專利名稱：利用科里奧利流量計的丙烷測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)量流量計系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種利用來自科里奧利流量計的質(zhì)量流量測量丙烷的方法。
背景技術(shù)：
大約36,000輛短尾貨車工作于美國高速公路之上和機場中，以用于輸送各種燃料。只要從這些貨車或牽引車卸載燃料就典型地出現(xiàn)銷售或監(jiān)督轉(zhuǎn)移。典型地，安裝容積式流量計以測量從貨車卸載材料的體積。
目前，僅容積式流量計獲得用于燃料輸送銷售的政府批準。其它類型的流量計還沒有被測試以確定它們是否能夠經(jīng)受住兼用汽車用途的苛刻，或在這種用途環(huán)境下它們一般已經(jīng)失敗。
短尾貨車用于輸送石油氣體或LPG產(chǎn)品。LPG的最普通的形式是丙烷。丙烷由精煉原油的處理、以及天然氣的處理產(chǎn)生。丙烷和其它形式的LPG通常以鹽穹、背斜和地質(zhì)形成存儲于地下，直至需要它們。短尾貨車用于輸送LPG至應(yīng)用的遠程點，例如輸送至具有丙烷儲罐的郊外庫房(其中丙烷用于加熱)、自動推進的丙烷燃燒站、或輸送至臨近分配點，以用于填滿用于住宅做飯等的丙烷儲罐。由于它在低溫下變成液體，典型地其小于150psia(磅/平方英寸)，丙烷是優(yōu)選的。未分餾的天然氣也可以用于這些裝置，但是天然氣需要以明顯較大的壓強存儲，其會導(dǎo)致金屬存儲容器的災(zāi)難性故障。
由于不同的溫度和壓強會導(dǎo)致體積方面的變化，在這些銷售中出現(xiàn)了問題。當(dāng)校正測量的銷售體積以用于這些效應(yīng)時，在最經(jīng)常的情況中，僅校正溫度效應(yīng)。通常通過利用來自美國石油公司，例如，表24體積減小至60°F，石油測量表，API標準2450(ASTM指定D1250)1952美國ED的標準出版數(shù)據(jù)來完成溫度校正。
假設(shè)在大約150psi的低壓下液體基本上是不能壓縮的，盡管通常實際中僅用于溫度校正，但在以這些壓強形成的液體中，LPG高度保持可壓縮性。傳統(tǒng)的容積式流量計對影響相對標準環(huán)境的測量精度的壓強和溫度方面的變化不敏感，例如，用于丙烷的60°F和150psia。傳統(tǒng)的容積式流量計可以測量移位液體的體積，但存在可用于轉(zhuǎn)換體積至標準體積的不充分信息，也就是，在標準壓強和溫度環(huán)境下的對應(yīng)體積。
在現(xiàn)場環(huán)境下，容積式流量計經(jīng)常破裂或失敗。例如，丙烷是眾人皆知的不良潤滑劑，并且由于在應(yīng)用的預(yù)定環(huán)境中不良潤滑劑的結(jié)果，用于輸送丙烷的容積式流量計磨損非常迅速。被輸送材料中的微粒能夠堵塞容積式流量計的運動部分，然后其表示測量誤差。此外，容積式流量計對被輸送材料中的壓強、溫度和液體密度方面的變化不敏感。組合這些條件就會在現(xiàn)場中提供不可接受的高的流量計的不確定性。
部分地，流量計不常常用于這些應(yīng)用，由于它們還沒有獲得必備的規(guī)章批準。為什么質(zhì)量流量計還沒有用于應(yīng)用的預(yù)定環(huán)境的另一原因是它們測量如與體積相對的質(zhì)量、其中銷售必須根據(jù)體積發(fā)生的事實。一些類型的質(zhì)量流量計、特別是科里奧利流量計能夠以執(zhí)行密度的直接測量的方式工作，并且當(dāng)以質(zhì)量除以密度就可獲得體積。例如，申請?zhí)枮?,872,351的美國專利說明了一種凈采油量計算機，其利用科里奧利流量計測量未知多相(muliphase)流體的密度。申請?zhí)枮?,687,100的美國專利描述了一種科里奧利效應(yīng)密度計，其校正密度讀數(shù)以用于作為振動管密度計工作的質(zhì)量流量計中的質(zhì)量流量效應(yīng)。
