專利名稱：濕氣測量的制作方法
技術(shù)領域：
本申請涉及流量計。
背景技術(shù)：
流量計提供關(guān)于傳輸通過導管的物質(zhì)的信息。例如，質(zhì)量流量計提供 對傳輸通過導管的物質(zhì)的質(zhì)量的測量。類似地，密度計提供對流動通過導 管的物質(zhì)的密度的測量。質(zhì)量流量計也可提供物質(zhì)的密度的測量。
例如，科氏(Corilolis)質(zhì)量流量計是以科氏效應為基礎，其中流經(jīng)導管 的物質(zhì)變?yōu)閺较蜻\動的質(zhì)量，其受到科氏力的影響，因而經(jīng)受加速度。許 多科氏質(zhì)量流量計通過關(guān)于垂直于導管長度的樞軸正弦地擺動導管而引發(fā) 科氏力。在這樣的質(zhì)量流量計中，運動的流體質(zhì)量經(jīng)受的科氏作用力傳遞 到導管自身并顯現(xiàn)為導管在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的科氏力矢量方向的偏轉(zhuǎn)或者偏 移。

發(fā)明內(nèi)容
在一個總的方面，多相工藝(multi-phase process)流體通過能振動的流管 和壓差流量計，并且在能振動的流管中引起運動。多相過程流體的第一表 觀屬性基于能振動的流管運動確定。與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表 觀中間值基于第 一 表觀屬性確定。多相過程流體的濕度測量基于 一 個或多 個表觀中間值與濕度測量之間的映射(mapping)確定。多相過程流體的第二 表觀屬性通過利用壓差流量計確定。多相過程流體的一個或多個特定相的屬性基于濕度測量和第二表觀屬性確定。
實施例可包括一個或多個以下特征。基于第 一表觀屬性確定與多相過 程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值可包括確定對應多相過程流體的非氣
相的第一 Froude數(shù)(Froude number)和對應多相過程流體的氣相的第二 Froude數(shù)?；谝粋€或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射確定多相過 程流體的濕度測量可包括基于第一和第二 Froude數(shù)與濕度測量之間的映射 確定多相過程流體的濕度測量。
多相過程流體可以是濕氣(wet gas)。第一表觀屬性可以是表觀質(zhì)量流 速。濕度測量可以是Lockhart-Martinelli(洛克哈特-馬丁內(nèi)利)參數(shù)。壓差流 量計可以是孔板。第二表觀屬性可以是作為干氣的多相過程流體的質(zhì)量流 速。
一個或多個修正的中間值可基于一個或多個表觀中間值與修正的中間
值之間的映射確定。多相流體的一個或多個特定相的屬性可基于修正的中 間值確定?；谛拚闹虚g值確定的多相流體的相的特定相的屬性可以與 基于濕度測量和第二表觀屬性確定的多相過程流體的特定相的屬性比較。
基于濕度測量和第二表觀屬性確定多相過程流體的 一個或多個特定相 的屬性可包括確定多相過程流體的氣相的質(zhì)量流速。映射是神經(jīng)網(wǎng)絡。
上述任何技術(shù)的實施例可以包括一種方法或者工藝、系統(tǒng)、流量計或 者存儲在流量計發(fā)送器的存儲裝置中的指令。特定實施例的細節(jié)在附圖以 及下面的描述中提出。其它特征將從下面的包括附圖的描述以及權(quán)利要求 中變得明顯。


圖1A是利用彎流管的科氏流量計的示例。 圖1B是利用直流管的科氏流量計的示例。 圖2是科氏流量計的方框圖。
圖3是示出包括壓差流量計和科氏流量計的系統(tǒng)的方框圖。
圖4是實施神經(jīng)網(wǎng)絡處理器的數(shù)字控制器的方框圖，其可以與數(shù)字質(zhì)
量流量計一起用于多相流體流。
圖5A和5B是示出采用用于多相流體的壓差流量計和科氏流量計的流
程的流程圖。圖6是示出利用科氏流量計和壓差流量計的過程的流程圖。
圖7是夾套(jacketing)的示例。
具體實施例方式
流量計的類型包括數(shù)字科氏流量計。例如，美國專利6,311,136，其在 此引用作為參考，公開數(shù)字科氏流量計和包括信號處理和測量技術(shù)的相關(guān) 技術(shù)的使用。這樣的數(shù)字流量計在它們的測量中可以非常精確，幾乎沒有 或者具有可忽略的噪音，并能夠在用于驅(qū)動導管的驅(qū)動器線路上實現(xiàn)寬范 圍的正負增益。因此，這樣的數(shù)字科氏流量計在各種設置中是有利的。例 如，共同受讓的美國專利6,505,519,其被引用作為參考，公開了使用寬增 益范圍和/或使用負增益以防止流管的堵塞和更精確地控制流管，即使在困 難的條件例如兩相流(例如，包含液體和氣體混合物的流)的情形下。
盡管下面參照例如圖ia、 1B和2具體討論數(shù)字科氏流量計，但是應 當理解，模擬科氏流量計也是存在的。盡管這樣的模擬科氏流量計傾向于 存在模擬線路的典型缺點，例如相對于數(shù)字科氏流量計來說的低精度和高 噪聲測量，它們也可與在此討論的各種技術(shù)和實施例相兼容。因此，在下 面的討論中，術(shù)語"科氏流量計"或者"科氏計"用于指各種類型的裝置 和/或系統(tǒng)，其中科氏效應用于測量流經(jīng)流管或者其它導管的物質(zhì)的質(zhì)量流 速(flowrate )、密度和/或其它參數(shù)。
圖1A是使用彎流管102的數(shù)字科氏流量計。具體地說，彎流管102可 以用于測量例如(流動或者非流動)流體的一個或多個物理特性，如上所述。 在圖1A中，數(shù)字發(fā)送器104與彎流管102交換傳感器和驅(qū)動信號，以既感 應彎流管102的一展動又相應地驅(qū)動彎流管102的振動。通過快速和精確地 確定傳感器和驅(qū)動信號，數(shù)字發(fā)送器104，如上所述，可以提供對于彎流管 102的快速和精確操作。與彎流管一起使用的數(shù)字發(fā)送器104的例子在例如 共同受讓的美國專利6,311,136中提出。
圖1B是利用直流管106的數(shù)字科氏流量計的示例。更具體地，在圖 1B中，直流管106與數(shù)字發(fā)送器104相互作用。這樣的直流管在概念層面 上類似于彎流管102地操作，并且相對于彎流管102具有許多優(yōu)點/缺點。 例如，僅由于其結(jié)構(gòu)的幾何特征，直流管106會比彎流管102更易于(完全) 充填和清空。在操作中，彎流管102可以以例如50-11 OHz的頻率操作，而直流管106可以以例如300-l,OOOHz的頻率操作。彎流管102代表具有各種 直徑的流管，并可以在多個方向例如在豎直或者水平方向操作。直流管106 也可具有各種直徑，并可在多個方向操作。
參照圖2，數(shù)字質(zhì)量流量計200包括數(shù)字發(fā)送器104、 一個或多個運動 傳感器205、 一個或多個驅(qū)動器210、流管215(其也可稱作導管，并且其可 以代表彎流管102或者直流管106或者其它類型的流管)、溫度傳感器220 和壓力傳感器225。數(shù)字發(fā)送器104可以通過利用例如處理器、數(shù)字信號處 理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、 ASIC、其它可編程邏輯或者門陣列、 或者具有處理器內(nèi)核的可編程邏輯的一個或多個來實施。應當理解，如在 美國專利No.6,311,136中所述，相關(guān)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以被包括用于驅(qū)動器 210的操作，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以用于從傳感器205轉(zhuǎn)換傳感器信號以由數(shù)字 發(fā)送器104使用。
