РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБАПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,

ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(51) МПКG01F 1/74 (2006.01)G01F 1/84 (2006.01)G01F 1/86 (2006.01)G01F 15/02 (2006.01)

(19) RU (11) 2 420 715(13) C2

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21)(22) Заявка: 2005128042/28, 10.02.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 10.02.2004

Приоритет(ы):(30) Конвенционный приоритет:

10.02.2003 US 60/445,79510.03.2003 US 60/452,93409.02.2001 US 10/773,459

(43) Дата публикации заявки: 10.03.2006 Бюл. № 7

(45) Опубликовано: 10.06.2011 Бюл. № 16

(56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: WO 93/08452 A1, 29.04.1993. US 5029482 A,

09.07.1991. WO 01/071291 A1, 27.09.2001. RU2102708 С1, 20.01.1998.

(85) Дата начала рассмотрения заявки PCT нанациональной фазе: 12.09.2005

(86) Заявка PCT:US 2004/003646 (10.02.2004)

(87) Публикация заявки РСТ:WO 2004/072588 (26.08.2004)

Адрес для переписки:103062, Москва, ул. Покровка, д.33/22, стр.1,агентство "ИНТЭЛС", пат.пов.О.М.Дьяконовой

(72) Автор(ы):МАТТАР Вайд М. (US),ХЕНРИ Манус П. (US),ДУТА Михаила Д. (US),ТОМБС Михаил С. (US)

(73) Патентообладатель(и):ИНВЕНСИС СИСТЕМС, ИНК. (US)

(54) МНОГОФАЗНЫЙ РАСХОДОМЕР КОРИОЛИСА(57) Реферат:

Изобретение предназначено дляиспользования в условиях двухфазного потока,содержащего смесь жидкости и газа. Вцифровом расходомере контроллер,соединенный с датчиком и генераторомколебаний, соединенными с расходомернойтрубкой, выполнен с возможностьюуправления для ввода кажущейся плотностидвухфазного потока, определяемойрасходомером, и вывода скорректированной

плотности двухфазного потока. Контроллертакже выполнен с возможностью управлениядля ввода кажущегося массового расходадвухфазного потока, определяемогорасходомером, и вывода скорректированногомассового расхода, для ввода кажущейсяфракции первой фазы двухфазного потока,определяемой расходомером, и выводаскорректированной фракции первой фазы, идля определения массового расхода первойфазы и массового расхода второй фазы, а

Ñòð.: 1

ru

RU

2420715

C2

2C

51

70

24

2U

R

также для определения приведенной скоростипервой фазы и приведенной скорости второйфазы на основе массового расхода первой фазыи массового расхода второй фазы,соответственно, и для определения скорости

скольжения первой фазы относительно второйфазы на основе средней скорости первой фазыи средней скорости второй фазы. Изобретениеповышает точность измерения. 5 н. и 40 з.п. ф-лы, 32 ил.

Ñòð.: 2

RU

2420715

C2

2C

51

70

24

2U

R

RUSSIAN FEDERATION

FEDERAL SERVICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY,PATENTS AND TRADEMARKS

(51) Int. Cl.G01F 1/74 (2006.01)G01F 1/84 (2006.01)G01F 1/86 (2006.01)G01F 15/02 (2006.01)

(19) RU (11) 2 420 715(13) C2

(12) ABSTRACT OF INVENTION

(21)(22) Application: 2005128042/28, 10.02.2004

(24) Effective date for property rights: 10.02.2004

Priority:(30) Priority:

10.02.2003 US 60/445,79510.03.2003 US 60/452,93409.02.2001 US 10/773,459

(43) Application published: 10.03.2006 Bull. 7

(45) Date of publication: 10.06.2011 Bull. 16

(85) Commencement of national phase: 12.09.2005

(86) PCT application:US 2004/003646 (10.02.2004)

(87) PCT publication:WO 2004/072588 (26.08.2004)

Mail address:103062, Moskva, ul. Pokrovka, d.33/22, str.1,agentstvo "INTEhLS", pat.pov. O.M.D'jakonovoj

(72) Inventor(s): MATTAR Vajd M. (US),KhENRI Manus P. (US),DUTA Mikhaila D. (US),TOMBS Mikhail S. (US)

(73) Proprietor(s): INVENSIS SISTEMS, INK. (US)

(54) MULTI-PHASE CORIOLIS FLOWMETRE(57) Abstract:

FIELD: electricity.SUBSTANCE: in digital flow metre the controller

connected to sensor and oscillation generator, whichare connected to flow metre tube, is provided withpossibility of control for input of apparent densityof two-phase flow, which is determined with flowmetre, and output of corrected density of two-phaseflow. Controller is also provided with possibility ofcontrol for input of apparent mass flow of two-phaseflow determined with flow metre and for output ofcorrected mass flow, for input of apparent fractionof the first phase of two-phase flow, which isdetermined with flow metre, and for output of

corrected fraction of the first phase, and fordetermining mass flow rate of the first phase andmass flow rate of the second phase, as well as fordetermining reduced velocity of the first phase andreduced velocity of the second phase on the basis ofmass flow rate of the first phase and mass flow rateof the second phase respectively, and for determiningsliding velocity of the first phase relative to thesecond phase on the basis of average velocity of thefirst phase and average velocity of the second phase.

EFFECT: invention improves measurementaccuracy.

45 cl, 32 dwg

Ñòð.: 3

en

RU

2420715

C2

2C

51

70

24

2U

R

Ñòð.: 4

RU

2420715

C2

2C

51

70

24

2U

R

1·

I \.210

c.l>Mr_ 2 I "i1s

RU 2 420 715 C2

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к расходомерам.ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИРасходомеры дают информацию о материалах, переносимых через трубопровод

или расходомерную трубку. Например, массовые расходомеры обеспечиваютиндикацию массы материала, переносимой через трубопровод. Аналогичным образом,плотномеры или денситометры обеспечивают индикацию плотности материала, потоккоторого проходит через трубопровод. Массовые расходомеры также могутобеспечивать индикацию плотности материала и, следовательно, индикациюобъемного расхода.

Например, массовые расходомеры типа Кориолиса основаны на эффектеКориолиса, в соответствии с которым материал, проходящий через трубопровод,становится массой, проходящей в радиальном направлении под действием силыКориолиса, и, следовательно, испытывает ускорение. Многие массовые расходомерытипа Кориолиса возбуждают силу Кориолиса посредством синусоидальных колебанийтрубопровода вокруг основной оси, перпендикулярной длине трубопровода. В такихмассовых расходомерах сила реакции Кориолиса, испытываемая массой проходящейтекучей среды, передается самому трубопроводу, проявляется как отклонение илисмещение трубопровода в направлении вектора силы Кориолиса в плоскостивращения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯВ соответствии с одним общим аспектом расходомер содержит поддающуюся

колебаниям расходомерную трубку, генератор колебаний, соединенный срасходомерной трубкой и поддающийся управлению для сообщения движениярасходомерной трубке, датчик, соединенный с расходомерной трубкой иподдающийся управлению для измерения движения расходомерной трубки игенерирования сигнала датчика, и контроллер, соединенный для приема сигналадатчика, причем контроллер поддается управлению для определения первого расходапервой фазы в двухфазном потоке через расходомерную трубку и определениявторого расхода второй фазы в двухфазном потоке.

Варианты осуществления могут содержать один или более следующих элементов.Например, первая фаза может включать в себя газ, а вторая фаза может включать всебя жидкость.

Контроллер может поддаваться управлению для ввода кажущейся плотностидвухфазного потока, определяемой расходомером, и вывода скорректированнойплотности двухфазного потока. Контроллер может поддаваться управлению длякоррекции кажущейся плотности на основе теоретической зависимости междукажущейся плотностью и скорректированной плотностью или на основеэмпирической зависимости между кажущейся плотностью и скорректированнойплотностью (например, на основе таблицы, хранящей зависимости между кажущейсяплотностью и скорректированной плотностью).

Контроллер может поддаваться управлению для ввода кажущегося удельногомассового расхода двухфазного потока, определяемого расходомером, и выводаскорректированного удельного массового расхода двухфазного потока. Контроллерможет поддаваться управлению для коррекции кажущегося удельного массовогорасхода на основе теоретической или эмпирической зависимости, например,табличной зависимости, между кажущимся удельным массовым расходом и

Ñòð.: 5

DE

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

скорректированным массовым расходом.Контроллер может поддаваться управлению для ввода кажущейся фракции первой

фазы двухфазного потока, определяемой расходомером, который определяетколичество первой фазы в двухфазном потоке, и вывода скорректированной фракциипервой фазы двухфазного потока. Котроллер может поддаваться управлению дляввода фракции первой фазы двухфазного потока, определяемой датчиком фракциифазы, который находится вне расходомера.

Контроллер может поддаваться управлению для определения первого расхода ивторого расхода на основе скорректированных значений определяемой плотности иопределяемого удельного массового расхода двухфазного потока. Контроллер можетподдаваться управлению для определения первого расхода и второго расхода наоснове скорректированного значения определяемой фракции первой фазы, котораяопределяет количество первой фазы в двухфазном потоке. Контроллер можетподдаваться управлению для определения первого расхода и второго расхода наоснове плотностей первой фазы и второй фазы, соответственно.

Контроллер может поддаваться управлению для определения первой приведеннойскорости первой фазы и второй приведенной скорости второй фазы на основе первогорасхода и второго расхода, соответственно. Контроллер может поддаватьсяуправлению для определения режима потока двухфазного потока на основе первойприведенной скорости и второй приведенной скорости. Контроллер можетподдаваться управлению для определения скорости проскальзывания между первойфазой и второй фазой на основе средней скорости первой фазы и средней скоростивторой фазы. Контроллер может поддаваться управлению для обеспечения коррекцийпервого расхода и второго расхода на основе первой и второй приведенныхскоростей, определенного режима потока или скорости проскальзывания дляполучения в соответствии с этим скорректированного первого расхода искорректированного второго расхода.

В соответствии с другим общим аспектом способ предусматривает определениеобъемной плотности двухфазного потока через расходомерную трубку, причемдвухфазный поток включает в себя первую фазу и вторую фазу, определениеобъемного удельного массового расхода двухфазного потока и определение первогоудельного массового расхода первой фазы на основе объемной плотности иобъемного удельного массового расхода.

Варианты осуществления могут предусматривать один или более следующихэлементов. Например, второй удельный массовый расход второй фазы может бытьопределен на основе объемной плотности и объемного удельного массового расхода.При определении объемной плотности может определяться кажущаяся объемнаяплотность двухфазного потока, и кажущаяся объемная плотность можеткорректироваться для получения объемной плотности.

При коррекции кажущейся объемной плотности кажущаяся объемная плотностьможет вводиться в теоретическую зависимость, которая соотносит кажущуюсяобъемную плотность со скорректированной объемной плотностью, или можетвводиться в эмпирическую зависимость, которая соотносит кажущуюся объемнуюплотность со скорректированной объемной плотностью.

При коррекции кажущейся объемной плотности может вводиться первая плотностьпервой фазы. Фракция первой фазы двухфазного потока может определяться наоснове объемной плотности, первой плотности первой фазы и второй плотностивторой фазы. При определении первого удельного массового расхода первой фазы

Ñòð.: 6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

первый удельный массовый расход может определяться на основе фракции первойфазы и первой плотности.

Первая приведенная скорость первой фазы и вторая приведенная скорость второйфазы может быть определена на основе первого удельного массового расхода ивторого удельного массового расхода, соответственно. Режим потока двухфазногопотока может быть определен на основе первой приведенной скорости и второйприведенной скорости. Скорость проскальзывания между первой фазой и второйфазой может определяться на основе средней скорости первой фазы и среднейскорости второй фазы. Для первого расхода и второго расхода могут бытьпредусмотрены коррекции на основе первой и второй приведенных скоростей,определенного режима потока или скорости проскальзывания.

Первая фаза может включать в себя газ, а вторая фаза может включать в себяжидкость.

В соответствии с другим общим аспектом контроллер расходомера содержитсистему коррекции плотности, поддающуюся управлению для ввода кажущейсяплотности двухфазного потока и вывода скорректированной плотности двухфазногопотока, причем двухфазный поток включает в себя первую фазу и вторую фазу,систему коррекции удельного массового расхода, поддающуюся управлению дляввода кажущегося удельного массового расхода двухфазного потока и выводаскорректированного удельного массового расхода двухфазного потока, и системуопределения удельного массового расхода компонентов потока, поддающуюсяуправлению для определения первого удельного массового расхода первой фазы наоснове скорректированной плотности и скорректированного удельного массовогорасхода.