科里奧利流量計測量用于流過管道的材料的質(zhì)量流量和其它信息。在申請?zhí)枮?,109,524、4,491,025的美國專利和Re.31,450中給出了這種流量計?？评飱W利流量計具有一個或多個直或彎曲結(jié)構(gòu)的流管。由于常常需要獲得具有小于0.15％誤差的流量信息，必須以高精度獲得考慮流進科里奧利質(zhì)量流量計的材料的特性的信息。
科里奧利流量計輸出信號，該信號為正弦，并通過由材料流過流量計產(chǎn)生的科里奧利力確定的量進行時間或相位移位。接收這些傳感器輸出信號的信號處理電路以精確度測量時差，并以小于0.15％的需要誤差產(chǎn)生流動加工材料的期望特性。
管理丙烷銷售和輸送的經(jīng)銷處需要輸送實體提供總體積和調(diào)節(jié)體積(其也可稱為凈體積)。管理機構(gòu)利用總體積測試流量計的精確度，并基于精確度給出流量計的準許和拒絕批準。
當(dāng)輸送至用戶，流量計系統(tǒng)(比如容積式流量計)測量和提供總體積。流量計系統(tǒng)然后基于一個或多個因數(shù)調(diào)節(jié)總體積，以獲得調(diào)節(jié)體積。遺憾的是，如果流量計的校準關(guān)閉或流量計損壞，當(dāng)基于總體積計算調(diào)節(jié)體積時，由流量計產(chǎn)生的誤差變成復(fù)合的。這會導(dǎo)致丙烷體積測量中不可接受的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
通過直接根據(jù)來自科里奧利流量計的質(zhì)量流量確定丙烷的調(diào)節(jié)體積，本發(fā)明幫助解決了上面的問題。根據(jù)質(zhì)量流量確定調(diào)節(jié)體積有利地產(chǎn)生更多的信息、較少的維修和較高的精確度。科里奧利流量計有利地克服了可在路上行駛用途的苛刻性，并以現(xiàn)有的流量計的方式不會磨損。
本發(fā)明的一個例子包括一種向用戶輸送丙烷的方法。運輸車輛運輸丙烷至用戶。運輸車輛從運輸車輛輸送丙烷至用戶。當(dāng)運輸車輛輸送丙烷至用戶時，科里奧利流量計測量丙烷的質(zhì)量流量?；诒榈馁|(zhì)量流量，科里奧利流量計確定丙烷的總體積，并提供該總體積?；谫|(zhì)量流量和常量值，科里奧利流量計也確定丙烷的調(diào)節(jié)體積，并提供該調(diào)節(jié)體積。常量值對應(yīng)于參考溫度時的丙烷密度。
本發(fā)明的另一個例子包括一種向用戶輸送丙烷的替代方法，運輸車輛運輸丙烷至用戶。運輸車輛從運輸車輛輸送丙烷至用戶。當(dāng)運輸車輛輸送丙烷至用戶時，科里奧利流量計測量丙烷的質(zhì)量流量?；谫|(zhì)量流量和常量值，科里奧利流量計確定丙烷的調(diào)節(jié)體積，并提供該調(diào)節(jié)體積，常量值對應(yīng)于參考溫度時的丙烷密度。
本發(fā)明的一個方面包括一種輸送丙烷的方法，所述方法包括步驟利用運輸車輛向用戶運輸所述丙烷；從所述運輸車輛輸送所述丙烷至所述用戶；當(dāng)所述丙烷從所述運輸車輛被輸送至所述用戶時，利用科里奧利流量計測量所述丙烷的質(zhì)量流量；基于所述質(zhì)量流量確定所述丙烷的總體積，并提供所述總體積；以及基于所述質(zhì)量流量和常量值確定所述丙烷的調(diào)節(jié)體積，并提供所述調(diào)節(jié)體積，其中所述常量值對應(yīng)于參考溫度時的丙烷密度。
優(yōu)選地，該方法進一步包括通過編程界面調(diào)節(jié)所述常量值的步驟。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)所述常量值包括基于被所述管理機構(gòu)認可的丙烷密度調(diào)節(jié)所述常量值。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)所述常量值包括基于被國家的一個區(qū)域認可的丙烷密度調(diào)節(jié)所述常量值。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)所述常量值包括基于被州認可的丙烷密度調(diào)節(jié)所述常量值。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)所述常量值包括基于所述丙烷的品質(zhì)調(diào)節(jié)所述常量值。
