Измерительный модуль скорости потока и способ его измерения - RU2004124839A

Реферат

1. Измерительный модуль потока, предназначенный для работы совместно с управляющей клапанной сборкой для измерения скорости потока текучей среды через канал, которая регулируется управляющей клапанной сборкой, содержащей дроссельный элемент, перемещаемый внутри канала, и интеллектуальный позиционер для определения приблизительного расположения дроссельного элемента в канале и формирования в ответ сигнала обратной связи по положению, содержащий:

первый порт связи для приема сигнала давления выше по течению, представляющего определяемое давление перед дроссельным элементом,

второй порт связи для приема сигнала давления ниже по течению, представляющего определяемое давление после дроссельного элемента,

третий порт связи для приема сигнала обратной связи по положению, представляющего приблизительное расположение дроссельного элемента внутри канала, управляющее устройство, подсоединенное к первому, второму и третьему портам связи, причем управляющее устройство предназначено для работы в соответствии с компьютерной программой, реализованной в компьютерной считываемой среде и содержащей первую подпрограмму, которая предписывает управляющему устройству определять размерный коэффициент клапана на основе принятого сигнала обратной связи по положению, вторую подпрограмму, которая предписывает управляющему устройству определять скорость потока текучей среды, протекающей через канал, на основе определенного размерного коэффициента, принятого сигнала давления выше по течению и принятого сигнала давления ниже по течению.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что содержит память, соединенную с управляющим устройством, и предназначена для запоминания множества различных положений дроссельного элемента и множества размерных коэффициентов клапана, причем каждое запоминаемое положение дроссельного элемента связано, по меньшей мере, с одним размерным коэффициентом клапана.

3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что память предназначена для приема множества размерных коэффициентов клапана, связанных с каждым из множества положений дроссельного элемента, через загрузку программного обеспечения.

4. Модуль по п.2, отличающийся тем, что память предназначена для приема множества размерных коэффициентов клапана, связанных с каждым из множества положений дроссельного элемента, которые вводятся индивидуально пользователем через интерфейс пользователя.

5. Модуль по п.2, отличающийся тем, что память предназначена для запоминания первого набора выбираемых размерных коэффициентов клапана для использования с первым клапаном управления и второго набора выбираемых размерных коэффициентов клапана для использования со вторым клапаном управления.

6. Модуль по п.2, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству извлекать из памяти размерный коэффициент клапана, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента, как указывается сигналом обратной связи по положению.

7. Модуль по п.1, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству определять размерный коэффициент клапана, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента в соответствии с уравнением, представляющим соотношение между положением дроссельного элемента и связанным с ним размерным коэффициентом клапана.

8. Модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый датчик давления для определения давления перед дроссельным элементом и формирования ответного сигнала давления выше по течению.

9. Модуль по п.1, отличающийся тем что дополнительно содержит второй датчик давления для определения давления после дроссельного элемента и формирования ответного сигнала давления ниже по течению.

10. Модуль по п.1, отличающийся тем, что третий порт связи предназначен для подключения к интеллектуальному позиционеру без нарушения потока текучей среды через канал.

11. Модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит третий порт связи для подсоединения к системе управления без нарушения потока жидкости через канал.

12. Модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит память для запоминания удельного веса текучей среды, протекающей через канал.

13. Модуль по п.1, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству определять размерный коэффициент клапана для жидкости на основе принятого сигнала обратной связи по положению.

14. Модуль по п.13, отличающийся тем, что вторая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству выдавать сигнал скорости потока, представляющий скорость потока Q текучей среды в виде жидкости, протекающей через канал, в соответствии с уравнением

где Q – скорость потока жидкости; C– размерный коэффициент клапана для жидкости, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента; P₁- определяемое давление выше по течению; P₂ – определяемое давление ниже по течению; G – удельный вес текучей среды в виде жидкости.

15. Модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит четвертый порт связи для приема сигнала температуры, представляющего определяемую температуру потока, протекающего через канал.

16. Модуль по п.15, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик температуры для определения температуры текучей среды перед дроссельным элементом и формирования в ответ сигнала температуры.

17. Модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит память для запоминания температуры текучей среды.

18. Модуль по п.1, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству определять размерный коэффициент клапана для газа на основе принимаемого сигнала обратной связи по положению.

19. Модуль по п.18, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству определять размерный коэффициент клапана для газа на основе принимаемого сигнала обратной связи по положению и формирования восстановительного коэффициента для клапана на основе полученного размерного коэффициента клапана для газа и размерного коэффициента клапана для жидкости.

20. Модуль по п.1, отличающийся тем, что первая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству определять размерный коэффициент для газа и восстановительный коэффициент для клапана на основе принимаемого сигнала обратной связи по положению.