Варианты осуществления могут предусматривать один или более из следующихэлементов. Например, система определения удельного массового расходакомпонентов потока может поддаваться управлению для определения второгоудельного массового расхода второй фазы на основе скорректированной плотности искорректированного массового расхода.

Первая фаза может включать в себя жидкость, а вторая фаза может включать всебя газ. Может быть предусмотрена система определения фракции фазы, причемуказанная система поддается управлению для определения скорректированнойфракции фазы двухфазного потока, при этом система определения удельногомассового расхода компонентов потока может поддаваться управлению дляопределения первого расхода и второго расхода на основе скорректированнойфракции фазы. Система определения фракции фазы может быть системой определенияобъемного паросодержания, которая определяет количество газа в двухфазномпотоке.

Может быть предусмотрена система определения приведенной скорости, котораяподдается управлению для определения первой приведенной скорости первой фазы ивторой приведенной скорости второй фазы. Контроллер расходомера может включатьв себя систему определения режима потока, поддающуюся управлению дляопределения режима потока двухфазного потока.

Система определения режима потока может дополнительно поддаватьсяуправлению для определения скорости проскальзывания фазы относительно среднейскорости первой фазы и средней скорости второй фазы. Система определенияудельного массового расхода компонентов потока может поддаваться управлениюдля улучшения определения первого удельного массового расхода и второго

Ñòð.: 7

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

удельного массового расхода не основе первой и второй приведенных скоростей,режима потока или скорости проскальзывания фазы.

Детали одного или более вариантов осуществления описываются ниже со ссылкойна сопроводительные чертежи. Другие элементы станут очевидными из описания,чертежей и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙФиг.1А - иллюстрация расходомера Кориолиса, в котором используется изогнутая

расходомерная трубка.Фиг.1В - иллюстрация расходомера Кориолиса, в котором используется

прямолинейная расходомерная трубка.Фиг.2 - блок-схема расходомера Кориолиса.Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая функционирование расходомера Кориолиса,

иллюстрируемого на фиг.2.Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая методологию определения расходов

жидкости и газа двухфазного потока.Фиг.5А и фиг.5В - графики, иллюстрирующие относительную погрешность в

измерении объемного паросодержания и жидкой фракции, соответственно.Фиг.6 - график, иллюстрирующий погрешность массового расхода как функции

перепада плотности для расходомерной трубки, имеющей конкретную ориентацию и ввыбранной области потока.

Фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая методологию корректировки измеренийплотности.

Фиг.8 - таблица, иллюстрирующая зависимость между перепадом теоретическойплотности и очевидным удельным массовым расходом двухфазного потока.

Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая методологию определения измеренийобъемного паросодержания.

Фиг.10 - блок-схема, иллюстрирующая методологию определенияскорректированных измерений удельного массового расхода.

Фиг.11 - таблица, иллюстрирующая зависимость между кажущимся удельныммассовым расходом и перепадом скорректированной плотности двухфазного потока.

Фиг.фиг.12-14 - графики, иллюстрирующие примеры коррекций плотности для рядарасходомерных трубок.

Фиг.15-20 - графики, иллюстрирующие примеры коррекций удельного массовогорасхода для ряда расходомерных трубок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕТипы расходомеров включают в себя цифровые расходомеры. Например, в патенте

США №6311136, включенном в эту заявку в качестве ссылки, описано использованиецифрового расходомера и соответствующего способа, предусматривающегообработку сигнала и методологии измерений. Такие цифровые расходомеры могутбыть очень точными в их измерениях, с небольшим или незначительным шумом, имогут быть способными давать возможность широкого диапазона положительных иотрицательных коэффициентов усиления в схемотехнике генератора колебаний длявозбуждения трубопровода. Таким образом, такие цифровые расходомеры являютсяпредпочтительными во множестве установочных параметров. Например, в обычнопереданном патенте США №6505519, который включен в эту заявку в качествессылки, описывается использование широкого диапазона коэффициента усиленияи/или использование отрицательного коэффициента усиления для предотвращениясрыва потока и для более точного осуществления управления расходомерной трубкой,

Ñòð.: 8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

даже в течение тяжелых условий, например, двухфазного потока (например, потока,содержащего смесь жидкости и газа).

Хотя цифровые расходомеры специально описываются ниже со ссылкой, например,на фиг.1 и фиг.2, должно быть очевидным, что также существуют аналоговыерасходомеры. Хотя такие аналоговые расходомеры могут иметь типичныенедостатки, характерные для аналоговой схемотехники, например, измерения низкойточности и высокого шума по сравнению с цифровыми расходомерами, они такжемогут быть совместимы с различными методологиями и вариантами осуществления,описываемыми в этой заявке. Таким образом, в следующем описании используемыйтермин "расходомер" или "измерительный прибор" относится к любому типуустройства и/или системе, в которой система расходомера Кориолиса используетразличные системы управления и соответствующие элементы для измерения массовогорасхода, плотности и/или других параметров материала (материалов), движущегосячерез расходомерную трубку или другой трубопровод.

На фиг.1А приведена иллюстрация цифрового расходомера, в которомиспользуется изогнутая расходомерная трубка 102. В частности, изогнутаярасходомерная трубка 102 может быть использована для измерения одной или болеефизических характеристик, например, движущейся текучей среды, как указано выше.Как показано на фиг.1А, цифровой передатчик 104 обменивается сигналами датчика игенератора колебаний с изогнутой расходомерной трубкой 102, так чтобы измерятьколебания изогнутой расходомерной трубки 102 и возбуждать колебания изогнутойрасходомерной трубки 102, соответственно. Благодаря быстрому и точномуопределению сигналов датчика и возбуждения, цифровой передатчик 104, как указановыше, обеспечит быстрое и точное функционирование изогнутой расходомернойтрубки 102. Примеры цифровых передатчиков 104, используемых с изогнутойрасходомерной трубкой, приведены, например, в обычно переданном патенте США№6311136.

На фиг.1В приведена иллюстрация цифрового расходомера, в котором используетсяпрямолинейная расходомерная трубка 106. Более конкретно, на фиг.1Виллюстрируется взаимодействие прямолинейной расходомерной трубки 106 сцифровым передатчиком 104. Такая прямолинейная расходомерная трубка наконцептуальном уровне функционирует аналогично изогнутой расходомернойтрубке 102 и имеет различные преимущества/недостатки по сравнению с изогнутойрасходомерной трубкой 102. Например, прямолинейная расходомерная трубка 106может проще (полностью) наполняться и опорожняться, чем изогнутаярасходомерная трубка 102, просто вследствие геометрии ее конструкции. Приэксплуатации изогнутая расходомерная трубка 102 может функционировать причастоте, например, 50-110 Гц, тогда как прямолинейная расходомерная трубка 106может функционировать при частоте, например, 300-1000 Гц. Изогнутаярасходомерная трубка 102 представляет расходомерные трубки, имеющие множестводиаметров, и может функционировать во множестве ориентации, например, ввертикальной или горизонтальной ориентации.

Как показано на фиг.2, цифровой массовый расходомер 200 содержит цифровойпередатчик 104, один или более датчиков 205 движения, один или болеегенераторов 210 колебаний, расходомерную трубку 215 (которая также может бытьуказана как трубопровод и которая может представлять либо изогнутуюрасходомерную трубку 102, либо прямолинейную расходомерную трубку 106, илинекоторый другой тип расходомерной трубки) и датчик температуры 220. Цифровой

Ñòð.: 9

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

передатчик 104 может быть реализован при использовании одного или болееустройств для обработки данных, например, при использовании цифровогопроцессора сигналов (DSP), программируемой пользователем вентильнойматрицы (FPGA), проблемно-ориентированной специализированной интегральноймикросхемы (ASIC), других программируемых логических или вентильных матриц,или программируемой логики с процессорным ядром. Должно быть очевидным, что,как описано в патенте США №6311136, для управления генераторами 210 колебаниймогут быть включены соответствующие цифроаналоговые преобразователи, тогдакак аналого-цифровые преобразователи могут быть предусмотрены дляпреобразования сигналов датчиков от датчиков 205 для использования цифровымпередатчиком 104.

Цифровой передатчик 104 генерирует измерение, например, плотности и/илимассового расхода материала, поток которого проходит через расходомернуютрубку 215, на основе, по меньшей мере, сигналов, принимаемых от датчиков 205движения. Цифровой передатчик 104 также управляет генераторами 210 колебанийдля возбуждения движения в расходомерной трубке 215. Это движение измеряетсядатчиками 205 движения.

Измерения плотности материала, поток которого проходит через расходомернуютрубку, относятся, например, к частоте движения расходомерной трубки 215, котораявозбуждается в расходомерной трубке 215 движущей силой, прикладываемойгенераторами 210 колебаний, или к температуре расходомерной трубки 215.Аналогичным образом, массовый расход через расходомерную трубку 215 относитсяк фазе и частоте движения расходомерной трубки, а также к температурерасходомерной трубки 215.

Температура в расходомерной трубке 215, которую измеряют при использованиидатчика 220 температуры, влияет на некоторые свойства расходомерной трубки,например, на ее жесткость и размеры. Цифровой передатчик 104 можеткомпенсировать эти температурные эффекты. Как также показано на фиг.2,датчик 225 давления находится во взаимодействии с передатчиком 104 и соединен срасходомерной трубкой 215 так, чтобы поддаваться управлению для измерениядавления в материале, поток которого проходит через расходомерную трубку 215.

Должно быть очевидным, что давление текучей среды, входящей в расходомернуютрубку 215, и перепад давления в соответствующих точках на расходомерной трубкемогут быть индикаторами определенных состояний потока. Также, хотя внешниедатчики температуры могут быть использованы для измерения температуры текучейсреды, такие датчики могут быть использованы помимо внутреннего датчикарасходомера, предназначенного для измерения характерной температуры, длякалибровок расходомерной трубки. В некоторых расходомерных трубкахиспользуется также множество датчиков температуры с целью корректирующихизмерений дифференциальной температуры между технологической текучей средой иокружающей средой (например, температура кожуха корпуса расходомерной трубки).Как описывается более подробно ниже, одним потенциальным использованиемизмерений температуры и давления текучей среды на входе является вычислениеистинных плотностей жидкости или газа в двухфазном потоке, основываясь напредварительно определенных формулах.

Зонд 230 жидкой фракции относится к прибору для измерения объемной фракциижидкости, например, воды, если жидкость в расходомерной трубке 215 содержит водуи другую текучую среду, например, нефть. Такой зонд или подобные зонды,

Ñòð.: 10

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

безусловно, могут быть использованы для измерения объемной фракции другойтекучей среды, чем вода, если такое измерение является предпочтительным или еслижидкость не содержит воды. В описании, приводимом ниже, измеряемая жидкость, вобщем, допускается быть водой для целей примера, так что зонд 230 жидкой фракции,в общем, называют зондом 230 водной фракции или зондом 230 обводнения.

Датчик 235 объемного паросодержания измеряет процент материала врасходомерной трубке 215, который находится в газообразном виде. Например, вода,проходящая через расходомерную трубку 215, может содержать воздух, возможно, ввиде пузырей. Такое состояние, в котором материал, проходящий черезрасходомерную трубку 215, содержит более одного материала, в общем, называют"двухфазным потоком". В частности, термин "двухфазный поток" может относиться кжидкости и газу; однако термин "двухфазный поток" может относиться также кдругим комбинациям материалов, например, к двум жидкостям (например, нефти иводе).

Различные технологии, представленные, в общем, на фиг.2 с помощью датчика 235объемного паросодержания, существуют для измерения объемного паросодержания вдвухфазном потоке жидкости и газа. Например, существуют различные датчики изонды, которые могут быть введены в поток для определения объемногопаросодержания. В качестве другого примера, трубка Вентури (то есть трубка ссуженной горловиной, которая определяет давления и скорости текучей среды путемизмерения перепадов давлений, генерируемых в горловине при прохождении текучейсреды через трубку), основываясь на том факте, что газ, в общем, движется с болеевысокой скоростью, чем жидкость (жидкости) через сужение, может бытьиспользована для определения градиента давления и в соответствии с этим дляобеспечения возможности определения объемного паросодержания. Измеренияобъемного паросодержания также могут быть получены при использованииаппаратуры, которая полностью находится вне расходомерной трубки. Например, дляопределения объемного паросодержания могут быть использованыгидроакустические измерения. В качестве характерного примера такойгидроакустической системы может быть использована система текущего контроляобъемного паросодержания типа SONARtrac TM, выпускаемая компанией GiDRACorporation of Wallingford, Connecticut.