優(yōu)選地，其中所述總體積是用于滿足管理機構(gòu)對丙烷輸送的要求。
優(yōu)選地，所述參考溫度包括大約60華氏溫度。
優(yōu)選地，該方法進一步包括基于所述調(diào)節(jié)體積產(chǎn)生所述丙烷的帳單的步驟。
本發(fā)明的另一方面包括一種輸送丙烷的方法，所述方法包括步驟利用運輸車輛向所述用戶運輸所述丙烷；從所述運輸車輛輸送所述丙烷至所述用戶；當(dāng)所述丙烷從所述運輸車輛被輸送至所述用戶時，利用科里奧利流量計測量所述丙烷的質(zhì)量流量；基于所述質(zhì)量流量和常量值確定所述丙烷的調(diào)節(jié)體積，并提供所述調(diào)節(jié)體積，其中所述常量值對應(yīng)于參考溫度時的丙烷密度。
優(yōu)選地，該方法進一步包括輸入所述常量值的步驟。
優(yōu)選地，輸入所述常量值包括基于被管理機構(gòu)認可的丙烷密度輸入所述常量值。
優(yōu)選地，輸入所述常量值包括基于被國家的一個區(qū)域認可的丙烷密度輸入所述常量值。
優(yōu)選地，輸入所述常量值包括基于被州認可的丙烷密度輸入所述常量值。
優(yōu)選地，輸入所述常量值包括基于所述丙烷的品質(zhì)輸入所述常量值。
優(yōu)選地，所述參考溫度包括大約60華氏溫度。
優(yōu)選地，該方法進一步包括基于所述調(diào)節(jié)體積產(chǎn)生所述丙烷的帳單的步驟。


在所用附圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
圖1說明了現(xiàn)有技術(shù)中的科里奧利流量計。
圖2說明了在本發(fā)明的例子中用于向用戶輸送丙烷的運輸車輛。
圖3是說明了在本發(fā)明的一個例子中輸送丙烷的一種方法的流程圖。
圖4是說明了在本發(fā)明的一個例子中輸送丙烷的另一種方法的流程圖。
圖5說明了在本發(fā)明的一個例子中的科里奧利流量計。
具體實施例方式
圖1說明了現(xiàn)有技術(shù)的科里奧利流量計，以幫助更好地理解本發(fā)明。圖2-5和下面的說明敘述了本發(fā)明的特定實例，以教導(dǎo)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員如何制造和利用本發(fā)明的最佳方式。為了教導(dǎo)創(chuàng)造性的原理，已經(jīng)簡化或省略了本發(fā)明的一些傳統(tǒng)方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員從這些例子可以理解落入本發(fā)明范圍的各種變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以以各種方式組合下面所述的特征，以形成本發(fā)明的多種變化。因此，本發(fā)明不局限于下面所述的特定實例，而是僅通過權(quán)利要求和它們的等價物來限定本發(fā)明。
現(xiàn)有技術(shù)的科里奧利流量計-圖1圖1說明了現(xiàn)有技術(shù)中的科里奧利流量計5?？评飱W利流量計5包括科里奧利流量計傳感器10和科里奧利流量計電子設(shè)備20。流量計電子設(shè)備20通過路徑100連接至流量計傳感器10，以通過路徑26提供質(zhì)量流量、密度、體積流量、總質(zhì)量流量信息和其它信息?？梢詮腗icro Motionof Boulder，Colorado購置提供這些測量的多種商業(yè)上可用的科里奧利流量計。