數(shù)字發(fā)送器104可包括總體(Bulk)密度測量系統(tǒng)240和總體質(zhì)量流速測 量系統(tǒng)250?？傮w屬性泛指流體的整體屬性，與當多相流存在時(如下所述) 流體的構(gòu)成組分的屬性相對。密度測量系統(tǒng)240和質(zhì)量流速測量系統(tǒng)250 可基于至少來自運動傳感器205的信號分別產(chǎn)生流經(jīng)流管215的物質(zhì)的密 度和/或質(zhì)量流速的測量值。數(shù)字發(fā)送器104也控制驅(qū)動器210以在流管215 中引起運動。該運動通過運動傳感器205傳感。
流經(jīng)流管的物質(zhì)的密度測量與例如通過驅(qū)動器210提供的驅(qū)動力在流 管215中引起的流管215的運動的頻率(典型地為共振頻率)和/或流管215 的溫度相關(guān)。類似地，通過流管215的質(zhì)量流與流管215的運動的頻率和 相以及流管215的溫度相關(guān)。
流管215中的溫度，其通過利用溫度傳感器220測量，影響流管的某 些屬性，例如其剛度和尺度。數(shù)字發(fā)送器104可以補償這些溫度影響。同 樣在圖2中，壓力傳感器225與發(fā)送器104連通，并連接到流管215以可 操作地傳感流經(jīng)流管215的物質(zhì)的壓力。
應當理解，進入流管215的流體壓力和跨過流管上的相關(guān)點的壓力降 二者可以作為某些流動狀態(tài)的指示器。同樣地，盡管外部溫度傳感器可以 用于測量流體溫度，除了設計用于測量代表性的溫度用于流管校準的內(nèi)部 流量計傳感器之外，可以使用這樣的傳感器。再者， 一些流管使用多個溫 度傳感器以為了修正由于過程流體和環(huán)境(例如流管殼體的外殼溫度)之間的溫差的影響的測量。
在圖2中，應當理解，數(shù)字發(fā)送器104的各個部件彼此連通，盡管通信線路沒有明確示出以為了清晰。再者，應當理解，數(shù)字發(fā)送器104的傳
統(tǒng)的部件在圖2中沒有示出，但是被假定存在于數(shù)字發(fā)送器104中或者可與數(shù)字發(fā)送器104連通。例如，數(shù)字發(fā)送器104將典型地包括用于驅(qū)動驅(qū)動器210的驅(qū)動線路、用于基于來自傳感器的傳感器信號測量流管215的振動頻率的測量線路，以及測量來自傳感器205的傳感器信號之間的相位。
在某些情形下，科氏流量計能夠精確確定流管215中的過程流體的總體密度和總體質(zhì)量流速。也就是，過程流體的精確的總體密度和/或總體質(zhì)量流速能夠在某些情形下確定。
再者，在一些情形下，通過為兩種或者更多物質(zhì)的混合物(例如油和水或者具有夾帶氣體的流體)，通過為在不同相的相同物質(zhì)(例如，液態(tài)水和水汽)，或者通過為不同相的不同物質(zhì)(例如，水汽和油)，過程流體可包含超過一個相。在一些多相流的狀態(tài)下，科氏流量計可以精確地確定流體的總體密度和總體質(zhì)量流速，其然后能夠用于精確確定組分相的密度和/或質(zhì)量流速。
但是，在其它多相流情形下，科氏流量計不能以滿意的方式工作。盡管科氏流量計在存在多相過程流體下繼續(xù)操作，但是多相流體的存在影響作為科氏流量計的一部分的流管(或者導管)的運動。這樣，由流量計確定的輸出會是不準確的，因為流量計操作是基于過程流體是單相或者過程流體為具有例如高液體粘性的屬性和/或在相之間沒有滑移的多相流體的假設。這些輸出可稱作表觀屬性，因為它們沒有相應于多相流的影響而進行修正。盡管表觀屬性通常是沒有相應于多相流的影響而進行修正的，但是這些屬性的初始推算可以相應于其它影響進行if正以生成表觀屬性。例如，這些屬性的初始推算相應于屬性上的溫度和/或壓力影響而被修正以產(chǎn)生表觀屬性。
例如，在一些多相流情形下，科氏流量計不能在特定應用需要的公差范圍內(nèi)測量多相流的總體密度、總體質(zhì)量流速、構(gòu)成組分密度或者多相流的構(gòu)成組分的質(zhì)量流速，因為這些屬性是基于存在單相流的假設而確定的，并且通過多相流引起的結(jié)果誤差大于要求的公差。換言之，對于科氏流量計的給定用途，在所需精度范圍內(nèi)，科氏流量計不能測量這種項。這種狀況的例子包括其中過程流體是濕氣(也就是，其大部分包含氣體 組分，但具有一些液體組分)的情況。濕氣典型地發(fā)生在需要天然氣的應用 中，其中氣體組分是天然氣，液體組分可以是水、碳氫化合物或者壓縮油(或 者其一些組合)。其中產(chǎn)生濕氣的其它應用可包括引入蒸汽作為過程流體的應用。
濕氣一般包括這樣的過程流體，即其包含5°/。體積或者更少的液體，或
者，換句話說，過程流體具有0.95(95。/。)或者以上的空隙度(void fraction)。
流體。而是，所述技術(shù)由給定應用要求的精度界定，精度取決于科氏流量 計以及下面關(guān)于給定空隙度描述的其它流量計的精度。
參照圖3，壓差流量計304可以與科氏流量計306組合使用以更精確地 測量濕氣或者其它的多相過程流體的屬性。如所示，系統(tǒng)300包括承載過 程流體(例如濕氣)的導管302、壓差流量計304、測量過程流體的表觀總體 質(zhì)量流速和表觀總體密度的科氏流量計306以及流計算器308。在一些實施 例中，流計算器308可作為上述的發(fā)送器104。在一些實施例中，流計算器 308可以與壓差流量計304和科氏流量計306分離。通常，壓差流量計，例 如壓差流量計304，導引過程流體流入具有不同于承載過程流體的導管的截 面積的截面積的壓差流量計304的區(qū)段中。這導致流速和壓力的變化。通 過測量壓力變化，能夠計算流速?？傮w質(zhì)量流速能夠從流速計算。但是， 如采用科氏流量計一樣，總體質(zhì)量流速的計算可以基于單相流的假定而執(zhí) 行，因此當存在多相流體時測量會不準確。因此，總體質(zhì)量流速可以是表 觀總體質(zhì)量流速，因為其沒有被修正以適用于多相流。
在一些實施例中，壓差流量計304可以是孔板?？装宓湫偷貫榘?的平板?？装逡话惆惭b在一對凸緣之間并安置在光滑管的直的部分中以避 免由組件以及閥干擾到流型。
通過孔板的流的特征在于速度的變化。隨著流體通過孔，流體匯聚， 流體的速度增加到最大值。在該點上，壓力處于最小值。隨著流體分開以 充填整個管區(qū)域，速度降低回到初始值。壓力向著初始輸入值增大，典型 地恢復最大壓力降的60-80%。在孔兩側(cè)上的壓力被測量，從而導致壓差， 其與流速成正比。從流體的速度和密度，對于已知的流體密度，表觀總體 質(zhì)量流速能夠被計算。這樣，壓差流量計304可以采用孔板?？装蹇砂ㄓ糜诔休d過程流體
的導管302并且孔板位于導管302中。箭頭310表示流向?？装迳嫌问堑?一壓力傳感器，孔板下游是第二壓力傳感器。第一傳感器和第二傳感器的 測量值之間的差提供壓差，其可以用于計算流速和表觀總體質(zhì)量流速。