В этом описании количество газа в проходящей текучей среде, измеряемое спомощью датчика объемного паросодержания или определяемого иначе, называетсяобъемным паросодержанием или α, и определяется как α = объем газа/общий объем =объем газа/(объем жидкости + объем газа). В соответствии с этим величину,называемую в этой заявке жидкой фракцией, определяют как 1-α.

Во многих случаях применения, где требуются измерения массового расхода,объемное паросодержание потока может составлять 20, 30, 40% или более. Однакодаже при очень небольших объемных паросодержаниях, составляющих 0,5%,фундаментальная теория вне пределов расходомера Кориолиса становится менееприменимой.

Кроме того, наличие газа в потоке текучей среды может повлиять на измерениеплотности потока текучей среды, в общем, занижая результаты измерения плотности.То есть, должно быть очевидным, что плотность ρl i q u i d жидкости, которая самапроходит через расходомерную трубку, будет выше истинной плотности ρt r u eдвухфазного потока, содержащего жидкость и газ, поскольку плотность газа(например, воздуха) будет, в общем, ниже плотности жидкости (например, воды) в

Ñòð.: 11

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

двухфазном потоке. Другими словами, имеет место уменьшение плотности привведении газа в поток жидкости, который ранее содержал только жидкость.

Вне этого физического явления, расходомер Кориолиса, измеряющий двухфазныйпоток текучей среды, содержащий газ, может выдавать данные ρa p p a r e n t плотности,которые являются мнимым измерением объемной плотности двухфазного потока(например, воды и воздуха). Это грубое измерение ρa p p a r e n t будет, в общем,отличаться (ниже) от истинной объемной плотности ρt r u e двухфазного потока.Например, резонансная частота, используемая расходомером, может статьискусственно выше вследствие относительного движения газа в потоке текучей среды,которое вызовет занижение измерения плотности. Должно быть очевидным, чтомногие стандартные расходомеры, соответствующие предшествующему уровнютехники, индифферентны к этой проблеме, поскольку большинство такихизмерительных устройств перестают продолжать работу (например, останавливаютсяили дают неточные измерения) при даже незначительных количествах объемногопаросодержания.

В патенте США №6505519, который включен в эту заявку в качестве ссылки,указано, что такое отклонение ρa p p a r e n t (то есть номинальные грубые данные илиданные объемной плотности двухфазного потока, выдаваемые расходомеромКориолиса) от ρt r u e (то есть истинной грубой или объемной плотности двухфазногопотока) может характеризоваться благодаря множеству технологий. Как результат,измеренная ρa p p a r e n t плотность может быть скорректирована для получения истиннойобъемной плотности ρc o r r e c t e d, которая, по меньшей мере, приблизительно равнаистинной плотности ρt r u e.

До некоторой степени подобным образом, номинальный грубый или объемныйудельный массовый расход MFa p p a r e n t (то есть, удельный массовый расход всегодвухфазного потока), измеренный с помощью расходомера Кориолиса, можетотличаться на прогнозируемую или характеризуемую величину от истинногообъемного удельного массового расхода MFt r u e. Должно быть очевидным, чтотехнологии коррекции для скорректированного объемного удельного массовогорасхода MFt r u e могут отличаться от технологий коррекции плотности. Например,различные технологии коррекции номинального MFa p p a r e n t для полученияистинного MFt r u e (или, по меньшей мере, MFc o r r e c t e d) описаны в патенте США№6505519.

Примеры подробных технологий коррекции ρa p p a r e n t и MFa p p a r e n t более подробноописаны ниже. Вообще говоря, хотя со ссылкой на фиг.2 цифровой передатчикиллюстрируется как содержащий систему 240 коррекции плотности, которая имеетдоступ к базе данных 245 коррекции массового расхода, и систему 250 коррекцииудельного массового расхода, которая имеет доступ к базе данных 255 массовогорасхода. Как более подробно описано ниже, базы данных 245 и 255 могут содержать,например, алгоритмы коррекции, которые получены теоретически или эмпирически,и/или таблицы коррекции, которые обеспечивают скорректированные значенияплотности и массового расхода для данного набора входных параметров. Базыданных 245 и 255 могут также хранить различные другие виды данных, которые могутоказаться полезными при выполнении коррекций плотности и массового расхода.Например, база данных коррекции плотности может хранить ряд плотностей pl i q u i d,соответствующих конкретным жидкостям (например, воде или нефти).

Как дополнительно показано на фиг.2, система 260 определения/коррекцииобъемного паросодержания поддается управлению для определения объемного

Ñòð.: 12

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

паросодержания двухфазного потока, включающего в себя жидкость и газ. Например,в одном варианте осуществления система 260 определения/коррекции объемногопаросодержания может определять истинное объемное паросодержание αt r u e изскорректированной плотности ρt r u e. В другом варианте осуществления система 260определения/коррекции объемного паросодержания может вводить измерениекажущегося или номинального объемного паросодержания, получаемого с помощьюдатчика 235 объемного паросодержания, и может скорректировать это измерение,основываясь на характеризации погрешности, аналогично тому, как это описановыше для технологий плотности и массового расхода. В другом вариантеосуществления датчик 235 объемного паросодержания может поддаватьсяуправлению для прямого измерения истинного объемного паросодержания αt r u e,причем в этом случае система 260 определения/коррекции объемного паросодержанияпросто вводит это измерение.

Как только факторы ρt r u e, MFt r u e и αt r u e определены и, возможно, в связи с другимиизвестными или определяемыми величинами, система 265 определения удельногомассового расхода компонентов потока работает для одновременного определенияудельного массового расхода компонента жидкой фазы и удельного массовогорасхода компонента газовой фазы. То есть, передатчик 104 поддается управлению дляопределения отдельных расходов MFl i q u i d и MFg a s компонентов потока, впротивоположность определению только объемного расхода комбинированного иобщего двухфазного потока MFt r u e. Хотя, как только что указано, такие измерениямогут быть определены и/или выданы одновременно, они также могут бытьопределены отдельно и независимо друг от друга.

Как только расходы MFl i q u i d и MFg a s компонентов были определены так, как, вобщем, описано выше, эти первоначальные определения могут быть улучшены,благодаря процессу, который учитывает приведенные скорости компонентов потока,скорости скольжения между компонентами и/или идентифицированный режим теченияпотока. В этом случае могут быть получены улучшенные значения расходов MFl i q u i dи MFg a s или могут быть получены со временем, по мере того как эти расходыизменяются.

Приведенные скорости указаны в этой заявке как скорости, которые были бы, еслибы подобные массовые расходы данной фазы проходили как одна фаза черезрасходомерную трубку 215. Система 270 определения/коррекции приведеннойскорости включена в передатчик 104, например, для определения кажущейся илискорректированной приведенной скорости газа или жидкости в двухфазном потоке.

Скорости скольжения относятся к состоянию, в котором фазы газа и жидкости вдвухфазном потоке имеют разные средние скорости. То есть, средняя скорость газаAVg a s отличается от средней скорости жидкости AVl i q u i d. В таком случаепроскальзывание S может быть определено как S=AVg a s/AVl i q u i d.

Режим потока является термином, который относится к характеризации образадействия, с помощью которого поток двух фаз проходит через расходомернуютрубку 215 относительно друг друга и/или расходомерной трубки 215, и может бытьвыражен, по меньшей мере, частично на основе только что определенныхприведенных скоростей. Например, один режим потока известен как "пузырьковыйрежим", в котором газ захватывается (увлекается) жидкостью в виде пузырьков. Вкачестве другого примера, "снарядный режим" относится к серии "пробок" или"снарядов" жидкости, отделенных относительно большими газовыми пакетами.Например, в вертикальном потоке газ в снарядном режиме может занимать почти всю

Ñòð.: 13

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

площадь поперечного сечения расходомерной трубки 215, так что результирующийпоток чередуется между композицией, содержащей большое количество жидкости, икомпозицией, содержащей большое количество газа. Известно существование другихрежимов потока, которые имеют некоторые определенные характеристики, включая,например, кольцевой режим (двухфазного) потока, дисперсный режим (двухфазного)потока и пенистый режим (двухфазного) потока и другие.

Известно, что на существование конкретного режима потока могут оказыватьвлияние различные факторы, включая, например, объемное парогазосодержание впотоке текучей среды, ориентацию расходомерной трубки 215 (например,горизонтальное или вертикальное), диаметр расходомерной трубки 215, материалы,входящие в состав двухфазного потока и скорости (и относительные скорости)материалов в двухфазном потоке. В зависимости от этих и других факторов потокконкретной текучей среды может переходить между несколькими режимами потока втечение данного периода времени.

Информация о проскальзывании фазы может быть получена, по меньшей мере,частично из знания режима потока. Например, в пузырьковом режиме потока,допуская равномерное распределение пузырьков, может иметься небольшоеотносительное движение между фазами. Там, где пузырьки скапливаются икомбинируются для образования менее равномерного распределения газовой фазы,между фазами может иметь место некоторое проскальзывание, причем газ склоненпросачиваться через жидкую фазу.

На фиг.2 показано, что имеется система 275 определения режима потока, котораяимеет доступ к базе данных 280 карт режимов потока. В этом случае информация осуществующем режиме потока, включая информацию о проскальзывании фаз, можетбыть получена, сохранена и доступна для использования при одновременномопределении удельных массовых расходов жидкости и газа в двухфазном потоке.

Должно быть очевидным, что различные компоненты цифрового передатчика 104,как иллюстрируется на фиг.2, находятся во взаимодействии друг с другом, хотя дляясности изображения детально не показаны каналы связи. Кроме того, должно бытьочевидным, что, хотя на фиг.2 не показаны стандартные компоненты цифровогопередатчика 104, но допускается их существование или доступность для цифровогопередатчика 104. Например, цифровой передатчик 104 будет, как правило, включать всебя системы измерения (объемной) плотности и удельного массового расхода, атакже схемотехнику для возбуждения генератора 210 колебаний.

На фиг.3 приведена блок-схема 300, иллюстрирующая функционированиерасходомера 200 Кориолиса, иллюстрируемого на фиг.2. В частности, на фиг.3иллюстрируется методика, с помощью которой расходомер 200, иллюстрируемый нафиг.2, поддается управлению для одновременного определения расходов MFl i q u i d иMFg a s жидкости и газа, соответственно, для двухфазного потока.

В соответствии с фиг.3 определяется, что двухфазный поток газ-жидкостьсуществует в расходомерной трубке 215 (302). Это может быть сделано оператором втечение конфигурации массового расходомера/денситометра для потока газ-жидкость.В качестве другого примера, это определение может быть сделано автоматическипутем использования элемента измерителя Кориолиса для определения того, чтосуществует состояние двухфазного потока газ-жидкость. В последнем случае, такаяметодика описана более подробно, например, в патенте США №631136 и в патентеСША №6505519, включенных в эту заявку в качестве ссылки.

Как только установлено существование двухфазного потока, определяют 304

Ñòð.: 14

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

скорректированную объемную плотность ρt r u e с помощью системы 240 коррекцииплотности при использовании базы данных 245 коррекции плотности передатчика 104.То есть, номинальную плотность ρa p p a r e n t корректируют для получения ρt r u e.Методика выполнения этой коррекции более подробно описана ниже.

Как только определена ρt r u e, может быть определено 306 истинное объемноепарогазосодержание αt r u e с помощью системы 260 определения/коррекции объемногопаросодержания. Также определяют 308 скорректированный объемный удельныймассовый расход MFt r u e с помощью системы 250 коррекции удельного массовогорасхода. Как и в случае с определением плотности, методология полученияскорректированного объемного паросодержания αt r u e и удельного массовогорасхода MFt r u e более подробно описывается ниже.

Из блок-схемы 300, приведенной на фиг.3, должно быть очевидно, что определенияαt r u e, MFt r u e, ρt r u e могут выполняться в ряде последовательностей. Например, в одномварианте осуществления скорректированное объемное паросодержание αt r u eопределяют на основе предварительно вычисленной скорректированной плотностиρt r u e, после чего определяют скорректированный удельный массовый расход MFt r u e,основываясь на αt r u e. В другом варианте осуществления αt r u e и ρt r u e могут бытьвычислены независимо друг от друга, и/или независимо друг от друга могут бытьвычислены ρt r u e и MFt r u e.