流量計傳感器10包括一對凸緣101和101’、岐管102以及流管103A和103B。連接至流管103A和103B的是驅(qū)動器104、拾取傳感器(pick-off sensor)105和105’以及溫度傳感器107。撐桿106和106’用于限定每一流管103A和103B圍繞其振蕩的軸線W和W’。
當(dāng)流量計傳感器10被插進運載被測量的材料的管道系統(tǒng)(未在圖1中示出)中時，材料通過凸緣101進入流量計傳感器10，經(jīng)過在其中導(dǎo)引材料進入流管103A和103B的岐管102，流動通過流管103A和103B并返回岐管102中，材料從岐管102通過凸緣101’離開流量計傳感器10。
選擇流管103A和103B，并合適地將其安裝至岐管102，以分別具有關(guān)于彎曲軸線W-W和W’-W’的基本上相同的質(zhì)量分布、慣性力距和彈性系數(shù)。流管103A和103B從岐管102以基本上平行的形式向外延伸。
在被稱為流量計的第一異相彎曲模式處，以關(guān)于它們的各自彎曲軸線W和W’的相反方向、通過驅(qū)動器104驅(qū)動流管103A-103B。驅(qū)動器104可以包括多種已知結(jié)構(gòu)的任何一種，比如裝配于流管103A之上的磁體和裝配于流管103B之上、并且交流電流經(jīng)它以用于振蕩兩個流管的反作用線圈。經(jīng)導(dǎo)線110、通過流量計電子設(shè)備20施加合適的驅(qū)動信號至驅(qū)動器104。
拾取傳感器105和105’固定至流管的相對末端上的流管103A和103B中的至少一個，以測量流管的振蕩。當(dāng)流管103A-103B振動，拾取傳感器105-105’產(chǎn)生第一拾取信號和第二拾取信號。第一和第二拾取信號施加至導(dǎo)線111和111’。
溫度傳感器107固定至流管103A和103B中的至少一個。溫度傳感器107測量流管的溫度，以便修改用于系統(tǒng)溫度的方程式。路徑112將溫度信號從溫度傳感器107傳送至流量計電子設(shè)備20。
流量計電子設(shè)備20分別接收出現(xiàn)于導(dǎo)線111和111’上的第一和第二拾取信號。流量計電子設(shè)備20處理第一和第二拾取信號，以計算通過流量計傳感器10的材料的質(zhì)量流量、密度或其它特性。通過流量計電子設(shè)備20將該計算信息通過路徑26施加至應(yīng)用裝置(未在圖1中示出)。
丙烷輸送-圖2-4圖2說明了在本發(fā)明的例子中用于向用戶202輸送丙烷的運輸車輛200。運輸車輛200包括丙烷儲罐210、科里奧利流量計212和軟管214。運輸車輛200也包括泵、過濾器、閥、校準系統(tǒng)或為了簡潔而省去的其它特征。用戶202包括丙烷儲罐220。軟管214耦合至丙烷儲罐220，以從儲罐210輸送丙烷至儲罐220。
下面的定義有助于理解本發(fā)明。運輸車輛包括能夠運輸丙烷的任何車輛，比如短尾貨車、牽引拖車等。用戶包括接收丙烷輸送的任何人或?qū)嶓w。管理機構(gòu)包括通過、實施或解釋涉及丙烷的銷售或貿(mào)易的任何法律、規(guī)則或準則的個體或組織。管理機構(gòu)的一個例子是州的農(nóng)業(yè)部門。
圖3說明了一種向圖2的用戶202輸送丙烷的方法300。在步驟302，運輸車輛200向用戶202運輸丙烷。運輸丙烷可以包括驅(qū)動道路上的運輸車輛200以到達用戶202的位置。在步驟304中，運輸車輛200從運輸車輛200輸送丙烷至用戶202。輸送丙烷可以包括連接軟管214至儲罐220和啟動從儲罐210至儲罐220的丙烷流動。在步驟306中，當(dāng)運輸車輛200向用戶202輸送丙烷時，科里奧利流量計212測量丙烷的質(zhì)量流量。在步驟308中，基于丙烷的質(zhì)量流量，科里奧利流量計212確定丙烷的總體積。在一些例子中，科里奧利流量計212也可以測量被輸送的丙烷的密度，并基于丙烷的質(zhì)量流量和測量密度確定總體積?？傮w積是用于滿足管理機構(gòu)對丙烷輸送的要求。例如，州的農(nóng)業(yè)部門可以要求所有丙烷輸送單元都能夠提供總體積測量?？评飱W利流量計212提供總體積。提供總體積可以包括通過界面顯示總體積、打印總體積、或向其它系統(tǒng)傳送總體積。
