专利名称：基于差压的流量测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及エ业过程控制或监视系统。更具体地，本发明涉及在エ业过程中測量过程流体的流量的系统。
背景技术：
许多エ业过程使用各种类型的流体或对其进行操作。在过程的操作期间，流体可 以通过过程管道从ー个位置传送至另一位置。在许多实例中，期望监视这种经过过程管道的流体的流量。该监视可以仅用于测量目的，或者可以用在控制系统中。例如，可以基于所测量的过程流体的流量的量来对阀门(valve)进行控制。过程变量变送器用于测量エ业过程的过程变量。一种这样的过程变量是以上讨论的过程流体的流量。可以使用各种技术来測量这种流量。一种这样的技术基于置于过程管道中的限制元件上展现(develop)的差压来测量流量。差压可以由差压变送器测量并用于计算过程流体的流量。如Richard Steven的、名称为“MPR0VEMENTS IN OR RELATINGTOFLOff METERING”、国际申请日为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种压カ得以展现。

发明内容
一种用于在エ业过程中測量经过过程管道的过程流体的流量的系统，包括过程管道中的流量限制元件。第一差压变送器被配置为测量响应于过程流体的流动而在所述流量限制元件上出现的第一压降。第二差压变送器被配置为測量穿过所述流量限制元件的过程流体中的第二差压。电路基于第一差压和第二差压来执行诊断。


图IA是具有限制和所得到的压差的流管的简化示意图。图IB是针对图IA所示的配置，压カ相对于位置的曲线图。图2是示出了与过程管道耦合的两个差压变送器的图。图3是示出了图2的压カ变送器的简化框图。
具体实施例方式本发明涉及基于在置于过程管道中的限制元件上产生的差压来测量经过过程管道的流量。如以下更详细讨论的，该限制元件产生多个不同的差压。一个差压(被称作“传统”差压(APt))是在该限制元件上直接测量的差压。恢复压力(APJ是该限制元件处的最小压カ与最大下行流压カ之间产生的差压。永久压カ损失(APm)是从该限制元件的上行流和压カ已完全恢复的位置下行流测量的差压。在传统的差流量测量应用中，在基本元件(限制元件，例如孔板、调节孔、文丘里管或V锥等)上安装差压变送器。流体的流速与传统差压(APt)的平方根成比例。此外，可以测量温度和绝对压力以动态地计算过程流体的密度。所计算出的密度可以用于基于过程流体密度的改变来补偿质量流量測量。已经在差过程变量变送器中实现各种诊断技木。与差过程流量測量相关的许多技术基于监视所检测到的压カ的统计变化，以便识别与将差压变送器耦合至过程流体的“引压管(impulse line)”相关联的问题。例如，如果引压管中的一条或两条变为被塞住，则可以检测到差压信号的标准差的改变。然而，对被塞住的引压管的精确检测还通常取决于其他因素，例如流速、孔板Beta比、困在引压管中的气体的量，等等。如在Richard Steven 的、名称为 “MPR0VEMENTS IN ORRELATING TO FLOWMETERING”、国际申请日为2006年8月29日的W02008/025935中以及在2008年10月21至24日的第26届国际北海测量工作研讨会上提出的Diagnostic Methodology for GenericDifferential Pressure Flow meters中讨论的，“基本元件”在流动的过程流体中产生多 个差压。三个独特的可用差压测量包括传统压降(APt)、恢复后的压カ(APr)和永久压カ损失(APm)。图IA和IB示出了由于过程管道的横截面视图(图1A)和沿过程管道的压力相对于位置的曲线图(图1B)所示的基本元件而由流柱(flow post)产生的三个差压。尽管基本元件被示作文丘里管，但是可以将这里讨论的方法应用于任何基本元件。如图IB的曲线图所示，如果已知任何两个差压，则可以基于以下关系来计算第三个差压A Pt = A Pr+ A Pppl 等式 I可以使用如下三个DP测量中的任ー个来计算流体的质量流速
权利要求
1.一种用于測量通过エ业过程中的过程管道中设置的流量限制元件的过程流体的流量的系统，包括 第一差压变送器，被配置为测量由于过程流体流过所述流量限制元件而引起的所述过程流体中的第一差压； 第二差压变送器，被配置为测量由于过程流体流过所述流量限制元件而引起的所述过程流体中的第二差压；以及 电路，被配置为基于所述第一差压和所述第二差压来执行诊断。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一差压包括传统差压APt,所述第二差压包括永久压カ损失APm。
3.根据权利要求I所述的系统，其中，所述诊断是基于压カ损失比来确定的。
4.根据权利要求I所述的系统，包括所述第一差压变送器与所述第二差压变送器之间的数据链路。
5.根据权利要求I所述的系统，其中，所述电路位于所述第一差压变送器中。
6.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一差压变送器和所述第二差压变送器中的至少ー个与中央位置进行通信。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电路位于所述中央位置。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述通信是在过程控制环上提供的。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述过程控制环包括有线过程控制环。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述过程控制环包括无线过程控制环。
11.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一差压变送器和所述第二差压变送器在无线通信链路上进行通信。
12.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一差压包括从由传统差压APtVKMH力A Pr和永久压カ损失APppJ^成的差压组中选择的差压。
13.根据权利要求I所述的系统，其中，所述诊断基于以下操作观察基于所述第一差压和所述第二差压而计算的參数的改变趋势。
14.根据权利要求I所述的系统，其中，所述诊断基于以下操作将根据所述第一差压和所述第二差压而计算的參数与阈值进行比较。
15.根据权利要求I所述的系统，其中，所述电路被配置为在学习模式下操作。
16.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一差压变送器还被配置为计算所述过程流体的流量。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述流量通过过程控制环而被传送至中央位置。
18.—种在流量測量系统中执行诊断的方法，所述流量測量系统被配置为测量通过エ业过程中的过程管道中承载的流量限制元件的过程流体的流量，所述方法包括 使用第一差压变送器測量所述流量限制元件上的第一差压； 使用第二差压变送器測量所述流量限制元件上的第二差压； 使用根据所测量的第一差压和所测量的第二差压而计算出的參数来诊断所述流量测量系统的操作。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一差压和所述第二差压是从由传统差压APt、恢复压力APr和永久压カ损失APppJQ成的差压组中选择的。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一差压包括传统差压APt,所述第二差压包括永久压カ损失APm。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述诊断是基于压カ损失比来确定的。
22.根据权利要求18所述的方法，包括在所述第一差压变送器与所述第二差压变送器之间的数据链路上进行通信。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一差压变送器和所述第二差压变送器中的至少ー个与中央位置进行通信。
24.根据权利要求18所述的方法，包括通过无线通信链路在所述第一差压变送器与所述第二差压变送器之间进行通信。
25.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一差压包括从由传统差压APtVKMH力A Pr和永久压カ损失APppJ^成的差压组中选择的差压。
26.根据权利要求18所述的方法，包括观察基于所述第一差压和所述第二差压而计算的參数的改变趋势。
全文摘要
本申请涉及基于差压的流量测量。一种用于在工业过程中测量经过过程管道的过程流体的流量的系统，包括过程管道中的流量限制元件。第一差压变送器被配置为测量响应于过程流体的流量的所述流量限制元件上的第一差压。第二差压变送器被配置为测量所述流量限制元件上所述过程流体中的第二差压。电路基于第一差压和第二差压来执行诊断。
文档编号G01F1/36GK102654410SQ20111029720
公开日2012年9月5日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年3月3日
发明者大卫·L·韦尔斯, 安德鲁·J·科乐森斯基, 约翰·P·米勒 申请人:罗斯蒙德公司