Как только стали известными скорректированная плотность ρt r u e,скорректированное объемное паросодержание αt r u e и скорректированный удельныймассовый расход MFt r u e, то определяют 310 удельные массовые расходы газового ижидкого компонентов с помощью системы 265 определения удельных массовыхрасходов компонентов потока. Методология определения расходов жидкого игазового компонентов описана более подробно ниже со ссылкой на фиг.4.

Будучи определенными, расходы жидкого и газового компонентов могут бытьвыведены или визуально отображены 312 для использования операторомрасходомера. В этом случае оператор обеспечивается, возможно, одновременно,информацией об удельном массовом расходе MFl i q u i d жидкости и удельном массовомрасходе MFg a s газа двухфазного потока.

В некоторых случаях это определение может быть достаточным 314, причем в этомслучае выход расходов жидкого/газового компонентов завершает технологическиймаршрут. Однако в других вариантах осуществления определение удельных массовыхрасходов отдельных компонентов может быть улучшено разложением на множителиинформации о приведенных скоростях газового/жидкого компонентов, режима(режимов) потока и проскальзывания фазы, если оно имеется между компонентами.

В частности, приведенные скорости газа и жидкости, SVg a s и SVl i q u i d определяютследующим образом. Приведенную скорость газа SVg a s определяют как

Где величина АТ представляет площадь поперечного сечения расходомернойтрубки 215, которая может быть определена в точке, где измеряют объемноепаросодержание потока. Аналогичным образом, приведенную скорость жидкостиSVl i g u i d определяют как

Как показано в уравнениях 1 и 2, определение приведенных скоростей в этомконтексте относится к более раннему определению MFg a s и MFl i q u i d. Извышеприведенного описания и из фиг.3 должно быть очевидным, что MFg a s и MFl i g u i d

Ñòð.: 15

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

представляют скорректированные или истинные удельные массовые расходы и

поскольку эти факторы вычислены на основе αt r u e, ρt r u e и MFt r u e. Как

результат, приведенные скорости SVg a s и SVl i q u i d представляют скорректированныезначения и Кроме того, значения плотности ρg a s и ρl i q u i d нужны, как

указано выше, для получения данных плотностей жидкости и газа, которые могутхраниться в базе данных 245 коррекции плотности. Как более подробно описано нижев отношении методологии вычисления скорректированной плотности ρt r u e, значенияплотности ρg a s и ρl i q u i d могут быть известны как функция существующих температурыили давления, определенных посредством соответствующих датчика 220 температурыи датчика 225 давления.

При использовании приведенных скоростей и других известных или расчетныхфакторов, некоторые из которых могут храниться в базе данных 280 карт режимовпотока, посредством системы 275 определения/коррекции режима потока могут бытьопределены 318 соответствующие режим потока и/или проскальзывание фазы. Кактолько становятся известными приведенные скорости, режим потока ипроскальзывание фазы, могут быть сделаны дополнительные коррекциискорректированной объемной плотности ρt r u e, скорректированного удельногомассового расхода MFt r u e и/или скорректированного объемного паросодержанияαt r u e. В этом случае, как иллюстрируется на фиг.3, могут быть определены расходыMFg a s и MFl i q u i d компонентов.

Режим (режимы) потока в двухфазном потоке жидкость-газ может быть описанконтурами на графике, на котором приведены приведенные скорости жидкости взависимости от приведенных скоростей газа. Как было только что описано,улучшение в определении ρt r u e, αt r u e и MFt r u e может быть получено путемустановления сначала приблизительного значения расходов жидкости и газа, а затемприменения более подробной модели для идентифицированного режима потока.Например, при относительно низком объемном паросодержании и относительновысоком потоке существует режим потока, в котором аэрированная текучая средаведет себя как гомогенная текучая среда с небольшими погрешностями или безпогрешностей в плотности и массовом расходе. Он может быть определен какгомогенный поток, не требующий коррекции, просто при использовании наблюденияусиления возбуждения, которое увеличивается немного или не увеличивается,несмотря на значительный перепад измеряемой плотности.

На фиг.4 приведена блок-схема 400, иллюстрирующая методологию определениярасходов MFg a s и MFl i q u i d газа и жидкости, соответственно, для двухфазного потока.То есть, блок-схема 400, в общем, представляет один пример методологии определениямассовых расходов 310 жидкости и газа, как описано выше со ссылкой на фиг.3.

В соответствии с фиг.4, определение расходов 310 жидкости и газа начинается сввода факторов скорректированной плотности, объемного паросодержания иудельного массового расхода ρt r u e, αt r u e и MFt r u e (402). В первом случае, 404, расходыжидкости и газа определяют 406 при использовании уравнений 3 и 4:

Уравнения 3 и 4 допускают, что отсутствует скорость проскальзывания (то есть,проскальзывание фазы) между жидкой и газовой фазами (то есть, средняя скоростьгазовой фазы, AVg a s, и средняя скорость жидкой фазы AVl i q u i d, равны). Это

Ñòð.: 16

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

допущение совместимо с тем фактом, что в первом случае приведенные скорости ирежимы потока (и, следовательно, проскальзывание фазы) не определялись.

Во втором случае и, следовательно, 404, определение делают, возможно, спомощью системы 275 определения/коррекции режима потока в отношении того,существует ли 408 проскальзывание фазы. Если проскальзывания нет, то снова 406используют уравнения 3 и 4 или завершают процесс.

Если проскальзывание фазы существует 408, определенное выше как S=AVg a s/AVl i q u i d, то вычисляют члены MFg a s и MFl i q u i d при использовании площади ATпоперечного сечения расходомерной трубки 215, которая также используется привычислении приведенных скоростей в уравнениях 1 и 2 в позиции 410. Прииспользовании определения проскальзывания определяют

Поскольку MFt r u e=MFg a s+MFl i q u i d, уравнения 5 и 6 могут быть решены для AVl i q u i dдля получения уравнения 7

Как результат, расходы жидкости и газа определяют 406 при использованииуравнений 8 и 9

Как описано выше, газ, захваченный жидкостью, образует двухфазный поток.Измерения такого двухфазного потока с помощью расходомера Кориолиса приводятв результате к получению номинальных параметров ρa p p a r e n t, αa p p a r e n t, MFa p p a r e n t дляопределения плотности, объемного паросодержания и удельного массового расхода,соответственно, двухфазного потока. Вследствие природы двухфазного потока вотношении функционирования расходомера Кориолиса, эти номинальные параметрыявляются некорректными благодаря прогнозируемому фактору. Как результат,номинальные параметры могут быть скорректированы для получения истинныхпараметров ρt r u e, αt r u e, MFt r u e. В свою очередь, истинные скорректированныезначения могут быть использованы для одновременного определения отдельныхрасходов двух компонентов (жидкости и газа).

На фиг.5А и фиг.5В приведены графики, иллюстрирующие относительнуюпогрешность в измерении объемного паросодержания и жидкой фракции,соответственно. На фиг.5А относительной погрешностью является относительнаяпогрешность плотности, которая является зависимой от различных конструктивных ифункциональных параметров, и, в общем, относится к отклонению кажущейся(номинальной) плотности от истинной комбинированной плотности, которая была быожидаемым данным процентом (%) газа в жидкости.

На фиг.5В иллюстрируется зависимость истинной жидкой фракции от номинальнойжидкой фракции. На фиг.5В приведены результаты для соответствующей конструкциирасходомера, нескольких линейных размеров и расходов. В более общем случаефункциональная зависимость может быть более сложной и зависимой от линейногоразмера и расхода. На фиг.5В показана простая полиномиальная подгонка, котораяможет быть использована для коррекции кажущейся жидкой фракции.

Может быть использована другая графическая методология; например, истинноеобъемное паросодержание может быть нанесено против номинального объемногопаросодержания. Например, на фиг.6 приведен график, иллюстрирующий

Ñòð.: 17

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

погрешность массового расхода в функции от перепада плотности для расходомернойтрубки, имеющей особую ориентацию и в выбранном диапазоне потока.

На Фиг.7 приведена блок-схема 700, иллюстрирующая методологию коррекцииизмерений плотности (304 на фиг.3). На фиг.7 процесс начинается с ввода 702используемого типа расходомерной трубки 215, который может включать в себя,например, информацию того, является ли расходомерная трубка 215 изогнутой илипрямолинейной, а также другие уместные факты, например, размер или ориентациюрасходомерной трубки 215.

Затем определяют 704 плотность жидкости без газа. Эта величина может оказатьсяполезной в следующем вычислении (вычислениях), а также гарантировать то, чтодругие факторы, которые могут повлиять на измерение плотности ρa p p a r e n t, например,температура, не ошибочно истолкованы как эффекты объемного паросодержания. Водном варианте осуществления пользователь может непосредственно ввестиплотность жидкости ρl i q u i d вместе с температурной зависимостью плотности. Вдругом варианте осуществления известные текучие среды (и их температурныезависимости) могут храниться в базе данных 245 коррекции плотности, причем в этомслучае пользователь может ввести текучую среду по имени. В еще одном вариантеосуществления расходомер 200 может определять плотность жидкости в течениевремени одной фазы, потока жидкости, и хранить это значение для будущегоиспользования.

Номинальный удельный массовый расход MFa p p a r e n t считывается 706 израсходомера Кориолиса, а затем из расходомера Кориолиса считывается 708номинальная плотность ρa p p a r e n t. После этого, система 240 коррекции плотностиосуществляет либо теоретическую, алгоритмическую коррекцию 710, либоэмпирическую, табличную коррекцию 712 для определения истинной плотности ρt r u eсмеси газ-жидкость. Величина ρt r u e может быть затем выведена какскорректированная плотность 714.

Алгоритмическая коррекция 710 плотности может быть определена, основываясьна знании того, что нормальное функционирование расходомера Кориолиса неповлияет на двухфазный поток при измерении плотности, а номинальная плотностьупадет на величину, полученную из уравнения, описывающего объемноепаросодержание, как описано выше для объемного потока и повторяется в данномслучае для плотности в виде уравнения 10

Это может быть использовано для определения величины "перепада плотности" илиΔρ, как показано в уравнении 11

Следует отметить, что в уравнении 11 величина Δρ показана как положительная,однако эта величина может быть показана как отрицательный перепад простымумножением правой стороны уравнения на - 1, давая в результате уравнение 12

величина ρg a s может быть небольшой по сравнению с ρl i q u i d, причем в этом случаеуравнение 12 может быть упрощено до уравнения 13

Как подробно описано выше, измерения плотности, сделанные с помощьюрасходомера Кориолиса или другого вибрационного денситометра, в общем, дают

Ñòð.: 18

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

заниженные данные и требуют коррекции. В соответствии с этим в соответствии сдвухфазным потоком уравнения 12 или 13 могут, следовательно, быть использованыдля определения следующих двух величин: перепада скорректированной или истиннойплотности Δρt r u e и перепада номинальной или кажущейся плотности Δρа р р.Использование уравнения 13 в качестве одного примера приводит в результате кполучению уравнений 14 и 15

Может быть получена или эмпирически определена зависимость между Δρt r u e иΔρа р р и кажущимся удельным массовым расходом MPa p p a r e n t, а также другимипараметрами, например, усилением возбуждения, сенсорным балансом, температурой,режимом фазы и так далее. Эта зависимость может быть выражена как Δρt r u e=f(MFa p p a r e n t, усиление возбуждения, сенсорный баланс, температура, режим фазыи/или другие факторы).

Как результат, эта зависимость может быть получена или, по меньшей мере,доказана для каждой расходомерной трубки в каждой настройке. Для расходомернойтрубки одной модели, известной и указанной ниже как расходомерная трубкамодели Foxboro/Invensys CFS10, было эмпирически определено, что для некоторыхусловий вышеуказанная функциональная зависимость может быть упрощена толькодо функции Δρa p p a r e n t и имеет вид, соответствующий уравнению 16

Для побуждения условия для обеих сторон уравнения 16 к нулю, когда нет перепадакажущей плотности, зависимость в результате выражается уравнением 17

М, в общем, зависит от сложности эмпирической зависимости, но во многихслучаях может быть равно 2 или 3.

Как только перепад истинной плотности определен, возвращаясь назад кприведенным выше уравнениям, непосредственно получаем истинную плотностьсмеси ρt r u e, а также истинную жидкую фракцию и объемное парогазосодержание(последнее более подробно описано со ссылкой на фиг.9).

Табличная коррекция плотности 712 может быть использована, когда, например,функциональная зависимость слишком сложна или неудобна для реализации. В такихслучаях знание величин ρa p p a r e n t и ΔMFa p p a r e n t могут быть использованы дляопределения Δρt r u e путем использования таблицы, имеющей вид таблицы 800,иллюстрируемой на фиг.8.