21. Модуль по п.20, отличающийся тем, что вторая подпрограмма предназначена для указания управляющему устройству выдавать сигнал скорости потока, представляющий скорость потока Q текучей среды в виде газа, протекающей через канал в соответствии с уравнением

где Q – скорость потока газа; C_g – размерный коэффициент клапана для газа, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента; С₁ – восстановительный коэффициент для клапана, связанный с определяемым положением дроссельного элемента; G – удельный вес газа; Т – температура текучей среды, протекающей через канал; P₁ – определяемое давление выше по течению; P₂ – определяемое давление ниже по течению.

22. Способ измерения скорости потока текучей среды через канал, которая регулируется управляющей клапанной сборкой, содержащей дроссельный элемент, перемещаемый в канале, и интеллектуальный позиционер для определения приблизительного положения дроссельного элемента в канале и формирования в ответ сигнала обратной связи по положению, заключающийся в том, что

используют измерительный модуль потока, содержащий управляющее устройство, подсоединенное к памяти и к первому, второму и третьему портам связи,

соединяют измерительный модуль потока с интеллектуальным позиционером через первый порт связи,

принимают сигнал обратной связи по положению, представляющий приблизительное положение дроссельного элемента внутри канала, через первый порт связи,

принимают сигнал давления выше по течению, представляющий определяемое давление перед дроссельным элементом, через второй порт связи,

принимают сигнал давления ниже по течению, представляющий определяемое давление после дроссельного элемента, через третий порт связи,

определяют размерный коэффициент клапана на основе приблизительного положения дроссельного элемента с помощью принимаемого сигнала обратной связи по положению,

определяют скорость потока текучей среды, протекающей через канал на основе определяемого давления выше по течению, определяемого давления ниже по течению и определяемого размерного коэффициента клапана.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что запоминают множество положений дроссельного элемента в памяти, подсоединенной к управляющему устройству, и запоминают множество размерных коэффициентов клапана в памяти, причем каждое сохраненное положение дроссельного элемента связано, по меньшей мере, с одним размерным коэффициентом клапана.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана извлекают из памяти размерный коэффициент клапана, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента, которое указывается с помощью сигнала обратной связи по положению.

25. Способ по п.23, отличающийся тем, что осуществляют прием множества размерных коэффициентов клапана, связанных с каждым из множества положений дроссельного элемента через загрузку программного обеспечения.

26. Способ по п.23, отличающийся тем, что осуществляют прием множества размерных коэффициентов клапана, связанных с каждым из множества положений дроссельного элемента, которые вводятся индивидуально пользователем через интерфейс пользователя.

27. Способ по п.23, отличающийся тем, что запоминают первый набор выбираемых размерных коэффициентов для использования с первым клапаном управления и запоминают второй набор выбираемых размерных коэффициентов клапана для использования со вторым клапаном управления.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что выбирают первый набор выбираемых размерных коэффициентов клапана, если первый клапан управления используется для регулировки потока текучей среды в канале.

29. Способ по п.22, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана определяют размерный коэффициент клапана, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента в соответствии с уравнением, представляющим соотношение между положением дроссельного элемента и связанным с ним размерным коэффициентом клапана.

30. Способ по п.22, отличающийся тем, что при соединении измерительного модуля потока с интеллектуальным позиционером, осуществляют соединение измерительного модуля потока с интеллектуальным позиционером через первый порт связи без нарушения потока текучей среды через канал.

31. Способ по п.22, отличающийся тем, что осуществляют подсоединение измерительного модуля потока к системе управления без нарушения потока текучей среды через канал.

32. Способ по п.22, отличающийся тем, что запоминают удельный вес текучей среды, протекающей через канал, в памяти, причем память соединена с управляющим устройством.

33. Способ по п.22, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента определяют размерный коэффициент жидкости на основе приблизительного положения дроссельного элемента с помощью принимаемого сигнала обратной связи по положению.

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что при определении скорости потока жидкости через канал определяют скорость потока Q текучей среды в виде жидкости в соответствии с уравнением

где Q – скорость потока жидкости; C– размерный коэффициент клапана для жидкости, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента; P₁- определяемое давление выше по течению; P₂ – определяемое давление ниже по течению; G – удельный вес жидкости.

35. Способ по п.22, отличающийся тем, что осуществляют прием сигнала температуры, представляющего определяемую температуру текучей среды, протекающей через канал, с помощью четвертого порта связи, причем четвертый порт связи связан с управляющим устройством.

36. Способ по п.22, отличающийся тем, что сохраняют приблизительную температуру текучей среды, протекающей через канал, в памяти, причем память связана с управляющим устройством.

