並且這些步驟可以同時進行或者顛倒順序進行，步驟可以根據各種實施例而被省略或添加，一個或多個步驟可以至少部分的利用電子電路實現.對很多應用來說，由探針30和處理子系統40提供給流量計的流體聲速校準即可足以確保流量計的準確性.但是，如杲希望或者需要流量計的精度有更進一步或者獨立的保證，流量計校準系統20的附加實施例也可以包括圖4所示的流動模擬器60。在一個實施例中，圖4所示的流動模擬器60被連接至流量計電子處理單元16並包括接收器62，模擬子系統或模塊64，和校準子系統或模塊66,在典型的流量計中，上遊和下遊傳感器被激活以產生和傳送超聲波信號，超聲波信號通過管道內流動的流體來傳送。在本發明的一種應用中，接收器62被設置為接收或捕獲來自流量計10的流量計傳感器信號68和68'，通常是已傳送的流量計傳感器信號。利用流量計傳感器信號68和68'例如已傳送的流量計傳感器信號，模擬子系統64被設置為建立模擬通過時間信號脈衝70和7(T並以預定的時間間隔傳送模擬通過時間信號脈衝70和70'至流量計10.在一種變形中，模擬通過時間信號脈衝70和70'是基於來自流量計10的實際通過時間信號脈衝的，實際通過時間信號脈衝在校準之前被捕獲和儲存，並隨後被流動模擬器60在建立模擬通過時間信號脈衝70和70'時使用，在這種方式下，由於模擬信號脈衝70和70'是基於實際信號的，因此模擬通過時間信號脈沖70和70'並不純粹，而將包括特定流量計的信號特性，這正是校準的目標.在另一變形中，模擬子系統64還設置為使模擬通過時間信號脈衝70和70'失真(distort)來模擬幹擾脈衝的噪聲因子.在另一應用中，模擬子系統64設置為調製模擬通過時間信號脈沖70和70'的信號品質，例如振幅和/或頻率，以改善模擬效果和建立各種模擬信號脈衝。同樣如上所述，在典型的流量計中通過時差或A,的值是基於通過時間信號而確定的.流體流速v也是由流量計確定的，在此情況下，由於模擬通過時間信號脈衝70和7(V被送至流量計10,流量計將基於來自:準子系統66被設置為從流^:計io接收或捕獲由流量i;10產生的通過時差值(例如A,或^-^的值)72，和/或被設置為接收或捕獲由流量計10產生的流體流速^值〖例如V值)74，上述每個值都是基於模擬通過時間信號脈衝而產生的.校準子系統66被進一步設置為輸出校準因子76，78至流量計10,為了計算校準因子，通常校準子系統66被進一步設置為將由流量計10產生的通過時差值72與預定的時間間隔做比較.對於給定的管路尺寸，表1針對各種流體示出了一些通過時差值(△/)以及流體流速的例子。表1tableseeoriginaldocumentpage16應該理解這些數據可以被儲存在流動模擬器中或者使用常規計算機硬體，軟體和/或算法的相關計算機中，同時表l中所示的值僅僅是示例性的而不應理解為限制性的。在一個實施例中，校準子系統66將由流量計10產生的通過時差值72與預定的時間間隔，例如模擬通過時間信號脈衝70的通過時間和模擬通過時間信號脈衝70'的通過時間之間的時間間隔做比較。預定的時間間隔可以是任何選定的時間間隔，因此，用戶能夠在模擬流動的整個範圍內校準而不受限於在正常操作期間或者在流量計校準時可能並不存在的條件.如果通過時差值72(AO與預定的時間間隔不相等，校準子系統66即被設置為輸出校準因子76至流量計IO.可選地或者附加地，校準子系統66將由流量計10產生的速度值74與利用已知的預定時間間隔算出的流速計算值相比較.如果速度值74與流速計算值不相等，校準子系統66即被設置為輸出校準因子78至流量計IO.如果例如這些流量計參數值之一或全部都確實與預設或預定的值相等，則校準因子根據校準因子是乘法運算還是加法運算可以是l或者O.通常，校準因子76將會調整由流量計IO確定的通過時差值72,而校準因子78將會調整由流量計IO確定的速度值74(V)。在各種實施例中，模擬通過時間信號脈衝70和70'之間預定的時間間隔可以如上所述進行選擇，並且用戶可以選擇一個或多個這樣的間隔，以對應於例如圖l這樣能夠將已知的通過時差與以已知流速流動的特定類型流體相關聯的表或資料庫中的值.例如，用戶可以選擇22.44微秒的預定時間間隔，根據表1這可以代表以5m/s的速度流動的環境空氣。同樣在不同的實施例中，流速計算值可以代表針對特定類型流體在預定時間間隔下的流速.例如，如果流速計算值為2.5m/s,根據表l這樣的速度可以代表通過時間脈衝之間的時間間隔為0.0601微秒的環境水.一種流動模擬器60的操作過程概述如圖5的流程圖所示.步驟80中，接收器62從流量計10接收已傳送的流量計傳感器信號68，6『；步驟82中，利用來自流量計10的已傳送的流量計傳感器信號68,68、模擬子系統64建立模擬通過時間信號脈衝70和70。