Таблица 800 может быть, например, таблицей табличного поиска, которая можетхраниться, например, в базе данных 245 или в другом запоминающем устройстве дляиспользования в разных случаях применения таблицы. Помимо всего прочего,таблица может быть заполнена в течение установки в исходное положение дляхранения в базе данных 245 для индивидуального применения таблицы.

Должно быть очевидным, что алгоритмический и/или табличный виды могут бытьрасширены для включения множества размеров, например, усиления, температуры,баланса или режима потока. Алгоритмическая или табличная коррекция также можетбыть расширена для включения других методологий подгонки поверхностей,например, нейронную сеть, радикальные базовые функции, анализ импульса или

Ñòð.: 19

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

принципиальный факторный анализ.Как результат, должно быть очевидно, что такие расширения могут быть

реализованы в контексте фиг.3 в течение осуществления способа, описываемого выше.Тогда во втором случае, когда идентифицирован режим потока, плотность можетбыть дополнительно скорректирована при использовании информации о режимепотока.

На фиг.9 приведена блок-схема 900, иллюстрирующая методологию определенияизмерений (306 на фиг.3) объемного паросодержания. Как показано на фиг.9, процессначинается с ввода 902 с помощью системы 240 определения объемногопаросодержания предварительно определенных плотности жидкости ρl i q u i d иобъемной (скорректированной) плотности ρt r u e.

Затем определяют 904 плотность ρg a s газа. Как и в определении плотности ρl i q u i dжидкости, имеется несколько методологий определения ρg a s. Например, ρg a s можнопросто принять равной плотности воздуха, в общем, при известном давлении, или онаможет быть фактически известной плотностью конкретного газа. В качестве другогопримера эта известная плотность ρg a s может быть одной из вышеуказанныхфакторов (то есть, плотностью воздуха или специального газа) при фактическом илирасчетном давлении, определенном датчиком 225 давления, и/или при фактической илирасчетной температуре, определенной датчиком 220 температуры. Температура идавление могут определяться в течение текущего контроля при использованиивнешней аппаратуры, как показано на фиг.2, включающей в себя датчик 220температуры и датчик 225 давления.

Кроме того, может быть известно, что газ имеет специальные характеристики поотношению к факторам, включающим в себя давление, температуру или способностьк сжатию. Эти характеристики могут быть введены вместе с идентификацией газа ииспользоваться при определении текущей плотности ρg a s газа. Как и в случаеинформации о жидкостях, в запоминающем устройстве может храниться информацияо множестве газов, возможно, вместе с только что описанными характеристиками, такчто пользователь может получить доступ к характеристикам плотности конкретногогаза простым выбором газа по имени из перечня.

Как только стали известными факторы ρl i q u i d, ρg a s и ρt r u e, то должно бытьочевидным, что из уравнения 10 может быть просто определено 906 объемноепаросодержание αt r u e. В таком случае при необходимости может быть простоопределена 908 жидкая фракция вычислением 1-αt r u e.

Хотя выше описаны методологии определения объемного паросодержания αt r u e наоснове плотности, должно быть очевидно, что объемное паросодержание может бытьопределено с помощью других методологий. Например, номинальное объемноепаросодержание αa p p a r e n t может быть непосредственно определено посредствомрасходомера Кориолиса, возможно, в связи с другими системами определенияобъемного паросодержания (представленными на фиг.2 датчиком 235 объемногопаросодержания), и скорректировано на основе эмпирических или выведенныхуравнений для получения αt r u e. В других вариантах осуществления такие внешниесистемы определения объемного паросодержания могут быть использованы дляобеспечения непосредственного измерения αt r u e.

На фиг.10 приведена блок-схема 1000, иллюстрирующая методологии определенияизмерений (308 на фиг.3) скорректированного удельного массового расхода. Какпоказано на фиг.10, система 250 коррекции удельного массового расхода сначалавводит 1002 предварительно вычисленный перепад скорректированной плотности

Ñòð.: 20

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

Δρt r u e, а затем вводит 1004 измеренный кажущийся удельный массовый расходMFa p p a r e n t.

Система 250 коррекции удельного массового расхода применяет либотабличную 1006, либо алгоритмическую 1008 коррекцию для определения истинногоудельного массового расхода MFt r u e смеси газ-жидкость. Величина MFt r u e может бытьзатем выведена 1010 как скорректированный удельный массовый расход.

При применении табличной 1006 коррекции удельного массового расхода можетбыть использовано знание величин Δρt r u e и ΔMFa p p a r e n t для определения MFt r u e,благодаря использованию таблицы, имеющей вид таблицы 1100, приведенной нафиг.11.

Таблица 1100, также как и таблица 800, может быть, например, таблицейтабличного поиска, которая может храниться, например, в базе данных 245 или вдругом запоминающем устройстве для использования в разных случаях применениятаблицы. Помимо всего прочего, таблица может быть заполнена в течение установкив исходное положение для хранения в базе данных 255 для индивидуальногоприменения таблицы.

Нормализованные значения MFn o r m _ a p p и MFn o r m _ t r u e могут быть использованывместо истинных значений, описанных выше, чтобы быть использованными срасходомерной трубкой более чем одного размера. Вводы также могут быть наоснове коррекции, где коррекция определяется уравнением 18

Понятно, что значения в уравнении 18 представляют истинные илинормализованные значения.

В алгоритмическом методе, также как в алгоритмической коррекции плотности,коррекция массового расхода может быть реализована с помощью теоретической илиэмпирической функциональной зависимости, которая, как, в общем, очевидно, должнабыть в виде ΔMF=f(ΔMFa p p a r e n t, объемное паросодержание, усиление возбуждения,баланса датчиков, температуры, режима фазы и/или других факторов).

Для некоторых случаев эта функция может быть просто полиномиальной,например, как показано в уравнении 19

Для некоторого набора условий функциональная связь может бытьполиномиальной и экспоненциальной комбинацией, как показано в уравнении 20

В уравнении 20, d=Δρt r u e, a m=f(MFa p p a r e n t)В одном примере, m в уравнении 20 может быть заменено кажущейся приведенной

скоростью жидкости SVl i q u i d, которая дается, как описано выше, уравнением 2 какSVl i q u i d=MFl i q u i d/(ρl i q u i d*AT).

В этом случае ρl i q u i d и поперечное сечение AT расходомерной трубки являютсяизвестными или вводимыми параметрами и могут быть в реальном масштабе временискорректированы для температуры при использовании, например, встроенногоустройства 220, предназначенного для измерения температуры, цифровогоконтроллера/передатчика 104.

Должно быть очевидным, что также как и в случае коррекций плотности,описанных выше, алгоритмические и/или табличные виды коррекции могут бытьрасширены для включения множества размеров, например, усиления, температуры,

Ñòð.: 21

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

баланса или режима потока. Алгоритмическая или табличная коррекция также можетбыть расширена для включения других методологий подгонки поверхностей,например, нейронную сеть, радикальные базовые функции, анализ импульса илипринципиальный факторный анализ.

Как результат, должно быть очевидно, что такие расширения могут бытьреализованы в контексте фиг.3 в течение осуществления способа, описанного выше.Например, в первом случае удельный массовый расход может быть определен, какописано выше. Тогда во втором случае, когда идентифицирован режим потока,удельный массовый расход может быть дополнительно скорректирован прииспользовании информации о режиме потока.

Все вышеуказанные функциональные зависимости удельного массового расходамогут быть сформулированы по-другому при использовании газовой фракции α илижидкой фракции (1-α) вместо перепада плотности, как отражается в таблице 1100,иллюстрируемой на фиг.11. Хотя вышеописанные способы являются зависимыми отзнания перепада скорректированной плотности Δρt r u e, должно быть очевидным, чтокоррекции номинального удельного массового расхода могут быть использованыдругие методологии. Например, различные методологии коррекции измеренийудельного массового расхода двухфазного потока описаны в патенте США №6505519,

описание которого включено в эту заявки в качестве ссылки.После описания коррекций плотности, объемного паросодержания и удельного

массового расхода в общем виде для цели, например, одновременного вычисленияотдельных расходов компонентов (фаз) в двухфазном потоке, ниже приведеноописание и соответствующие иллюстрации характерных вариантов осуществленияэтих методологий.

На фиг.12-14 приведены графики, иллюстрирующие примеры коррекций плотностидля ряда расходомерных трубок. В частности, эти примеры основаны на данных,полученных из трех вертикальных расходомерных трубок для измерения расходаводы, причем расходомерные трубки имеют диаметр 1/2 дюйма (12,7 мм), 3/4 дюйма (19мм) и 1 дюйм (25,4 мм).

Более конкретно, данные для расходомерной трубки диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм)были получены при расходе 0,15 кг/сек и 0,30 кг/сек, данные для расходомернойтрубки диаметром 3/4 дюйма (19 мм) были получены при расходе 0,5 кг/сек и 1,0кг/сек, а данные для расходомерной трубки диаметром 1,0 дюйма (25,4 мм) былиполучены при расходе 0,5 кг/сек, 0,9 кг/сек и 1,2 кг/сек. На фиг.12 иллюстрируетсяпогрешность ed кажущейся плотности смеси жидкость-газ (двухфазного потока) взависимости от истинного перепада плотности смеси жидкость-газ Δρt r u e

где, как и выше, ρl i q u i d - плотность жидкости без газа, ρt r u e - плотность смесижидкость-газ, a ρa p p a r e n t - кажущаяся или номинальная плотность смеси жидкость-газ.

Как показано на фиг.12, коррекцию выполняли на основе кажущегося перепадаплотности смеси ρa p p a r e n t в соответствии с уравнением 23

Как показано на фиг.12, при подгонке данных, кажущийся и истинный перепад

Ñòð.: 22

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

плотности смеси нормализовался до значений между 0 и 1 путем деления их на 100, гдеэта нормализация предназначена для гарантии цифровой стабильности алгоритмаоптимизации. Другими словами, нормализованный кажущийся и истинный перепадплотности смеси является кажущимся и истинным перепадом плотности смеси,определяемым как отношение, а не процент плотности жидкости ρl i q u i d, как показанов уравнении 24

Формулу модели, основанную на уравнении 17, обеспечивает уравнение 25

В этом случае коэффициентами являются a1=-0,51097664273685, а2=1,26939674868129,а а3=0,24072693119420. На фиг.13А и фиг.13В иллюстрируется модель с

показанными экспериментальными данными и остаточными погрешностями. Нафиг.14А и фиг.14В дается подобная информация, но с каждым расходом, нанесеннымотдельно.

Подводя итог, перепад в коррекции плотности осуществляется в передатчике 104путем вычисления перепада кажущейся плотности Δρa p p a r e n t при использованиизначения кажущейся плотности ρa p p a r e n t и плотности жидкости ρl i q u i d. Значениекажущегося перепада плотности нормализуют для получения

, так что, как указано выше, перепад плотности вычисляют

как отношение, а не как процент. Модель (модели) коррекции плотности может бытьзатем применена для получения нормализованного скорректированного перепадаплотности смеси . В конечном счете, это значение не нормализуют для

получения скорректированного перепада плотности .

Конечное вычисление, безусловно, не является обязательным, еслискорректированный перепад плотности смеси Δρt r u e определен как отношение, а некак процент.

На фиг.15-20 приведены графики, иллюстрирующие примеры коррекций удельногомассового расхода для ряда расходомерных трубок. В частности, эти примерыоснованы на данных, полученных из трех вертикальных расходомерных трубок дляизмерения расхода воды, причем расходомерные трубки имели диаметр 1/2дюйма (12,7 мм), 3/4 дюйма (19 мм) и 1 дюйм (25,4 мм). Более конкретно, данные длярасходомерной трубки диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм) были получены прирасходе 0,15 кг/сек и 0,30 кг/сек, данные для расходомерной трубки диаметром 3/4дюйма (19 мм) были получены при расходе 0,5 кг/сек и 1,0 кг/сек, а данные длярасходомерной трубки диаметром 1,0 дюйм (25,4 мм) были получены при расходе 0,5кг/сек, 0,9 кг/сек и 1,2 кг/сек; расходомерные трубки диаметром 1 дюйм (25,4 мм)использовали для измерения 18 расходов в диапазоне расходов 0,30-3,0 кг/сек примаксимальном перепаде плотности, составляющем приблизительно 30%.