表觀總體屬性通過科氏流量計306確定，壓差流量計304可以用于確 定例如流體的構(gòu)成組分的質(zhì)量流速的修正值，如下面進一步描述的。
為此目的，參照圖4，科氏流量計306可使用數(shù)字控制器400代替上面 參照圖1A、 1B和2描述的數(shù)字發(fā)送器104。數(shù)字控制器400還可稱作數(shù)字 發(fā)送器。在數(shù)字發(fā)送器104的這個實施例中，連接到流管的過程傳感器404 產(chǎn)生過程信號，其包括一個或多個傳感器信號、 一個或多個溫度信號以及 一個或多個壓力信號。例如，過程傳感器404可包括參照圖2所述的溫度 傳感器220、壓力傳感器225和/或運動傳感器205。模擬過程信號通過A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號數(shù)據(jù)并存儲在傳感器和驅(qū)動器信號數(shù)據(jù)緩存408中 以供數(shù)字控制器400使用。連接到流管的驅(qū)動器445產(chǎn)生驅(qū)動電流信號并 可將該信號與A/D轉(zhuǎn)換器406通信。驅(qū)動電流信號然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)并 存儲在傳感器和驅(qū)動器信號數(shù)據(jù)緩存408中。 一般地，假定A/D轉(zhuǎn)換器406 產(chǎn)生的數(shù)字驅(qū)動信號產(chǎn)生對應模擬驅(qū)動信號的數(shù)字驅(qū)動信號。在一些實施 例中，數(shù)字驅(qū)動信號可以被監(jiān)測以保證數(shù)字驅(qū)動信號具有適當?shù)恼穹?、?位和頻率特性(例如，數(shù)字驅(qū)動信號是模擬驅(qū)動信號的精確表示)。驅(qū)動電壓
也可被監(jiān)測。監(jiān)測可以通過其它A/D通道實現(xiàn)。由其它A/D通道采樣的數(shù) 據(jù)可以以類似于傳感器數(shù)據(jù)的方式被分析。該采樣數(shù)據(jù)可以用于診斷目的 以及用于保養(yǎng)?？蛇x擇地，數(shù)字驅(qū)動增益信號和數(shù)字驅(qū)動電流信號可以由 振幅控制模塊435產(chǎn)生并連通到傳感器和驅(qū)動器信號數(shù)據(jù)緩存408以供數(shù) 字控制器400存儲和使用。
數(shù)字過程傳感器和驅(qū)動器信號數(shù)據(jù)被傳感器和驅(qū)動器參數(shù)處理模塊 410進一步分析和處理，該處理模塊410產(chǎn)生物理參數(shù)，其包括頻率、相位、 電流、阻尼和振動的振幅。該信息被提供到原始總體質(zhì)量流測量模塊412 和原始總體密度測量模塊414。原始質(zhì)量流測量模塊412產(chǎn)生表征流體的表 觀總體質(zhì)量流速的原始總體質(zhì)量流速測量信號。原始總體密度測量模塊414 產(chǎn)生表征流體的表觀總體密度的原始總體密度測量信號。
多相流誤差修正模塊420接收，作為輸入，原始總體質(zhì)量流速測量信號和原始總體密度測量414從傳感器和驅(qū)動器參數(shù)處理模塊410的物理參
數(shù)、。當過程流體可包含單相或者多相流體條件時，流體條件狀態(tài)可以被檢
測，其使得當存在多相流時由多相流誤差修正模塊420進行處理，或者當 存在單相流時跳過由多相流誤差修正模塊420進行的處理。但是，如果過 程流體包括已知的兩相(例如，氣體和液體組分)，三相(例如， 一種氣體和 兩種液體組分)或者其它多相流(例如， 一種或多種氣體和一種或多種液體組 分)，流體條件狀態(tài)的確定可以不是必須的。在這個例子中，過程流體可以 是已經(jīng)知道其包括氣體體積百分率(gvf)和液體體積百分率(lvf)的濕氣。
多相流誤差修正模塊420包括一個或多個映射函數(shù)例如神經(jīng)網(wǎng)絡，其 用于幫助補償多相流狀態(tài)。映射函數(shù)能夠在軟件程序中實施，或者可以由 單獨的編好程的硬件處理器實施。
到映射函數(shù)之一 的輸入可以是由表觀總體質(zhì)量流速測量信號和表觀總 體密度測量信號確定的表觀中間值。在這個實施例中，多相流誤差修正模 塊420從多相過程流體的原始總體質(zhì)量流速和表觀總體密度確定表觀中間 值。表觀中間值輸入到映射函數(shù)，其產(chǎn)生濕度測量(例如，Lockhart-Martinelli 參數(shù),XwvO作為輸出。多相流誤差修正模塊420可然后輸出422濕度測量
第二映射函數(shù)也可輸入從表觀總體質(zhì)量流速測量信號和表觀總體密度 測量信號確定的表觀中間值。在這個實施例中，多相流誤差修正模塊420 從多相過程流體的原始總體質(zhì)量流速和表觀總體密度確定表觀中間值。輸 入到第二映射函數(shù)的表觀中間值可以與輸入到第 一映射函數(shù)的表觀中間值 相同或者不同。表觀中間值輸入到第二映射函數(shù)并相應于多相流的影響而 被修正。修正的表觀中間值輸出到質(zhì)量流測量輸出塊430。在其它實施例中， 表觀(或者原始)總體質(zhì)量流測量和表觀總體密度可以輸入到一個或者兩個 映射函數(shù)。
當使用神經(jīng)網(wǎng)絡時，神經(jīng)網(wǎng)絡系數(shù)和訓練模式425儲存神經(jīng)網(wǎng)絡系數(shù) 的預定設置，其由神經(jīng)網(wǎng)絡處理器使用用于上述修正。神經(jīng)網(wǎng)絡系數(shù)和訓 練模塊425也可通過使用訓練數(shù)據(jù)執(zhí)行在線訓練功能以使得一套更新的系 數(shù)能夠被計算以供神經(jīng)網(wǎng)絡使用。盡管預定組神經(jīng)網(wǎng)絡系數(shù)通過基于已知 的兩相、三相或者更高相質(zhì)量流速的廣泛的實驗室試驗和實驗產(chǎn)生，但是 由模塊425執(zhí)行的在線訓練功能可以發(fā)生在流量計的初始運行階段，或者
14可以發(fā)生在每當流量計被初始化時。
如上所述，多相流誤差修正模塊420可輸出422濕度測量XL_M。濕度
測量然后與由壓差流量計304產(chǎn)生的測量值一起使用以確定流體的特定相
屬性的精確或者修正的測量，例如組分相的質(zhì)量流速，如下面進一步描述的。
再者，來自映射函數(shù)的修正的中間值輸入到質(zhì)量流測量輸出塊430。通 過使用修正的中間值，質(zhì)量流測量輸出塊430確定流體的特定相屬性的推 算值，例如多相流體的組分相的質(zhì)量流速。當推算的特定相屬性和修正的 特定相屬性都是多相流體的構(gòu)成組分的質(zhì)量流速時，推算值可以與流體的 特定相屬性的修正的測量值比較以確定壓差流量計304和科氏流量計306 是否正確地工作。
傳感器參數(shù)處理模塊410也輸入阻尼參數(shù)和振動振幅參數(shù)到振幅控制 模塊435。振幅控制模塊435進一步處理阻尼參數(shù)和振動振幅參數(shù)并產(chǎn)生數(shù) 字驅(qū)動信號。數(shù)字驅(qū)動信號通過D/A轉(zhuǎn)換器440轉(zhuǎn)換為模擬驅(qū)動信號用于 操作連接到數(shù)字流量計的流管的驅(qū)動器445。在一些實施例中，振幅控制模 塊435可處理阻尼參數(shù)和振動振幅參數(shù)并產(chǎn)生模擬驅(qū)動信號用于直接操作 驅(qū)動器445。