步驟84中，將它們以預定的時間間隔傳送至流量計10;步驟86中，校準子系統66接收由流量計10基於模擬通過時間信號脈衝70和70'產生的通過時差值72和/或速度值74;步驟88中，輸出校準因子76和/或78至流量計，儘管圖5所示的步稞是以一定的順序設置，但是應該理解該順序並不是限制，並且這些步驟可以同時進行或者顛倒順序進行，步稞可以根據各種實施例而被省略或添加，一個或多個步驟可以至少部分的利用電子電路實現，一個根據本發明的方法實施例的概述如圖6的流程圖所示.步驟100中，探針，例如這裡所述的探針30，被插入管道內；步驟102中，例如通過處理子系統40，計算聲速；步驟104中，輸出聲速校正係數至流量計；步驟106中，從流量計接收流量計傳感器信號，在一個實施例中通過流動模擬器60的接收器62接收；步驟108中，例如通過模擬子系統64，建立模擬通過時間信號脈衝並將模擬通過時間信號脈衝以預定的時間間隔傳送至流量計；步驟110中，例如通過校準子系統66，接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值；步稞112中，輸出校準因子至流量計.儘管圖6所示的步驟是以一定的順序設置，但是應該理解該順序並不是限制，並且這些步驟可以同時進行或者顛倒順序進行，同時一個或多個步碟可以利用電子電路實現.如圖l所示，流動模擬器60被連接至計算機80.計算機80可以給搮作者提供一種給流動模擬器60輸入命令的裝置，例如控制，失真或調製送回流量計的模擬通過時間信號脈衝，和/或顯示來自流動模擬器60的各種輸出。但是，這不是一種必需的限制，在不同配置中流動模擬器60可以被編程或集成在計算機80內，或者可選地，根據特定所需應用，控制，輸入，輸出和/或顯示可以被編程或集成在流動模擬器60內。還應注意，實施例中包括了流動模擬器60，探針30和處理子系統40，根據特定應用的需要，處理子系統40可以是流動模擬器60或計算機80的一部分或者集成在其中.在其他的實施例中，流量計校準系統20可以包括流動模擬器60作為探針30和處理子系統40的可選部件而不是附加部件。在此情況下，流動模擬器60將以與如上所述相同的方式工作，但是流量計的整體校準將不包括由探針30和處理器40提供的流量計聲速校正係數.針對主要目的，由流動模擬器60單獨提供給流量計的校準因子也可以確保所需或想要的流量計準確性.申請號為11/831,996,申請日為2007年8月1日，發明名稱為"用於流量計測試的流動模擬電路"，並且包括本申請發明人和相同受讓人的共同待審的美國專利申請中，給出了至少一個可以被用作流動模擬器或者流動模擬器一部分的模擬電路的實施例，其在此以參見的方式被引入.因此，^L明顯本發明的系統和方法的實施例提供了經濟，複雜度更低，和更準確的流量計現場校準。儘管這些實施例不是用於限制，但是本發明的系統，子系統，模塊和方法的各個部分可以利用電子電路實現，和/或可以由本領域普通技術人員嵌入在軟體中，和/或可以作為能夠獨立於其餘系統的計算機或其他處理器的一部分，並且本發明的各個部分可以由計算機和儲存在計算機內的計算機可讀取介質中例如磁帶或者光碟中的軟體程序實現.本發明的系統，子系統，模塊和方法也可以由多臺計算機或裝置實現，其中各部件緊密地物理接近設置或者在;f艮大的地理區域內分散設置並通過例如通信網絡相連接，或者被集成在一個或多個裝置中.該書面說明使用了一些實施例來公開本發明，包括最佳方式，也是為了能夠使本領域普通技術人員實現並使用本發明.本發明的專利性範圍由權利要求確定，並可以包括本領域普通技術人員能夠預見的其他實施例.這些其他的實施例只要其中具有不背離權利要求書面語言的結構部件，或者只要其中包括與權利要求書面語言沒有本質區別的等價結構部件，就都應理解為落在權利要求的保護範圍之內.儘管本發明的具體特徵在某些附圖中示出而在其他視圖中未示出，但是這只是為了方便起見，各個特徵都可以與任何或者其他全部的根據本發明的特徵組合在一起。文中使用的"包括"，"包含"，"具有"，"帶有"等詞語應該被廣泛和全面地理解而不應受限於任何字面含義。而且，本申請主題中公開的任何實施例都不應被認為是唯一可能的實施例.其他實施例也可以被本領域普通技術人員所預見同時仍落在權利要求的保護範圍之內.另外，對於本專利在專利申請審查過程期間提交的任何修改都不是對提交的原始申請中所提出的任何權利要求內容的放棄本領域普通技術人員合理地不能預見到如何撰寫出一項可以從字面上涵蓋所有可能的等價情況的權利要求，很多等價情況在修改時還是不可預見的並且對於要放棄哪些內容(如果有的話)也是無法合理闡述的，修改的根本原因可能只是與很多等價情況有很細微的關聯，和/或還有很多其他的申請人無法預見的需要對任意修改後的權利要求內容進行某些非實質性替換的理由.