На фиг.15А и фиг.15В иллюстрируются погрешности кажущегося массовогорасхода для данных, используемых для подгонки модели в зависимости отскорректированного перепада плотности смеси Δρt r u e и нормализованной истиннойприведенной скорости жидкости; то есть кривые погрешности кажущегося массовогорасхода на трубку вместе с графиком рассеяния погрешности кажущегося массовогорасхода в зависимости от скорректированного перепада плотности Δρt r u e и

Ñòð.: 23

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

нормализованной истинной приведенной скорости жидкости νt n, как показано вуравнении 26

где mt - истинный массовый расход жидкости, то есть значение массового расхода,измеренного независимо, Δρl i q u i d - плотность жидкости, AT - площадь поперечногосечения расходомерной трубки, a νm a x - максимальное значение приведенной скоростижидкости (в этом случае принимаемое равным 12), так что νt n дает отношениеистинной приведенной скорости жидкости из всего диапазона расходомернойтрубки 215. В этих примерах перепад плотности жидкости и приведенную скоростьжидкости нормализуют между 0 и 1 до подгонки модели с целью гарантированияцифровой стабильности для алгоритма оптимизации модели.

На фиг.16 иллюстрируются погрешности кажущегося массового расхода взависимости от скорректированного перепада плотности смеси и нормализованнойкажущейся приведенной скорости жидкости с границами безопасности для режимакоррекции. То есть, на фиг.16 дается график рассеяния ошибок кажущегося массовогорасхода в зависимости от скорректированного перепада плотности, и в это времянормализованная кажущаяся приведенная скорость текучей среды

, где m - кажущийся массовый расход жидкости (то есть

измеряемый передатчиком 104). На график наложены границы, ограничивающие зонубезопасности модели, то есть зону, для которой ожидается, что модель даст точность,подобную точности данных подгонки. При использовании этой номенклатурыпогрешность е кажущегося массового расхода дается уравнением

Формула модели для этой ситуации показана в виде уравнения 27

где

где в уравнениях 27 и 28, ddc n - нормализованный скорректированный перепадплотности смеси, a νn - нормализованная кажущаяся приведенная скорость жидкости.

В этом случае коэффициенты равны: a1=-4,7899878570465, a2=4,20395000016874, а3=-5,93683498873342, a4=12,03484566235777, a5=-7,70049487145104, а6=0,69537907794202,а7=-0,52153213037389, а8=0,36423791515369 и а9=-0,16674339233364.

На фиг.17 иллюстрируется график рассеяния остаточных погрешностей моделивместе с формулой и коэффициентами модели, то есть, показаны остаточныепогрешности модели в зависимости от скорректированного перепада плотности смесии нормализованной истинной скорости текучей среды. На фиг.18A-18D и фиг.19A-19Dприведены остаточные погрешности модели для всего набора данных, используемогодля подгонки и одних истинных данных, соответственно. Наконец, на фиг.20А ифиг.20В иллюстрируется интерполяция и экстраполяция поверхности модели вне зоныбезопасной подгонки. Из фиг.16, 20А и 20В должны быть очевидны кажущийсямассовый расход (приведенная скорость жидкости) и перепад в пределах плотностидля этой модели.

Подводя итог, в этом примере коррекция массового расхода в передатчике 104

Ñòð.: 24

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

осуществляется путем вычисления кажущегося перепада плотности, причем при этойкоррекции используется способ (способы), описанный выше, и нормализацииполучаемого в результате значения путем деления на 100 (или использованияполученного нормализованного скорректированного перепада плотности из моделиплотности). После этого вычисляют нормализованную приведенную скорость текучейсреды, νn, и эту модель применяют для получения оценки погрешности enнормализованного массового расхода, где это значение дает погрешностькажущегося массового расхода, как отношение истинного массового расхода.Полученное значение может быть сделано ненормализованным благодаряумножению его на 100, чтобы в соответствии с этим получить погрешность массовогорасхода как процент истинного массового расхода. Наконец, кажущийся массовыйрасход может быть скорректирован с помощью погрешности ненормализованногомассового расхода

.

Как очевидно, вышеприведенное описание имеет широкий диапазон примененийдля увеличения точности измерения и коррекции расходомера Кориолиса в условияхдвухфазного потока. В частности, методологии, описанные выше, особенно полезны втех случаях измерений, в которых массовый расход жидкой фазы и массовый расходгазовой фазы должны быть измерены и/или скорректированы до высокого уровняточности. Одним примером применения является измерение массового потока жидкойфазы и измерение газовой фазы в условиях добычи нефти и газа.

Вышеприведенное описание предусмотрено в контексте цифрового расходомера,иллюстрируемого на фиг.2. Однако должно быть очевидным, что может бытьиспользован любой вибрационный или колебательный денситометр или расходомер,аналоговый или цифровой, который способен измерять многофазный поток,содержащий определенную долю газовой фазы. То есть, некоторые расходомерыспособны только измерять технологические текучие среды, содержащие газовую фазу,если эта газовая фаза ограничена небольшим процентным содержанием от всейтехнологической текучей среды, например, менее 5%. Другие расходомеры, например,цифровой расходомер (расходомеры), указанный выше, способен функционироватьдаже, если объемное парогазосодержание достигает 40% или более.

Многие из вышеприведенных уравнений и вычислений описаны на основеплотности, удельного массового расхода и/или объемного паросодержания. Однакодолжно быть очевидным, подобные или похожие результаты могут быть полученыпри использовании разновидностей этих параметров. Например, вместо массовогорасхода может быть использован объемный расход. Помимо всего прочего, вместообъемного паросодержания может быть использована жидкая фракция.

Было описано несколько вариантов осуществления. Тем не менее, должно бытьочевидно, что могут быть сделаны различные модификации. В соответствии с этимдругие варианты осуществления находятся в пределах объема нижеследующейформулы изобретения.

Формула изобретения1. Расходомер, содержащийрасходомерную трубку,генератор колебаний, соединенный с расходомерной трубкой и выполненный с

возможностью сообщения колебаний расходомерной трубке при протекании по ней

Ñòð.: 25

CL

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

двухфазного потока,датчик, соединенный с расходомерной трубкой и выполненный с возможностью

измерения движения расходомерной трубки и генерирования сигнала датчика, иконтроллер, соединенный с датчиком и генератором колебаний, причем контроллер

выполнен с возможностью управлениядля ввода кажущейся плотности двухфазного потока, определяемой расходомером,

и вывода скорректированной плотности двухфазного потока,для ввода кажущегося массового расхода двухфазного потока, определяемого

расходомером, и вывода скорректированного массового расхода двухфазного потока,для ввода кажущейся фракции первой фазы двухфазного потока, определяемой

расходомером, которая характеризует количество первой фазы в двухфазном потоке,и вывода скорректированной фракции первой фазы в двухфазном потоке,

и для определения массового расхода первой фазы в двухфазном потоке черезрасходомерную трубку и определения массового расхода второй фазы в двухфазномпотоке, а также

для определения приведенной скорости первой фазы и приведенной скоростивторой фазы на основе массового расхода первой фазы и массового расхода второйфазы, соответственно,

для определения скорости скольжения первой фазы относительно второй фазы наоснове средней скорости первой фазы и средней скорости второй фазы.

2. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля коррекции кажущейся плотности на основе теоретической зависимости междукажущейся плотностью и скорректированной плотностью.

3. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля коррекции кажущейся плотности на основе эмпирической зависимости междукажущейся плотностью и скорректированной плотностью.

4. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля коррекции кажущейся плотности на основе таблицы, хранящей зависимости междукажущейся плотностью и скорректированной плотностью.

5. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля коррекции кажущегося массового расхода на основе теоретический зависимостимежду кажущимся массовым расходом и скорректированным массовым расходом.

6. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля коррекции кажущегося массового расхода на основе эмпирической зависимостимежду кажущимся массовым расходом и скорректированным массовым расходом.

7. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля ввода фракции первой фазы двухфазного потока, определяемой датчикомфракции фазы, который находится вне расходомера.

8. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля определения расхода первой фазы и расхода второй фазы на основескорректированных значений определяемой плотности и определяемого массовогорасхода двухфазного потока.

9. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управлениядля определения расхода первой фазы и расхода второй фазы на основескорректированного значения определяемой фракции первой фазы, котораяхарактеризует количество первой фазы в двухфазном потоке.

10. Расходомер по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностьюуправления для определения расхода первой фазы и расхода второй фазы на основе

Ñòð.: 26

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

плотностей первой фазы и второй фазы, соответственно.11. Расходомер по п.10, в котором контроллер выполнен с возможностью

управления для определения режима потока двухфазного потока на основеприведенной скорости первой фазы и приведенной скорости второй фазы.

12. Расходомер по п.11, в котором контроллер выполнен с возможностьюуправления для обеспечения коррекций расхода первой фазы и расхода второй фазына основе приведенных скоростей, определенного режима потока или скоростискольжения для получения в соответствии с этим скорректированного расхода первойфазы и скорректированного расхода второй фазы.

13. Расходомер по любому из пп.1-12, в котором первая фаза включает в себя газ, авторая фаза включает в себя жидкость.

14. Способ измерения расхода двухфазного потока, включающийопределение объемной плотности двухфазного потока через расходомерную

трубку, причем двухфазный поток включает в себя первую фазу и вторую фазу,определение массового расхода двухфазного потока,определение массового расхода первой фазы на основе объемной плотности и

массового расхода, а такжеопределение массового расхода второй фазы на основе объемной плотности и

массового расхода,определение приведенной скорости первой фазы и приведенной скорости второй

фазы на основе массового расхода первой фазы и массового расхода второй фазы,соответственно,

при этом определение плотности включает определение кажущейся объемнойплотности двухфазного потока и коррекцию кажущейся объемной плотности дляполучения объемной плотности двухфазного потока, а определение массовогорасхода включает определение кажущегося массового расхода двухфазного потока икоррекцию кажущегося массового расхода для получения массового расходадвухфазного потока.

15. Способ по п.14, в котором коррекция кажущейся объемной плотности включаетввод кажущейся объемной плотности в теоретическую зависимость, котораясоотносит кажущуюся объемную плотность со скорректированной объемнойплотностью.

16. Способ по п.15, в котором коррекция кажущейся объемной плотности включаетввод кажущейся объемной плотности в эмпирическую зависимость, которая соотноситкажущуюся объемную плотность со скорректированной объемной плотностью.

17. Способ по п.16, в котором коррекция кажущейся объемной плотности включаетввод плотности первой фазы.

18. Способ по п.17, включающий определение фракции первой фазы двухфазногопотока на основе объемной плотности, плотности первой фазы и плотности второйфазы.

19. Способ по п.14, в котором определение массового расхода первой фазывключает определение массового расхода на основе фракции первой фазы иплотности первой фазы.

20. Способ по п.14, включающий определение режима потока двухфазного потокана основе приведенной скорости первой фазы и приведенной скорости второй фазы.

21. Способ по п.20, включающий определение скорости скольжения первой фазыотносительно второй фазы на основе средней скорости первой фазы и среднейскорости второй фазы.

Ñòð.: 27

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

22. Способ по п.21, включающий обеспечение коррекции расхода первой фазы ирасхода второй фазы на основе приведенных скоростей, определенного режимапотока или скорости скольжения.

23. Способ по любому из пп.14-22, в котором первая фаза включает в себя газ, авторая фаза включает в себя жидкость.

24. Контроллер расходомера, содержащийсистему коррекции плотности, выполненную с возможностью управления для ввода

кажущейся плотности двухфазного потока и вывода скорректированной плотностидвухфазного потока, причем двухфазный поток включает в себя первую фазу ивторую фазу,

систему коррекции массового расхода, выполненную с возможностью управлениядля ввода кажущегося массового расхода двухфазного потока и выводаскорректированного массового расхода двухфазного потока, и

систему определения массового расхода компонентов потока, выполненную свозможностью управления для определения массового расхода первой фазы на основескорректированной плотности и скорректированного массового расхода и свозможностью управления для определения массового расхода второй фазы на основескорректированной плотности и скорректированного массового расхода.

25. Контроллер расходомера по п.24, в котором первая фаза включает в себяжидкость, а вторая фаза включает в себя газ.

26. Контроллер расходомера по п.25, содержащий систему определения фракциифазы, выполненную с возможностью управления для определения скорректированнойфракции фазы двухфазного потока, при этом система определения массового расходакомпонентов потока выполнена с возможностью управления для определениярасхода первой фазы и расхода второй фазы на основе скорректированной фракциифазы.

27. Контроллер расходомера по п.26, в котором система определения фракции фазыявляется системой определения газосодержания, которая определяет количество газа вдвухфазном потоке.