參照圖5A和5B,示例的流程500A和500B可以由系統(tǒng)300和控制器
400實施以確定包括在多相過程流體中的相的^奮正的特定相屬性。例如，流 程500A和500B可以用于確定多相過程流體的每個相的質(zhì)量流速。多相過 程流體可以是例如三相流體例如包4舌一 個氣相和兩個液相(例如曱烷、水和 油)的濕氣。
如下所述，在一個實施例中， 一個或多個表觀中間值基于多相流體的 表觀或者原始屬性被確定。例如，表觀中間值可基于多相過程流體的表觀 總體質(zhì)量流速和/或表觀總體密度確定，如通過例如科氏流量計306確定。 表觀中間值輸入到例如神經(jīng)網(wǎng)絡中以產(chǎn)生多相過程流體的濕度測量。通過 利用多相過程流體的中間值而非表觀總體質(zhì)量流速和表觀總體密度可以有 助于提高濕度測量的確定值的精度。濕度的測量然后用于來自壓差流量計 (例如孔板)的測量以確定多相流體的特定相的屬性例如多相流體的相的質(zhì) 量流速的修正值。
多相過程流體通過可振動流管(505)并且在可振動流管中引起運動(510)?？烧駝恿鞴芸梢允抢鐓⒄請D2描述的流管215。多相過程流體可以 是兩相流體、三相流體或者包括超過三相的流體。例如，兩相流體可包括 可以是液體例如油的非氣相和例如曱烷的氣相。三相流體可包括一個氣相 和兩個非氣相。兩個非氣相可以是液體(例如油和水)，或者兩個非氣相可以 是液相(例如油)和固相(例如沙)。多相流體可以是濕氣。盡管濕氣可以是任
何上述多相流體，通常，濕氣是由超過95%體積的氣相組成。通常，多相 流體的每個相可以稱作多相流體的組分或者成分。流程500A和500B可以 應用到任何多相流體。
多相流體的第 一表觀屬性基于可振動流管的運動而確定(515)。多相流
體的第一表觀屬性可以是流經(jīng)可振動流管的流體的表觀總體質(zhì)量流速和/或 表觀總體密度。如上所述，對于多相流體在流管的運動上具有的影響，表 觀屬性是沒有被修正的屬性。但是，對于其它影響，這樣的屬性可以被修 正以產(chǎn)生表觀屬性。例如，相應于在屬性上溫度和/或壓力的影響，這些屬 性的初始推算值可以被修正以產(chǎn)生表觀屬性。
通常，有時可以使用其它信息(例如，物質(zhì)在單個相中的已知密度)和/ 或其它測量(例如，多相流體的壓力或者多相流體的含水量(water-cut))。這 樣，在一些實施例中，除了基于導管的運動確定的屬性例如上述的第一表 觀屬性之外，多相流體的其它的或者"外部的"屬性例如溫度、壓力、含 水量可以被測量和用作例如到下述映射的其它輸入，以確定如下所述的一
個或多個表觀中間值，或者有助于確定多相流體的各個組分的流速。其它 屬性可以通過除了流量計之外的裝置測量。例如，多相流體的含水量，其 代表多相流體的水的部分，可以通過含水量表確定。其它屬性還可以包括 與流管相關(guān)的壓力。與流管相關(guān)的壓力可以是，例如多相過程流體在流管 的入口處的壓力，和/或通過流管的壓差。其它屬性可以是多相過程流體的
溫度o
在一些實施例中，超過一個表觀屬性可基于導管的運動確定。例如， 在這樣的 一 個實施例中，多相流體的表觀總體質(zhì)量流速和多相流體的表觀 總體密度可以基于導管的運動確定，這些表觀屬性都可以用于確定一個或
多個表觀中間值(例如氣體和液體Froude數(shù)，如下所述)。下面描述表觀總 體質(zhì)量流速和表觀總體密度如何能夠被確定。
表觀總體質(zhì)量流速可從由科氏計確定的表觀質(zhì)量流速的平均數(shù)確定，其中平均周期被選取為表示在一方面由于兩相影響所致的噪音減弱和另一方面維持對流速中的真正變化的動態(tài)響應之間的平衡。平均周期可以是例如1秒。下面的等式表示平均表觀質(zhì)量流速和表觀總體質(zhì)量流速之間的關(guān)
系
< 二歷。
來自科氏計的表觀質(zhì)量流速可以從下面的等式確定，其中cp是通過傳感器205測量的流管215的以度為單位的觀測相位角差(例如，由傳感器205測量的信號之間的相位差)，/是流管215的以赫茲為單位的觀測頻率，r是流管215的以攝氏度為單位的溫度，」和5是流管類型的比溫系數(shù)，R是流體校準因子，和Fr是可場調(diào)節(jié)流因子(其具有1.000的額定值)
r0 = 20"c
6400
匿.tan
7T
360
相過程流體的表觀總體密度可以從由科氏計確定的表觀密度的平均
數(shù)確定
其中
<formula>formula see original document page 17</formula>
在上面的等式中，po是以kg/n 為單位的原始密度，pp以kg/m"為單位的壓力修正密度，AbarA是流管215的入口壓力，尸o barA是配置的參考壓力，&d kg/mVbar和/^。,kg/n^是對于特定流管工作壓力和氣體密度范圍有效的流管特定校準常數(shù)，/是流管215的以赫茲為單位的自然頻率，尸。是以barA為單位的參考壓力，戶,是以barA為單位的入口壓力，以及T是流管的以攝氏度為單位的溫度，乃2和/^是特定流管的校準常數(shù)。C和D是流管類型的比溫補償參數(shù)。下面是修正相應于壓力的表觀總體密度的更一般的等式，其中^^和^^是特定流管的校準常數(shù)<formula>formula see original document page 18</formula>
與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值基于第 一表觀屬性確定(520)。通常，表觀中間值是與多相流體相關(guān)的值，其包括由于在多相流體中包括超過一個相所致的不準確。表觀中間值可以是例如氣體或者非氣體
Froude數(shù)。
在一個實施例中，表觀中間值可包括表觀非氣體Froude數(shù)和表觀氣體Froude數(shù)二者。Froude數(shù)是無因次量，其可以表示移動通過流體的對象的阻力，并且其可以用于表征多相流體。表觀氣體Froude數(shù)可以通過使用下
面的等式計算，其中氣:為表觀氣體質(zhì)量流流速，A是基于理想氣體定律(或
者真實氣體密度的任何模型，例如美國氣體協(xié)會(AGA)或者國際標準組織(IS())標準，通過利用組分物質(zhì)的知識以及觀測壓力和溫度)的氣相密度的推算值，p,是多相流體的非氣相中的液體的密度推算值，^是流管的橫截面積，D是流管的直徑，g是重力加速度
<formula>formula see original document page 18</formula>
類似地，非氣體Froude數(shù)(其可以是液體Froude數(shù))可以通過利用下面的等式進行計算，其中，如果存在超過一種液體， <是液體混合物的表觀液體質(zhì)量流速)
化'=I M^:W
多相流體的液相和氣相密度的推算值可以如下所述地確定。在這個例子中，多相流體包括兩個液相(例如，第一液體，其是水；以及第二液體，其是冷凝物)和一個氣相。但是，類似的計算可以執(zhí)行用于其它多相流體。
在下面的等式中，A。 kg/m3是在已知溫度《。。C下的基礎液體密度，和6
疋
'系數(shù)，其提供對這一密度的線性修正，作為與基礎溫度rw的溫差的函數(shù)，其是#>據(jù)包括在多相流體中的特定物質(zhì)的知識知道的。在當前流體溫度的
組分流體密度^，A2 kg/m3可以通過下面的等式確定
p""歐("^'(7-"|0)).