權利要求1、一種用於流量計的校準系統，所述校準系統包括流動模擬器，所述流動模擬器包含接收器，設置為從流量計接收流量計傳感器信號；模擬子系統，設置為建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；和校準子系統，設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計。2、如權利要求l所述的系統，進一步包括探針，用於插入其中有流體流動的管道內；和處理子系統，連接至探針並設置為計算流體內的聲速和輸出聲速校正係數至流量計。3、一種用於流量計的校準系統，所述校準系統包括流動模擬器，所述流動模擬器包含接收器，設置為從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號；模擬子系統，設置為利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；和校準子系統，設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子來調整由流量計產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計。4、一種用於流量計的校準系統，所述校準系統包括流動模擬器，所述流動模擬器包含接收器，設置為從流量計接收流量計傳感器信號；模擬子系統，設置為基於來自流量計的實際通過時間信號脈衝建立模擬通過時間信號脈衝，並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；和校準子系統，設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子，並輸出校準因子至流量計.5、一種用於流量計的校準系統，包括探針，用於插入其中有流體流動的管道內；處理子系統，連接至探針並設置為計算流體內的聲速和輸出聲速校正係數至流量計；流動模擬器，該流動模擬器包含接收器，設置為從流量計接收流量計傳感器信號；模擬子系統，設置為建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；和校準子系統，設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值，並輸出校準因子至流量計.6、一種用於流量計的校準系統，包括探針，包括至少兩個間隔固定距離的傳感器和至少一個用於使流體流過探針的縫隙，所述傳感器設置為傳送和接收超聲波信號並輸出通過時間信號；處理子系統，用於激活探針傳感器和響應通過時間信號並被設置為計算流過探針的流體內的聲速，且輸出聲速校正係數至流量計；流動模擬器，該流動模擬器包含接收器，設置為從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號；模擬子系統，設置為利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；和校準子系統，設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值和流體流速值中的至少一個，並輸出校準因子至流量計.7、一種用於流量計的校準方法，包括從流量計接收流量計傳感器信號；建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈沖傳送至流量計；從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值；和輸出校準因子至流量計。8、如權利要求8所述的方法，進一步包括將探針插入其中有流體流動的管道內；計算流體內的聲速；和輸出聲速校正係數至流量計，9、一種用於流量計的校準方法，包括從流量計接收已傳送的流量計傳感器信號；利用從流量計接收的已傳送的流量計傳感器信號建立模擬通過時間信號脈衝並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計；從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值；將由流量計產生的通過時差值與預定的時間間隔做比較以計算校準因子來調整由流量計產生的通過時差值；和輸出校準因子至流量計。全文摘要用於流量計現場校準的系統和方法該校準系統包括流動模擬器，該流動模擬器包括設置為從流量計接收流量計傳感器信號的接收器。模擬子系統被設置為建立模擬通過時間信號脈衝，並以預定的時間間隔將模擬通過時間信號脈衝傳送至流量計。校準子系統被設置為從流量計接收由流量計基於模擬通過時間信號脈衝產生的通過時差值並輸出校準因子至流量計。文檔編號G01F25/00GK101339068SQ200810125100公開日2009年1月7日申請日期2008年7月7日優先權日2007年7月6日發明者J·蒂爾登,X·S·敖申請人:通用電氣公司