28. Контроллер расходомера по п.27, содержащий систему определенияприведенной скорости, выполненную с возможностью управления для определенияприведенной скорости первой фазы и приведенной скорости второй фазы.

29. Контроллер расходомера по п.28, содержащий систему определения режимапотока, выполненную с возможностью управления для определения режима потокадвухфазного потока.

30. Контроллер расходомера по п.29, в котором система определения режимапотока дополнительно выполнена с возможностью управления для определенияскорости скольжения фазы относительно средней скорости первой фазы и среднейскорости второй фазы.

31. Контроллер расходомера по п.30, в котором система определения массовогорасхода компонентов потока дополнительно выполнена с возможностью управлениядля определения первого массового расхода и второго массового расхода на основеприведенных скоростей, режима потока или скорости скольжения фазы.

32. Способ определения расходов текучей среды, содержащей газовую фазу ижидкую фазу, предусматривающий

прохождение текучей среды через поддающуюся колебаниям расходомернуютрубку, причем текучая среда включает в себя газовую и жидкую фазы;

сообщение расходомерной трубке колебаний во время прохождения через нее

Ñòð.: 28

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

текучей среды, используя генератор колебаний, соединенный с расходомернойтрубкой и поддающийся управлению для сообщения движения расходомерной трубке;

прием сигнала датчика во время колебаний расходомерной трубки, причем датчиксвязан с расходомерной трубкой и конфигурирован для измерения движениярасходомерной трубки и генерирования сигнала датчика;

организацию доступа данных, относящихся к истинному объемномугазосодержанию текучей среды;

определение плотности смеси текучей среды, основанное на доступных данных,относящихся к истинному объемному газосодержанию, и

определение первого расхода газовой фазы на основе определенной плотностисмеси и принятого сигнала датчика или второго расхода жидкой фазы на основеопределенной плотности смеси и принятого сигнала датчика.

33. Способ по п.32, в котором расходомерная трубка, датчик и генераторколебаний образуют часть расходомера Кориолиса, а организация доступа данных,относящихся к истинному объемному газосодержанию текучей среды,предусматривает организацию доступа данных об объемном газосодержании,измеренном измерителем объемного газосодержания, находящимся за пределамирасходомера Кориолиса.

34. Способ по п.32, в котором плотность смеси, определенная на основе доступныхданных, относящихся к истинному объемному газосодержанию, являетсяскорректированной плотностью смеси.

35. Способ по п.34, в котором данные, относящиеся к истинному объемномугазосодержанию, включают в себя перепад кажущейся плотности, а определениескорректированной плотности смеси предусматривает определение кажущейсяплотности смеси текучей среды, основанное на принятом сигнале датчика;

определение перепада кажущейся плотности, основанное на кажущейся плотностисмеси;

корректирование перепада кажущейся плотности для генерированияскорректированного перепада плотности, а также

определение скорректированной плотности смеси на основе скорректированногоперепада плотности.

36. Способ по п.35, в котором корректирование перепада кажущейся плотностипредусматривает ввод перепада кажущейся плотности в теоретическую зависимость,которая соотносит перепад кажущейся плотности со скорректированным перепадомплотности.

37. Способ по п.35, в котором корректирование перепада кажущейся плотностипредусматривает ввод перепада кажущейся плотности в эмпирическую зависимость,которая соотносит перепад кажущейся плотности со скорректированным перепадомплотности.

38. Способ по п.32, в котором данные, относящиеся к истинному объемномугазосодержанию, включают в себя данные, представляющие собой истинное объемноегазосодержание.

39. Расходомер, содержащийрасходомерную трубку, через которую протекает поток текучей среды,

включающий в себя газовую фазу и жидкую фазу;генератор колебаний, соединенный с расходомерной трубкой и

конфигурированный для сообщения колебаний расходомерной трубке,датчик, соединенный с расходомерной трубкой и конфигурированный для

Ñòð.: 29

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

измерения движения расходомерной трубки и генерирования сигнала датчика;контроллер, конфигурированный для сообщения колебаний расходомерной трубке

во время прохождения текучей среды через расходомерную трубку, используягенератор колебаний; приема сигнала датчика во время колебаний расходомернойтрубки; доступа данных, относящихся к истинному объемному газосодержаниютекучей среды; определения плотности смеси текучей среды, основанного надоступных данных, относящихся к истинному объемному газосодержанию;определения массового расхода газовой фазы на основе определенной плотностисмеси и принятого сигнала датчика или массового расхода жидкой фазы на основеопределенной плотности смеси и принятого сигнала датчика.

40. Расходомер по п.39, в котором для доступа данных, относящихся к истинномуобъемному газосодержанию текучей среды, контроллер конфигурирован для доступаданных, представляющих истинное объемное газосодержание, измеренноепосредством измерителя, находящегося за пределами расходомера Кориолиса.

41. Расходомер по п.39, в котором плотность смеси, определенная на основедоступных данных, относящихся к истинному объемному газосодержанию, являетсяскорректированной плотностью смеси.

42. Расходомер по п.39, в котором данные, относящиеся к истинному объемномугазосодержанию, включают в себя перепад кажущейся плотности, а для определенияскорректированной плотности смеси текучей среды, основанного на доступныхданных, относящихся к истинному объемному газосодержанию, контроллерконфигурирован для определения кажущейся плотности смеси текучей среды,основанного на принятом сигнале датчика; определения перепада кажущейсяплотности, основанного на кажущейся плотности смеси; корректирования перепадакажущейся плотности для генерирования скорректированного перепада плотности, атакже определения скорректированной плотности смеси на основескорректированного перепада плотности.

43. Расходомер по п.42, в котором контроллер конфигурирован длякорректирования перепада кажущейся плотности, основанного на теоретическойзависимости между перепадом кажущейся плотности и скорректированным перепадомплотности.

44. Расходомер по п.42, в котором контроллер конфигурирован длякорректирования перепада кажущейся плотности, основанного на эмпирическойзависимости между перепадом кажущейся плотности и скорректированным перепадомплотности.

45. Расходомер по п.42, в котором контроллер конфигурирован длякорректирования перепада кажущейся плотности, основанного на таблице, хранящейзависимости между перепадом кажущейся плотности и скорректированным перепадомплотности.

Ñòð.: 30

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 31

DR

106

cI>ar. lB

u11.¢poBOW nepei:z.artJHK

r-104

reHeparop I<one6aH11H

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 32

302 300 J(Z/

Orrpe.n.eJIMTll

cymecrnyeT n11 .ll,Byxipa3HhlH ITOTOK

c304 y

I Onoenemffb I CKoppeKTMposaHHYIO

!-+J ofo,eMHyIO IlJIOTHOCTb (D)

I I

I

..

y c3os

Onpe.QeJUtTb h CKoppeKTHpOBaHHhlHi, :.' 061.eMHblH y.n.eJibHhlH

MaCCOBblH pacxo.u.

I I 306

I Onpe.D.eJrnTh J

iCKOppeKTHpOBaHHOe 106oeMHoe I j napocoJ(ep>I<aHHe(GVF) Ii

I y L 310.---_,___3_12~ I OrrpeJ(eJIHTb cKoppeKTHpoBaHHbIH Bhlso.u/ I I y.ue11&HLIH MaccoaDiii pacxo.u 1 BH3yaJIE.HOe I 1 ~I (MFR) >I<HllKOCTH H ' I BOCilp0113Be)leHHe

cKoppeKrnposaHHLIH y .ueJihHE.IH j j J

Maccoa:&I.H pacxo.n. (MFR) ra3a I i ~ ~314 I ~ ~ ,[(A I

3asepmeHo nH onpe.ue11eHHe? >----- j

~I I ~ <316 I

Onpe.uenHTb CKOppeKTHpoeaHHE.Ie j

I

I

npHBelleHHLie CKOpOCTH ra3a i i H >I<H.ll.KOCTH (>I<H.LJ;KOCTeii) I

I

I I

~-------rOnpe)J.eJIHTb pe>I<HM IlOTOKa !---------~'

<l>Hr. 3

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 33

402

BBeCTH CKoppeKTHPOBaHHbIH o6'LeMHniii y.neJihHblH MaCCOBblH pacXO.I( BMeCTe ! co CKOppeKTHpOBaHHOH TIJIOTHOCTblO

H co cKoppeKTHpoaaHHhIM \ i o6'beMHhlM napora3oco,ll,ep:>Katt11eM I

I ~f404

~A~ ~ r<IIepBl>IH JIM 3TO cnyqaii?>

I~ I I HET

J___ ~408

HET ~ -----Z.... ,UA 1_............ HMeeTCH n11 cKopocTh--

400 ~

l-~-1 c40s i I ,r-410

I I -------'--------'--....

Bb1q11cnHTb y,ZJ,eJibHhIH MaCCOBhIH 8b1qHCJIHTb y,neJihHbIH MaccoBbIH pacxo.n )J(H,[{KOCTH H y.nenbHblHI pacxo,ll, :>KH):(KOCTH H y,ll,eJihHblH

I MaccOBbIH pacxon nna 1 j MaccoBhIH pacxoH ra311 \ , 1 Ha ocHoee nnowa11w 1

!norrepe1rnoro ceqeHHJI TPY6hlj

<l>H:r. 4

~ .,:::: ~~------·-!-----· ---·----·-------··--------···

§ -20.00 ~~-----·---·-·----·----·-1

~ ·30.00 t--------t------=::::~:::;;;;;;;;.:.:=::::....:...=~ .. ~-i """" -- -------------- -------·-···---- ·i. e -40.00 r--------1---------+---------' 0 t----------1---- ------!--------------- .. ' i:: -50.00 '

-60.00 -'---------L--------'---------' 0.0 10.0 20.0

o6'beMHoe napoco.nep)l(aH11e, %

IlJIOTHOCTb - IIOJIHHOMHaJlbHaJI no.nrOHKa

<l>H:r. 5A

30.0

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 34

KOppeKUH51 IIJ10THOCTJ1 110.0000 r···--· ·- ....... ··-··-------· ·------ - -·-·- ·· - ···-----·---·--·····- .. - · ··-···-

I 1000000 r---- ----· -----------··-- ··--.

l 90.0000 ~--------------- --

! 60.0000 ;----·----------· -- _____ ..

700000 L_ ________________ ---- _tfi. i I • ... - - - -- -60.0000 t-- --··-·---- ---- -- --· -· ··- . ··- --- --·-. - .

5000001-- -- ·-- -- - ·~ :•---·- - - '.=·••279~-0J• ':.:~~··...,·~·3304•-oo .aooooo L __________ ...... ~_ -- - - -·- - - - - - ------- - - - - -- --

JO 0000 ~--- ---- ~~.:. __ - - - - - -- - - -

I 20.0000 j·--------- ----------- ---- --- - -

100000 , ________ -- ·--·-· ·- ------ .

i 0.0000 !...· ---------------------

10 20 JO 40 so 60 10 80 9Q 100 110

Ka:>Ky~a51C51 )I(H,l{Ka51 cppaKUH51, %

<l>MI'. 5B

ace ,naHHbie

seprnKaJJhHM pacxo.n:oMepHa51 rpy6Ka .n:11aMerpoM Yi .UIOHMa, Oxford, .n:11arra30H pacxo.n:a: O, I 0-0,67 Kr/ceK

.... : .. /~~;········~ I .. . : : . . . . . . . . . . .

I . . .

60

60 ....

20 .....

10

0 10 20 30 "' 50 60 70

rreperra.n: IIJIOTHOCTH (%)

<l>H:r. 6

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 35

c110 ,.

,_ _______ _f_C--. 102

seecn1THrr I

I i I

pacxo,noMepHon TPY6KH

y c104

onpe.n;eJIHTb IlJIOTHOCTb i : )KH,l(KOCTH, He co.n;ep>KalI(eH ra.3

I

y c106

I onpe.n;eJIHTb Ka)I()'II(HHCSl I y.neJILHbIH MaccoBhIH: pacxo.n;· I I I

I !'

orrpe.n:enHTb

Ka)I()'m:yrocH ITJIOTHOCTh

. i I !'