在一些實施例中，使用者可以輸入第一液體的體積流百分率(x)。在其
它的實施例中，體積流百分率可以f支定。在另外的其它實施例中，體積流百分率可以推算，或者從含水量測量裝置例如含水量表獲得。
假定在液相之間沒有滑移，第一液體的體積流百分率A %可以通過下面的等式確定
A一A
X=
_化
,100 %
通過使用A %并假定液相之間沒有滑移，組合液體密度(也就是，液體混合物的液體密度)可以通過下面的等式計算
100
或者，
A2
100V 100,
此外，如果給定在參考壓力^b^A和參考溫度；。。C下氣體的參考密度A。 kg/m3，在科氏流管的入口處的壓力《IwA和7; 。C的線性條件下氣相密
度^ kg/m—'的推算值可以被確定。盡管有很多狀態(tài)等式考慮壓縮性和其它非理想因素，通過利用理想氣體定律得到的實際氣體密度的推算值已經(jīng)足夠，并且氣相密度可以基于下面的等式確定
<formula>formula see original document page 19</formula>
在上面的等式中，Z/為氣相中氣體的壓縮性，并且對于一些氣體(例如
天然氣)，壓縮性隨著壓力根據(jù)下面的等式變化
<formula>formula see original document page 19</formula>
多相流體的液相和氣相的表觀質(zhì)量流速可以如下所述地確定。按照上面的例子，多相流體包括兩個液相(例如，第一液體，其為水；以及第二液體，其為冷凝物)和一個氣相。但是，類似的計算可以執(zhí)行用于其它多相流體。用于液體混合物的表觀質(zhì)量流速以及組分'貼,
W/2 = A2"2
其中，《是液體混合物的表觀體積流速，巧'是第一液體的表觀體積流
速，《是第二液體的表觀體積流速，其全部可以如下計算
〖『
100
1 —
100
.v, =v, —v門
多相流體的表觀體積流速《可以如下地計算
。 附:
表觀液體體積百分率丄KF可以如下地計算
丄『=Pm — & 100 o/o = ioO-GKF。A-A :
對于表觀氣體空隙度GKF如下地進行計算
G『=A 一A" .100 %
對于氣相，表觀質(zhì)量流:
/v、 二~
"s、v,.
其中氣體的表觀體積流速,通過利用以下等式計-
g 100 "'
濕度測量(例如，Lockhart-Martinelli參數(shù))基于濕度測量與一個或者多個表觀中間值之間的映射確定(525)。在一個實施例中， 一個或多個中間值是如上所述的非氣體Froude數(shù)和氣體Froude數(shù)。
映射可以是神經(jīng)網(wǎng)絡、統(tǒng)計模型、多項式、函數(shù)或者任何其它類型的映射。神經(jīng)網(wǎng)絡或者其它映射可以通過從多相流體獲得的數(shù)據(jù)進行訓練，對于該多相流體，組成相的值是已知的。
在一個實施例中，在輸入表觀中間值到映射中之前，表觀中間值可以被過濾或者處理以減少測量和過程噪音。例如，線性濾波器可以應用到表觀中間值以減少測量噪音。線性濾波器的時間常數(shù)可以設置為反映測量儀器的響應時間(例如1秒)的值以使得濾波器保持對流經(jīng)流管的流體(例如小
20塊的非氣相流體)中的實際變化的敏感性，同時還能夠減少測量噪音。
用于修正或者提高多相測量的映射的發(fā)展可以包括引入在試驗條件下的數(shù)據(jù)，其中實際或者參考測量通過其它的校準儀器提供。通常，要么由于測試設備的限制，和/或與執(zhí)行可能的數(shù)千次的實驗有關(guān)的成本和時間，執(zhí)行一實驗覆蓋所有能想到的多相條件是不太實際的。此外，由于發(fā)生在多相狀態(tài)中的內(nèi)在的不穩(wěn)定流條件，所以在任何延長的時間內(nèi)幾乎不可能保持多相流條件恰好恒定。相應地，通常有必要計算所有關(guān)聯(lián)參數(shù)的平均
值，包括在每次實驗的持續(xù)時間，其可以是30秒至120秒的持續(xù)時間內(nèi)的表觀和真實或者參考參數(shù)值。這樣，映射可以從試驗數(shù)據(jù)構(gòu)造，其中每個
數(shù)據(jù)點源自例如30秒至120秒的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)的平均數(shù)。
當在多相流過程中在流量計中實時應用產(chǎn)生的映射時會遇到困難，由此在流量計中觀測到的特定參數(shù)值沒有包括在由先前采集的試驗數(shù)據(jù)提供的映射中。這發(fā)生有兩種主要方式。在第一種情形中，盡管流量計歷經(jīng)的情形，平均超過大約15至120秒的時間量程，確實對應被映射覆蓋的情形，但是，由于測量噪音和/或由于多相流中固有的不穩(wěn)定性所致的實際情形中的瞬時變化，瞬時參數(shù)值會落出這個范圍之外。如上所述，該影響在某種程度上能夠通過取時間平均或者對用作到映射函數(shù)的輸入的參數(shù)過濾而減小，盡管在這樣的過濾的噪音減弱效果和流量計對多相流內(nèi)的情況的實際變化的響應之間會有一個折衷。可選擇地，平均參數(shù)值會落在映射之外，因為例如覆蓋試驗階段過程中所有可能的多相條件并不經(jīng)濟可行。
應用映射函數(shù)(無論是神經(jīng)網(wǎng)絡、多項式還是其它函數(shù))到落在意在進行映射的范圍之外的數(shù)據(jù)是無益的。對這樣的數(shù)據(jù)進行映射的應用會導致產(chǎn)生質(zhì)量差的測量。相應地，夾套(jacketing)程序可以;陂應用以保證映射程序的性能適于落在映射域之外的參數(shù)值，而不管參數(shù)落在映射域之外的原因是什么。包括在該域中的數(shù)據(jù)可以稱作適當?shù)臄?shù)據(jù)。
這樣，表觀中間值可以在輸入表觀中間值到映射中之前被"夾套"。對于包括一個輸入到映射的實施例，適當?shù)臄?shù)據(jù)的范圍可以由 一個或多個限制、范圍或者閾進行限定。在其它實施例中，可以有超過一個輸入到映射中。在這些實施例中，適當?shù)臄?shù)據(jù)域可以由一系列的線或者平面限定。相應地，隨著到映射的輸入的數(shù)量增加，限定適當?shù)臄?shù)據(jù)域變得更加復雜。這樣，使用較少的輸入到映射中會是期望的。上述的氣體和非氣體Froude數(shù)是可以輸入到映射中而無需其它輸入的表觀中間值的例子。這樣，使用