在步驟310中，基于質(zhì)量流量和常量值，科里奧利流量計212也確定丙烷的調(diào)節(jié)體積。常量值對應(yīng)在參考溫度時的丙烷密度。參考溫度可以是60華氏溫度?？评飱W利流量計212提供調(diào)節(jié)體積。提供調(diào)節(jié)體積可以包括通過界面顯示調(diào)節(jié)體積、打印總體積、或向其它系統(tǒng)傳送總體積?；谒龉_的內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解如何修改現(xiàn)有的丙烷輸送方法以實現(xiàn)方法300。
在本發(fā)明的一個例子中，常量值包括由管理部門、州或國家(比如美國)的一個區(qū)域認可的在參考溫度時的參考密度。例如，紐約州可以認可丙烷在60華氏溫度具有509kg/m3的參考密度，而加州可以認可丙烷在60華氏溫度具有510kg/m3的參考密度。
在本發(fā)明的另一實例中，基于通過科里奧利流量計212確定的調(diào)節(jié)體積，通過運輸車輛200輸送的丙烷的賣方可以產(chǎn)生丙烷的帳單。賣方然后發(fā)送帳單給用戶202。
圖4說明了向用戶202輸送丙烷的替代方法400。在步驟402中，運輸車輛200運輸丙烷至用戶202。在步驟404中，運輸車輛200從運輸車輛200輸送丙烷至用戶202。輸送丙烷可以包括連接軟管214至儲罐220和啟動從儲罐210至儲罐220的丙烷流動。在步驟406中，當(dāng)運輸車輛200輸送丙烷至用戶202時，科里奧利流量計212測量丙烷的質(zhì)量流量。在步驟408中，基于質(zhì)量流量和常量值，科里奧利流量計212確定丙烷的調(diào)節(jié)體積。常量值對應(yīng)參考溫度時的丙烷密度。科里奧利流量計212提供調(diào)節(jié)體積。提供調(diào)節(jié)體積可以包括通過界面顯示調(diào)節(jié)體積、打印調(diào)節(jié)體積、或向其它系統(tǒng)傳送調(diào)節(jié)體積?；谒龉_的內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解如何修改現(xiàn)有的丙烷輸送方法以實現(xiàn)方法400。
科里奧利流量計-圖5圖5說明了在本發(fā)明的一個例子中的科里奧利流量計500的框圖。科里奧利流量計500由流量計電子設(shè)備530、流量計傳感器532和編程界面534組成。流量計傳感器532可以類似于圖1中的流量計傳感器10。當(dāng)丙烷流過流量計傳感器532時，配置流量計電子設(shè)備530以接收來自流量計傳感器532的拾取信號。進一步配置流量計電子設(shè)備530以處理拾取信號，從而確定丙烷的質(zhì)量流量。進一步配置流量計電子設(shè)備530，以基于丙烷的質(zhì)量流量確定丙烷的總體積。進一步配置流量計電子設(shè)備530，以基于質(zhì)量流量和常量值確定丙烷的調(diào)節(jié)體積。
編程界面534允許用戶輸入常量值，或調(diào)節(jié)由流量計電子設(shè)備530使用的常量值以確定調(diào)節(jié)體積。使用者可能由于多種原因想要調(diào)節(jié)常量值。例如，管理機構(gòu)、國家的一個州或區(qū)域可以認可在參考溫度時的丙烷的確定參考密度。在這種情況下，利用編程界面534，用戶可以基于該區(qū)域的參考密度調(diào)節(jié)常量值。用戶也可能想要基于被輸送的丙烷的品質(zhì)調(diào)節(jié)常量值。用戶也可以調(diào)節(jié)常量值以校準科里奧利流量計500。
權(quán)利要求