37. Способ по п.22, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана определяют размерный коэффициент клапана для газа на основе приблизительного положения дроссельного элемента, которое указывается с помощью принимаемого сигнала обратной связи по положению.

38. Способ по п.37, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана

определяют размерный коэффициент клапана для жидкости на основе приблизительного положения дроссельного элемента, которое указывается с помощью принимаемого сигнала обратной связи по положению,

формируют восстановительный коэффициент для клапана на основе полученного размерного коэффициента клапана для газа и полученного размерного коэффициента клапана для жидкости.

39. Способ по п.22, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана определяют размерный коэффициент клапана для газа и восстановительный коэффициент для клапана на основе приблизительного положения дроссельного элемента, которое указывается с помощью принимаемого сигнала обратной связи по положению.

40. Способ по п.39, отличающийся тем, что при определении скорости потока текучей среды через канал определяют скорость потока Q текучей среды в виде газа, протекающей через канал в соответствии с уравнением

где Q – скорость потока газа; C_g – размерный коэффициент клапана для газа, связанный с приблизительным положением дроссельного элемента; С₁ – восстановительный коэффициент для клапана, связанный с определяемым положением дроссельного элемента; G – удельный вес газа; Т – температура текучей среды, протекающей через канал; P₁ – определяемое давление выше по течению; P₂ – определяемое давление ниже по течению.

41. Способ измерения скорости потока текучей среды, протекающей через канал внутри управляющей клапанной сборки, заключающийся в том, что

используют управляющую клапанную сборку, содержащую дроссельный элемент, перемещаемый внутри канала, и интеллектуальный позиционер для определения положения дроссельного элемента внутри канала,

используют измерительный модуль потока,

присоединяют измерительный модуль потока к интеллектуальному позиционеру без нарушения потока текучего вещества, протекающего через канал,

формируют сигнал скорости потока, представляющий скорость потока текучей среды, протекающей через канал, на основе определяемых давлений перед дроссельным элементом и после дроссельного элемента и на основе определяемого положения дроссельного элемента внутри канала.

42. Способ по п.41, отличающийся тем, что при формировании сигнала скорости потока формируют сигнал скорости потока на основе определяемых давлений перед дроссельным элементом и после дроссельного элемента, определяемого положения дроссельного элемента внутри канала и температуры текучей среды, протекающей через канал.

43. Способ по п.42, отличающийся тем, что определяют температуру текучей среды, протекающей через канал.

44. Способ по п.42, отличающийся тем, что используют температуру текучей среды, представляющей приблизительную температуру текучей среды, протекающей через канал.

45. Способ по п.41, отличающийся тем, что определяют размерный коэффициент клапана на основе определяемого положения дроссельного элемента.

46. Способ по п.45, отличающийся тем, что сохраняют множество размерных коэффициентов клапана, связанных с множеством положений дроссельного элемента, в памяти измерительного модуля потока, причем каждое положение дроссельного элемента связано, по меньшей мере, с одним из множества сохраненных размерных коэффициентов клапана, извлекают размерный коэффициент клапана, связанный с определяемым положением дроссельного элемента внутри канала.

47. Способ по п.45, отличающийся тем, что определяют уравнение, представляющее соотношение между положениями дроссельного элемента и связанными с ними размерными коэффициентами клапана, определяют размерный коэффициент клапана, связанный с определяемым положением дроссельного элемента внутри канала в соответствии с полученным уравнением.

48. Способ по п.45, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана на основе определяемого положения дроссельного элемента, определяют размерный коэффициент клапана для жидкости.

49. Способ по п.45, отличающийся тем, что определяют скорость потока текучей среды через канал в соответствии с размерным уравнением для жидкости.

50. Способ по п.45, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана на основе определяемого положения дроссельного элемента определяют размерный коэффициент клапана для газа.

51. Способ по п.50, отличающийся тем, что при определении размерного коэффициента клапана на основе определяемого положения дроссельного элемента определяют восстановительный коэффициент для клапана.

52. Способ по п.51, отличающийся тем, что определяют скорость потока текучей среды в виде газа через канал в соответствии с размерным уравнением для газа.

53. Способ по п.22, отличающийся тем, что запоминают определяемую скорость потока в памяти измерительного модуля потока.

54. Способ по п.53, отличающийся тем, что извлекают сохраненное значение скорости потока через извлекающее приспособление для локальных данных.

55. Способ по п.22, отличающийся тем, что отображают определенную скорость потока на дисплее измерительного модуля потока.

56. Способ по п.22, отличающийся тем, что подсоединяют измерительный модуль потока к устройству системы управления процессом и передают определяемое значение скорости потока устройству системы управления процессом.