氣體和非氣體Froude數(shù)可有助于減少進入映射的輸入的數(shù)量，其也可有助 于減少夾套處理的復雜性。此外，利用較少的輸入到映射會導致更簡單的 映射，其會有助于減少由映射所占的計算資源并有助于基于映射增大確定 修正中間值的速度。
簡要參照圖7,示出夾套的示例。在該例子中，表觀中間值710具有處 于限定區(qū)域715之外的值，該值會被確定為不適于輸入到映射。在這個例 子中，區(qū)域715由兩條直線，即直線720和直線725限定。通常，規(guī)則被
之外的表觀中間值(例如表觀中間值710)可以被映射忽略(例如，表觀中間值 不被映射修正)，表觀中間值根本不會輸入到映射中，固定修正可以應用到 表觀中間值而非由映射確定的修正，或者可施加與將應用到最接近表觀中 間值的值的修正相對應的修正。用于修正處于限定區(qū)域之外的表^見中間值 的其它規(guī)則也可實施。通常，夾套專門用于特定映射并被限定用于每個映 射。
返回到圖5A，映射的輸出是在流管處的濕度測量。濕度測量一般提供 存在于多相流體中的液體量的指示。這樣，在示例的流程500A中，科氏計 可以用作提供對于多相流體的這樣的濕度測量的儀器，即使科氏計通常被 校準以測量單相流體的屬性。如上所述，濕度測量可以是Lockhart-Martinelli參數(shù)。
參照圖5B，示例的流程500B可以使用濕度測量和由壓差流量計304 產(chǎn)生的測量以確定多相過程流體的 一個或多個特定相屬性。例如，流程5OOB 可以用于確定多相過程流體的每個相的質(zhì)量流速。通常，示例的流程5 OOB 使用如上所述的在流管處確定的多相過程流體的濕度測量(525)以及通過壓 差流量計304測量的多相過程流體的第二表觀屬性。
多相過程流體通過壓差流量計304(560)并且第二表觀屬性通過使用壓 差流量計304確定(565)。壓差流量計可以是孔板，如上面關(guān)于圖3所述的。 在其它實施例中，壓差流量計可以是文丘里(Venturi)流量計或者V錐形流量 計。在另外的其它實施例中，可以對其特征能夠被確定的那個流使用任何 阻塞。此外，或者可選擇地，可以使用其它類型的流量計。例如，可以使 用基于渦流、渦旋、電磁或者超聲現(xiàn)象的流量計。
22第二表觀屬性是由壓差流量計確定的多相過程流體的表觀屬性。在一 個實施例中，第二表觀屬性是通過孔板確定的多相流體的質(zhì)量流速，如同 流體是干氣。當存在多相過程流體時，如同科氏計，壓差流量計也將產(chǎn)生 不精確的結(jié)果。特別地，用于基于從包括孔板的流量計接收的信息進行確 定的發(fā)送器或者其它處理裝置可以基于多相流體是干氣的假設進行確定。 這樣，對于多相流體，來自孔板的讀數(shù)是不精確的，并且通常代表多相流 體假定是干氣的情況下的多相流體的質(zhì)量流速。
多相流體的 一 個或多個修正的特定相屬性基于第二表觀屬性和濕度測
量確定(570)。通常，多相過程流體是通過流管的多相過程流體，如上圖5A 所述，盡管隨著流體在流管和壓差計之間流動多相過程流體會經(jīng)歷物理變 化。例如，多相過程流體的溫度或者壓力在科氏計和壓差流量計中會有不 同，并且多相流體的密度在流管和科氏計中會不同。例如，壓力和溫度變 化會對任何包括在多相流體中的氣相產(chǎn)生重大的影響。相應地，在流管處 確定的濕度測量轉(zhuǎn)換為在壓差計處的濕度測量以適用于變化的條件。
例如，如果濕度測量是Lockhart-Martinelli參數(shù)，如關(guān)于圖5A所述的， 壓差流量計是孔板，在孔板上的Lockhart-Martinelli參數(shù)可以表示如下，其 中A^,/(OP)是在孔板上的Lockhart-Martinelli參數(shù)，ZL-M(FT)是在流管上的 Lockhart-Martinelli參數(shù)，^(OP)是在孔板上的多相過程流體的氣相的密度， p(OP)是在孔板處多相過程流體的液相的密度，A(FT)是在流管處多相過程 流體的氣相的密度，并且; /(FT)是在流管處多相過程流體的液相的密度
A ,，J^-J,貝,、,
氣相和液相的推算密度可以以類似于關(guān)于流程5 00A的操作520描述的 方式進行確定，除了使用在壓差流量計304處的溫度與壓力條件而非在科
繼續(xù)這個例子，多相過程流體的 一個或多個修正的特定相的屬性基于 多相流體作為干氣的質(zhì)量流速和在孔板304處的Lockhart-Martinelli參數(shù)(其 是基于在科氏流量計306處的Lockhart-Martinelli參數(shù)，如上所述)確定。在 這個例子中，特定相屬性是多相過程流體的氣相和液相的質(zhì)量流速。但是， 類似的流程可以用于確定包括在多相過程流體中的其它特定相如氣相、液 相和/或固相的屬性。特別地，多相過程流體的氣相的修正的質(zhì)量流速基于在孔板處(或者其
它的壓差流量計)的Lockhart-Martinelli參數(shù)根據(jù)Murdock或者其它適當?shù)男?正等式(例如De Leeuw等式可以用于文丘里計)確定，其中mg7Y>是多相過程 流體作為干氣的質(zhì)量流速，其通過壓差流量計測量，^省是在孔板處的 Lockhart-Martinelli參數(shù)
g 1 + 1.26Z
多相過程流體的液相的質(zhì)量流速可以基于下面的等式進行推算:
當超過一種液體被包括在液相中時，特定液體組分的質(zhì)量流速可以通 過利用下面的等式確定
/";2 =/v)、
其中"'!是第一液體的修正的體積流速，(是第二液體的修正的體積流
速，其全部可以如下地進行計算
<formula>formula see original document page 24</formula>
其中;c/是如前的流體組分1的已知的測量的或者假定的體積流百分率。 Murdock修正進一步描述在Murdock，J.W.的1962年12月的"Two-phase
flow with orifices," Journal of Basic Engineering, ASME Transactions84(4),第
419-433頁中。
作為替代，特別是當流體是濕氣時，氣相的修正的質(zhì)量流速可以從下 而的Chisholm修正等式確定
其中，
<formula>formula see original document page 24</formula>此外，液相的修正的質(zhì)量流速可以基于下面的等式確定，其是上面描