1.一種輸送丙烷的方法，所述方法包括利用運輸車輛向用戶運輸所述丙烷和從所述運輸車輛將所述丙烷輸送至所述用戶的步驟，其中該方法的進一步特征在于當(dāng)所述丙烷從所述運輸車輛輸送至所述用戶時，利用科里奧利流量計測量所述丙烷的質(zhì)量流量；基于所述質(zhì)量流量確定所述丙烷的總體積，并提供所述總體積；以及基于所述質(zhì)量流量和常量值確定所述丙烷的調(diào)節(jié)體積，并提供所述調(diào)節(jié)體積，其中所述常量值對應(yīng)于在參考溫度時的丙烷密度。
2.權(quán)利要求1的方法，進一步包括步驟通過編程界面調(diào)節(jié)所述常量值。
3.權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)節(jié)所述常量值包括基于由管理機構(gòu)認可的丙烷的密度調(diào)節(jié)所述常量值。
4.權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)節(jié)所述常量值包括基于由國家的一個區(qū)域認可的丙烷的密度調(diào)節(jié)所述常量值。
5.權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)節(jié)所述常量值包括基于通過一個州認可的丙烷的密度調(diào)節(jié)所述常量值。
6.權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)節(jié)所述常量值包括基于所述丙烷的品質(zhì)調(diào)節(jié)所述常量值。
7.權(quán)利要求1的方法，其中提供所述總體積是用于滿足管理機構(gòu)對丙烷輸送的要求。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述參考溫度包括大約60華氏溫度。
9.權(quán)利要求1的方法，進一步包括步驟基于所述調(diào)節(jié)體積產(chǎn)生所述丙烷的帳單。
10.一種輸送丙烷的方法，所述方法包括利用運輸車輛向用戶運輸所述丙烷和從所述運輸車輛將所述丙烷輸送至所述用戶的步驟，其中該方法的進一步特征在于當(dāng)所述丙烷從所述運輸車輛被輸送至所述用戶時，利用科里奧利流量計測量所述丙烷的質(zhì)量流量；基于所述質(zhì)量流量和常量值確定所述丙烷的調(diào)節(jié)體積，其中所述常量值對應(yīng)于在參考溫度時的丙烷密度。
11.權(quán)利要求10的方法，進一步包括步驟通過編程界面輸入所述常量值。
12.權(quán)利要求11的方法，其中輸入所述常量值包括基于被管理機構(gòu)認可的丙烷的密度輸入所述常量值。
13.權(quán)利要求11的方法，其中輸入所述常量值包括基于被國家的一個區(qū)域認可的丙烷的密度輸入所述常量值。
14.權(quán)利要求11的方法，其中輸入所述常量值包括基于被一個州認可的丙烷的密度輸入所述常量值。
15.權(quán)利要求11的方法，其中輸入所述常量值包括基于所述丙烷的品質(zhì)輸入所述常量值。
16.權(quán)利要求10的方法，其中所述參考溫度包括大約60華氏溫度。
17.權(quán)利要求10的方法，進一步包括步驟基于所述調(diào)節(jié)體積產(chǎn)生所述丙烷的帳單。
全文摘要
公開了一種向用戶(202)輸送丙烷的方法。運輸車輛(200)運輸丙烷至用戶(202)，運輸車輛(200)從運輸車輛(200)輸送丙烷至用戶(202)。當(dāng)運輸車輛(200)輸送丙烷至用戶(202)時，科里奧利流量計(212)測量丙烷的質(zhì)量流量?；诒榈馁|(zhì)量流量，科里奧利流量計(212)確定丙烷的總體積。基于質(zhì)量流量和常量值，科里奧利流量計(212)也確定丙烷的調(diào)節(jié)體積。該常量值對應(yīng)于在參考溫度時的丙烷密度。
文檔編號G01F15/02GK1685203SQ03823113
公開日2005年10月19日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
發(fā)明者M·A·布特勒 申請人:微動公司