述的
巧='
巧
100
V/2 =
l一
100
-巧
Chisholm修正進一步描迷在Chisholm, D.的1967年2月的"Flow of incompressible two-phase mixtures through sharp-edged orifices," IMech E Journal of Mechanical Engineering Science, Volume 9,No.l第72-78頁,以及 Chisholm, D.的 1977年6月的"Research Note: Two-phase flow through sharp-edged orifices," IMechE Journal of Mechanical Engineering Science, Volume 19, No.3第128-130頁中。
在其它的實施例中，其它的修正可以適當?shù)厥褂茫Q于使用的不同 的壓力流量計。例如，如果使用文丘里流量計，那么可以使用DeLeeuw修 正。該修正在形式上類似于Chisholm 1奮正，具有1,正系凄丈。例如參見De Lecuw, H.的1994年10月的"Wet Gas Flow Measurement using a combination of Venturimeter and a tracer technique," North Sea Flow Measurement Workshop, Peebles, Scotland以及DeLeeuw, H.的1997年10月的"Liquid Correction of Venturi Meter Readings in Wet Gas Flow," North Sea Flow Measurement Workshop, Norway 。
相應地，通過流管的多相過程流體的濕度測量可與通過使得液體通過 壓差流量計確定的多相過程流體的表觀屬性結(jié)合用于確定多相過程流體的 特定相屬性。
參照圖6，示例性的流程600可以用于誤差或者故障檢查，通過比較由 科氏流量計確定的特定相屬性的推算值和在流程500B確定的修正的特定相 屬性。兩種不同方式中確定的特定相屬性相 一致可以提供對科氏流量計和 壓差計處于正常搡作的指示。
如參照圖5A和5B所述的，科氏計和壓差流量計可以用于確定特定相屬性，例如相應于多相過程流體的組成相的質(zhì)量流速。通過使用例如流程 600的流程，多相過程流體的特定相屬性也可以單獨通過科氏計確定，這些 特定相屬性可以與通過利用壓差流量計確定的屬性進行比較。通常，如果 科氏流量計和壓差流量計都正常操作，特定相屬性會是類似的，而不管用 于確定該屬性的儀器如何。
與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值基于第 一表觀屬性確定
(605)。第一表觀屬性是上面關(guān)于圖5A討論的第一表觀屬性。表觀中間值可 以是例如多相過程流體的體積百分率。體積百分率可以是液體體積百分率， 其特定化為非氣體的多相流體的部分。體積百分率還可以是氣體體積百分 率，其特定化為氣體的多相流體的部分。通常，體積百分率是無因次量， 其可以表示為百分數(shù)。氣體體積百分率也可稱作空隙度。如果多相流體包 括液體和氣體，液體和氣體體積百分率合計達100%。在其它的實施例中， 表觀中間值可以是多相流體的體積流速。
在一個實施例中，表觀中間值是表觀體積流速和表觀液體體積百分率 并基于表觀總體質(zhì)量流速和表觀總體密度確定。以m3/s為單位的表觀體積 流速可以^v下面的等式確定
、/'=」丄
川 〃
表觀液體體積百分率，其表示為百分數(shù)，可從下面的等式確定，其中/3/
是多相過程流體的液相的推算密度，/^是多相過程流體的氣相的推算密度
液體和氣體密度的推算可以如上關(guān)于操作520所述地獲得。 一個或多個修正的中間值基于一個或多個表觀中間值和修正的中間值 之間的映射確定(610)。例如，修正的中間值可以是修正的液體體積百分率 丄「F'(o/。)和/或修正的體積流《，單位為m3/s。在一個特定實施例中，1奮正的 中間值是修正的液體體積百分率和修正的體積流速，其乂人表觀液體體積百 分率和表觀體積流速修正。
映射可以是神經(jīng)網(wǎng)絡、多項式、函數(shù)或者任何其它類型的與表觀中間 值和修正的中間值有關(guān)的映射。通常， 一個或多個表觀中間值與修正的中 間值之間的映射是不同于一個或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射的 映射，如上面關(guān)于圖5A討論的。如上所述，到映射的輸入可以被夾套和/或過濾。但是，在一些實施例中，映射可以是相同的。
神經(jīng)網(wǎng)絡或者其它的映射可以通過從多相流體獲得的數(shù)據(jù)進行訓練， 所述流體的組成相的值是已知的。在一個實施例中，映射是神經(jīng)網(wǎng)絡，其 采取表觀液體體積百分率、表觀體積流速、在可振動流管的入口處的壓力 以及可振動流管兩端的壓差作為輸入。神經(jīng)網(wǎng)絡產(chǎn)生修正的液體體積百分 率和修正的混合物體積流速。
多相過程流體的一個或多個特定相屬性基于修正的中間值確定(615)。 特定相屬性可以是例如多相流體的非氣相和氣相的質(zhì)量流速和/或密度。下 面等式示出基于修正的混合物體積流速和修正的液體體積百分率確定多相 過程流體的組成相的推算的特定相質(zhì)量流速。
表示為百分數(shù)的氣相的修正體積百分率可以從下面等式確定
= 100-ZKT%
以m3/s為單位的氣相的特定相流速可以從下面的等式確定，其中《是
如上關(guān)于(525)所述的修正的混合物體積流速
、《'=G『.《
多相過程流體的氣相的特定相質(zhì)量流速可以從下面的等式確定
其中，氣體的修正標準體積流《是處于溫度和壓力的限定標準情形下, 其中其具有密度A。，由下面等式給出
.VV=-—— V
■~ Ao '、
特定相質(zhì)量流速也可以相應于多相過程流體的非氣相(液體混合物和 特定的液體組分二者)進行確定。繼續(xù)上面的例子，多相過程流體具有一個
氣相和兩個液相。液體混合物和特定的液相的修正的體積流速(mVs)可以從
下面的等式確定，其中《是如上所述的修正的體積流速
r丄KP ,.
100
l一、
100
第 一和第二液相的特定相質(zhì)量流速(以及液體質(zhì)量流速)可以然后從下
面的等式確定
27<formula>formula see original document page 28</formula>在(615)中基于修正的中間值確定的推算的特定相屬性與基于濕度測量 和第二表觀屬性的修正的特定相屬性進行比較(620)。比較基于來自科氏計 的數(shù)據(jù)確定的推算的特定相屬性和基于來自科氏計和壓差計的數(shù)據(jù)確定的 修正的特定相屬性允許評定儀器是否正常工作。例如，如果特定相屬性被 比較并發(fā)現(xiàn)其類似，則通常表明科氏計和壓差計正常工作。
在各個實施例中描述的計算可以通過科氏流量計的發(fā)送器、通過耦合 到科氏計和/或壓差流量計的計算裝置、或者通過耦合到科氏流量計和壓差 流量計的流計算器或者計算裝置執(zhí)行。
已經(jīng)描述許多實施例。然而，應當理解，可以進行各種修改。相應地， 其它實施例落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括使得多相過程流體通過可振動流管和壓差流量計；在所述可振動流管中引起運動；基于所述可振動流管的運動確定所述多相過程流體的第一表觀屬性；基于所述第一表觀屬性確定與所述多相過程流體相關(guān)的一個或者多個表觀中間值；基于濕度的測量和一個或多個表觀中間值之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量；通過利用壓差流量計確定多相過程流體的第二表觀屬性；以及基于所述濕度的測量和所述第二表觀屬性確定多相過程流體的一個或多個特定相屬性。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中基于所述第一表觀屬性確定與所述多相過程流體相關(guān)的一個或者多個表觀中間值包括確定與多相過程流體的非氣相相對應的第一 Froude數(shù)和與多相過程流體的氣相相對應的第二 Froude數(shù)；以及基于 一 個或多個表觀中間值和濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量包括基于第一和第二 Fronde數(shù)與濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多相過程流體是濕氣。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一表觀屬性是表觀質(zhì)量流速。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述濕度的測量是Lockhart-Martinelli參數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述壓差流量計是孔板。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第二表觀屬性是作為干氣的多相過程流體的質(zhì)量流速。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括基于一個或多個表觀中間值和修正的中間值之間的映射確定一個或多個》務正的中間值，基于修正的中間值確定多相流體的 一個或多個特定相屬性；以及比較基于修正的中間值確定的多相流體的相的特定相的屬性與基于濕度測量和第二表觀屬性確定的多相過程流體的特定相屬性。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，基于濕度測量和第二表觀屬性確定多相過程流體的 一 個或多個特定相屬性包括確定多相過程流體的氣相的質(zhì)量流速。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述映射是神經(jīng)網(wǎng)絡。
11. 一種流量計，包括 可振動流管，所述流管配置為接收多相流體；驅(qū)動器，其連接到所述流管并配置為給予運動到所述流管以使得所述流管振動；傳感器，其連接到所述流管并配置為傳感所述流管的運動并產(chǎn)生傳感器信號；以及控制器，其接收所述傳感器信號并配置為基于所述可振動流管的運動確定多相過程流體的第 一表觀屬性；基于所述第一表觀屬性確定與所述多相過程流體相關(guān)的一個或者多個表觀中間值；基于所述一個或多個表觀中間值和濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量；接收多相過程流體的第二表觀屬性，所述第二表觀屬性通過利用壓差流量計確定；以及基于所述濕度的測量和所述第二表觀屬性確定多相過程流體的一個或多個特定相屬性。
12. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中為了基于第 一表觀屬性確定與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值，所述控制器配置為確定與多相過程流體的非氣相相對應的第一Froude數(shù)和與多相過程流體的氣相相對應的第二 Froude數(shù)；以及為了基于一個或多個表觀中間值和濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量，所述控制器配置為基于所述第一和第二 Froude數(shù)與濕度測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量。
13. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述多相過程流體是濕氣。
14. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述第一表觀屬性是表觀質(zhì)量流速。
15. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述濕度測量是Lockhart-Martinelli參數(shù)。
16. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述壓差流量計是孔板。
17. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，第二表觀屬性是作為干氣的多相過程流體的質(zhì)量流速。
18. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述控制器進一步配置為基于一個或多個表觀中間值和修正的中間值之間的映射確定一個或多個修正的中間值；基于所述修正的中間值確定多相流體的 一個或多個特定相屬性；以及比較基于修正的中間值確定的多相流體的相的特定相屬性與基于濕度的測量和第二表觀屬性確定的多相過程流體的特定相屬性。
19. 如權(quán)利要求11所述的流量計，其中，為了基于濕度測量和第二表觀屬性確定多相過程流體的 一 個或多個特定相屬性，所述控制器配置為確定多相過程流體的氣相的質(zhì)量流速。
20. —種流量計發(fā)送器，其用于耦合到壓差流量計的可振動流管以使得多相過程流體通過該可振動流管和壓差流量計，所述流量計發(fā)送器包括至少一個處理裝置；以及存儲裝置，該存儲裝置存儲用于使得所述至少一個處理裝置進行以下操作的指令在所述可振動流管中？ 1起振動，該可振動流管配置為接收多相過程流體；基于所述可振動流管的運動確定多相過程流體的第 一表觀屬性；基于所述第 一 表觀屬性確定與多相過程流體相關(guān)的 一 個或多個中間值；基于所述 一 個或多個表觀中間值和濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量；接收多相過程流體的第二表觀屬性，該第二表觀屬性通過利用壓差流量計確定；以及基于所述濕度的測量和所述第二表觀屬性確定多相過程流體的一個或多個特定相屬性。
21. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)送器，其中為了基于第 一表觀屬性確定與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值，所述指令包括用于使得所述處理裝置確定與多相過程流體的非氣相相對應的第一 Froude數(shù)和與多相過程流體的氣相相對應的第二 Froude數(shù)的指令；以及為了基于一個或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射確定多過程流體的濕度測量，所述指令包括用于使得處理裝置基于所述第一和第二Froude數(shù)與濕度的測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量。
22. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)送器，其中，所述多相過程流體是濕氣。
23. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)送器，其中，所述第一表觀屬性是表觀質(zhì)量流速。
24. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)送器，其中，所述濕度測量是Lockhart-Martindli參數(shù)。
25. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)送器，其中，為了基于濕度的測量和第二表觀屬性確定多相過程流體的 一 個或多個特定相屬性，所述指令包括使得所述處理裝置確定多相過程流體的氣相的質(zhì)量流速的指令。
26. —種系統(tǒng)，包括可振動流管，其配置為接收多相過程流體；壓差流量計，其耦合到所述可振動流管；以及一個或多個處理裝置，其配置為在所述可振動流管中引起運動；基于所述可振動流管的運動確定多相過程流體的第 一表觀屬性；基于所述第一表觀屬性確定與多相過程流體相關(guān)的一個或多個表觀中間值；基于所述 一 個或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量；通過利用壓差流量計接收多相過程流體的第二表觀屬性；以及基于所述濕度的測量和所述第二表觀屬性確定多相過程流體的一個或多個特定相屬性。
27. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中為了基于第 一表觀屬性確定與多相過程流體相關(guān)的 一個或多個表觀中間值，所述一個或多個處理裝置配置為確定與多相過程流體的非氣相相對應的第一 Froude數(shù)和與多相過程流體的氣相相對應的第二 Froude數(shù)；以及為了基于一個或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射確定多相過程流體的濕度測量，所述一個或多個處理裝置配置為基于所述第一和第二Froude數(shù)和濕度測量之間的映射確定多相過程流體的濕度的測量。
28. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個處理裝置進一，酉己i力基于一個或多個表觀中間值和修正的中間值之間的映射確定一個或多個修正的中間值；基于所述修正的中間值確定多相流體的一個或多個特定相屬性；以及比較基于修正的中間值確定的多相流體的相的特定相屬性與基于濕度的測量和第二表觀屬性確定的多相過程流體的特定相屬性。
29. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述第一表觀屬性包括表觀質(zhì)量流速，所述第二表觀屬性包括作為千氣的多相過程流體的質(zhì)量流速。
30. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，為了基于濕度測量和第二表觀屬性確定多相過程流體的一個或多個特定相屬性，所述一個或多個處理裝置配置為確定多相過程流體的氣相的質(zhì)量流速。
全文摘要
多相過程流體的第一表觀屬性基于可振動流管的運動確定。與多相過程流體相關(guān)的一個或多個表觀中間值基于第一表觀屬性確定。多相過程流體的濕度測量基于一個或多個表觀中間值和濕度測量之間的映射確定。多相過程流體的第二表觀屬性通過利用壓差流量計確定。多相過程流體的一個或多個特定相屬性基于濕度測量和第二表觀屬性確定。
文檔編號G01N33/18GK101688856SQ200880021254
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者邁克爾·S·圖姆斯, 馬努斯·P·亨利 申請人:因萬西斯系統(tǒng)股份有限公司