700 ~

c112

npHMeHHTb COOTBeTCTBYIOII(HH npHMeHHTb COOTBeTCTBYIOIUYIO

! Ta6rrm.w ( Ta6nm:.{1:i1) ! aJirOpHTM KOppeKUHH IlJIOTHOCTH I i

I KoppeK1.urn nrroTHOCTH i I

BI>IBeCTH CKoppeKTHpOBaHHYIO I : . llJIOTHOCTl:i I

i

Cl>JIT. 7

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 36

MF apparent

I

BBO)l,bI ~Ptrue

~Papp

<l>Hr. 8

902 / BBeCTH IlJlOTHOCTb )KllJ(KOCTH

H CKoppeKTHpoBaHHYfO

ofo.eMHYIO TIJlOTHOCTb

/ 904

onpe,n:en11Tb nnoTHOCTb nl3a

. / 906

BbI'IHCJlHTb ofo,eMHOe

rrapora3oco.n:ep)KaHue

l L]908 onpe.n:emffb )KH)l,KYIO $paKUHIO

<l>Hr. 9

800 ~

900 ~

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 37

L" 1002

BBecTH rreperran 1000 CKoppeKTHpOBaHHOH ;(!/

IlJIOTHOCTH

;--1004

I orrpeneJIHT.b Ka)J(yI.QHMCjj

I YJ.l:eJJI>HhIH MaccoBhIH pacxo.u

I I

c1oos l l c1ooa npHMeHHTb COOTBeTCTBYIOI.QH~ np11MeHHTb COOTBeTCTBy10my10

Ta6JIHI.J;y ( Ta6JIHUbI) ,. KoppeKUHH Maccosoro

pacxo.l{a

MF apparent

J anropHTM KoppeKUHH I MaccoBoro pacxo.ua

BbIBeCTH yneJibHhlH

MaCCOBblH pacxo.u

BBO,Ubl

MF true

1010

APtrue mm HCTHHHOH <f>paKUHH ra.3a HJIH )l(H,UKOCTH.

<l>Hr. 11

1100 ~

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 38

-5

-20

-25

0

····-· .......................... · .. · ....... . . .

........ ~ .......... : ......... · i · ......... :· ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I \ ' . '. : _;1· ~r ... :· -.......... ·:· ......... : ....... -. ·:· ....... . 'l \ : . . . ··\ ~ : : : : 1

·1,i!. \ ~ ~ ~ ~ ·,\ ' . ..:·:--···· . \, \ .,. ... : \ . / ' .

. . . . 1~~; .. t. \:·.··· .... L. _ .. \ .... ~ .......... : ........ . -~,~\ : / \ : .•. : : \ : :

~~\ : ·····.····• ~-········:··········•········

~ 1,\ ~ ~

. •\ : . : ~·

......... :- .......... ~ ... \\ ..... : ......... -:· ....... . : : ~ : :

\ I

\. 20 40 60 80

HCTHHHhlH nepena.n; nnOTHOCTH CMeCH (%)

<l>Hr. 12

100

-"I>- 0 .5"02VNVV FM (0.15kgls) -a- 0 .5"02VNVV FM (0 .30kg/s) -lli- 1 .0"03Vl\WV FM (O.SOkg/s) -e- 1 .0"03Vl\WV FM (1 .20kg/s) ~ 1 .0"03Vl\WV FM (0.90kg/s) -!It-- 3/4"01 VNiN FM (0.50kg/s) -e- 3/4"01 VNVV FM (1 .OOkg/s)

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 39

..Q

t::=: (!)

g :::s

,.-.._

0.5"02VN\AJFM 1 .g"03YNV\IFM 3/4"01 ::;N\AJFM data dd01 =-5.109766E-001 dd 1+1 .269397E+000dd 1+2.407269E-001 dd 1

Squared 2-norm residual: O.G16283

90 ................ ·: ........ : ........ -. ....... '· ....... , ....... ·:· ....... : .... .

80 - -..... : ...... - -: .... - ... :· ....... : ........ : ........ ·:· ... -... : .. 70 .... -.. ~ ... -............. : ........ :· ....... ·: ...... - . ; ...... :· ....... ·: ...... - . ~ .. -- . - .

60 ....... -~· ....... ~ ........ ~. -..... ·=· .. -.. 0 : ~2'" .... -~· ....... : .... - ... ~. -

so . : ........ ~ ... - .... : ... - - .... : ... - .... ~ ...... .

40

30

20

10

0<.:: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

11CTHHHhlH nepenan nJIOTHOCTH CMeCl1 (%)

<!>w. 13A ~ 6.--~~.--~~.--~~..--~~..--~~~~~~~~.,.-~~-r-~~....-~----. ,,_,,

·~ •.:- : . . .

. . . . . . . ~ ....... -: .... -... -~ ........ ~ ....... ·: ........ :_ ........ :· ....... ·: ........ : ...... . : C•

......... ; ... ,.... .. c .. : ........ c.' . ~ .. ~.' ...... -~.. . . . . . . . :.....,/ ... : ........ : ........ ~ ........ ; ................ .

~,·!· .. :_:~·=)· ..... - ... : ...... ~-· ·.·::-.:~ ... "··---~-~- ..... ·'::·.... . . . . ' .. ) : ·-.;.: :."-' ' .. '. ........ : ...................... .

(]) ~ - o.0 ::il ~-,JV Cj ~

~ -2 ...... ,8 ... 9 ... c5? ....... ~~ ................. : ........ :·········=········'.········: ...... .

~ ~ 0 -4 ....... -: ..... -.. :· ........ ·- ........ . ·c1 · · · · -:-- · · · · · ·: · ·

-6'---~~'---~--JL-~__JL..-.~~'--~~'--~~'--~~'--~~-'-~~-'-~---'

0 10 20 30 40 50 60 70 80

HCT11HHhIH nepena.n: 11JIOTHOCTl1 CMeCH (%)

<!>Hr. 13B

90 100

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 40

3KcnepHMeHTa.JlbHbie }l,aHHbie B 3aBHCHMOCTH OT ou;eHKH MO,UeJIH

-.. 100 ';]?. '-'

:s:: 90 u (I)

:a 80 0

:s:: ti 70 0

~ 60

s 50 ~ i:: 40 (I) 0.. Q)

i:: 30 ~

>:S:: 20 :s: a ~ 10 ro ::.:

. . ......... ~ .......... ~- ..... - .. - ~ .......... :· ..

......... ~ .......... : .......... ·: . . . . . . . . . ~ ........ . . . .

. . ....... j .......... :· . ------.. : .......... ~ ........ .

~ ~ ~ M 100

HCTHHHbIH nepena.n IIJIOTHOCTH CMeCH (%)

<Dill'. 14A

- 0.5"02VN\N FM (0.1 Skg/s) -e- 0.5"02VN\N FM (0.30kg/s) ---+.- 1 .0"03V"1VV FM (O.SOkg/s) -a- 1 .0"03VNVV FM (1.20kg/s) ~ 1.0"03VNVV,FM (0.90kg/s) --+.- 3/4"01 VNVV FM (0.50kg/s) -e- 3/4"01 VNVV FM (1 .OOkg/s)

-.. 5 ............. - ......... ': ..... ~ .... ·-.· ........................ · ............. -- .... - - .. . :::R / : \: ~ 4 ....... : . - .. - .. -:- ....... -:- . _:··(~ ... ~ - ....... : ......... : ........ ~ ....... -:- - ...... ~ - ..... . 5 : : / : - . .

; : ·p;~zf ·r-·: · ·r ··_· 1 r·· ~ : / ' e- 0 0 i:: Q) -1 ::Q :i:: g -2

~ 5 -3 0

_4..__.~ .. ~·~ .. ~·,L,,_,, .. ~·~ .. ~·~·~ .. ~·~ .. ~·~·~ .. ...L.... .. ~·~·~ .. ~·~·~·~·~ .. ~·~·~"L·~·~··_,_._.c...-L.·~·~·~ .. ~·~·~ .. ~·~·~ .. ~·~ .. ~·~·~ .. ~·~·~"~·~·~·~·~ .. ~·~·

0 10 20 30 40 50 60 70

HCTHHH1IH neperra:ll, IlJJOTHOCTH CMeCH (%)

<Dill'. 14B

80 90 100

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 41

1 "01 'vW, 0.3-3.0kgls,Oxford & 112"VVV, 314"\NV Foxmass

' ...... ·: ........ ~ ........ : ......... : ........ : ........ :- ...... - ~ ........ ~ ...... .

. . . . ; . . . . . . . . ; . . . . . . . . :. . . . . . . . -~ . . . . . . .

e -30 0 \0

;::.... -35 e .... -: ........ : ........ :- ....... : ...... .

..Q E-< -40 u ..... -... - ........... -:- ....... ·:· ..... - . : ....... -:- ...... . 0 ::i:: 3 -45 Cl)

e -50 0 i=

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CKOppeKTHpOBaHHbIM rreperra.n ITJIOTHOCTM CMeCH (%)

<l>JIT. 15A

norpeUJHOCTb rpy6oro MaccoBoro pacxo.na (%)

.......... : .......... ~ .......... : ....... .

~-0 0.8 ......... : ........ : ....... ···:· ......... : ......... . 0.. 0 ~ 0.7 ........ ··:· ....... ··: ········ ··'.·· ........ ; ........ .

. . ~ ::i:: 0.6 ........ ·:· ......... : .......... ·:· ......... : ......... . ::i:: Cl) \ • • . ~ 0.5 ~- ........ : ......... ; .......... : .......... : ........ . Ill 4 • .• • . .

:s: " ' . . . ~ 0.4 :;:: :~. :·~· ........ ·~ ......... ·j· ........ ·: ........ . ~ 0.3 ~i -~ ... _. .. ' ......... ·:- ................... ·> ........ .

t> 0.2 ~·~ ·;· -:::... ... . . . ............... ·.· ......... : .... .

::::: k· : ~ 0.1 :;~· •.... :.

~ or~:-4·~~-'----; ~-..J'--~~-'--~~~"--~~-' ~ 0 20 80 100 40 60 M

* +.

-~:

I> x

<-75% -75:-65% -65:-55% -55:-45% -45:-35% -35:-25% -25:-15% -15:- 5%

5: 5% > 5%

::::: @ CKOppeKTHpOBaHHbIM nepena.n nJIOTHOCTH CMeCH (%) ~ 0.. 0 ::i:: <l>Hr. 15B

-20

-30

-40

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 42

1 "01VW,0.3-3.0kgls,Oxford 8. 1 t2."VW, 314"\IW Foxmass Color legend: raw massflow error(%)

. . 0.9 ~---·····:·······-~·······-:·········:········~····

. .

....... + ........ ·~· .... ' .. -~· ....... -~- .. ' '' .. -~· ... .

0.7 ........ : ........ : ... -.... : .... - ... ; ........ ~ ... .

0.6 ........ ; ........ -~· ..... ' '·:· ....... ·:· ....... ·: ... .

0.5 ·~ ··•······ : .......•....... ·< . ·····•·•··•··

0.4

~~~·\_j : ~ : : -~ ~ : ,, : " .. . ,, . " ~ p 'I> : -~

. ' ... : ........ : ........ : ........ : ... .

<:

o.3 ~~~<,· ·~r .. :·, · · · · · l · · · · · · · r · · · · · · · r · · · · · · ·-:· · l" " ~ ,: ! : ~" . ,, : 'l : :

0.2 -~- .. -·>·:········ ........ : ........ : ............. . ;..,. .. : t : : ~-;, : I : : ':t=:t .; (. ? • ~ -~ ,.,,-. :r

El> " ·~ • ' • o.1 ~ .. : T. :r .... . t ........ :.. ....... ; ......... ~ ... .

ir-.. ·~ 1 ! i

QU.....-----'------~':,__ ____ ....._ ____ ~ ____ _,_ __ _, 0 1 0 20 30 40 50

CKOppeKrnpoBaHHbIH nepena.n. IlJIOTHOCTH CMeCH (%)

<Dill'. 16

* * c;

-:~

<-75% -75:-65% -65:-55% -55:-45% -45:-35% -35:-:25% -25:-15% -15:- 5%

5: 5% > 5%

-20

-30

-40

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 43

OCTaTOqHbie norpeIIIHOCTH (%) MO,ll,eJU:I

6 -a ,.,. 6 Czo dd' • ., da • ., u'•" u >~~ ,..,.;z ...,._ ~ ...,. 1f?-i-a_u ._n 1VA.jcn"" " - :3 - .. • ••~en· J'U'Jcn · -S-n · :::r-n

1"C1'uW,a~agl& .Ort:> rd & 11.Z'\MJ, 3.W'uW Fcornau

0.9 ........ ·:· ......... : ......... ·:· ........ ·:·.

::a 0.8 ......... :·-··········:--·-····-·>····-····:········ ~ fr

l:S: ii)

~ 0-7 - ........ :· ......... : ......... ~ ......... :· ....... .

~ ~

+ <>

-20:-10% -10:- 5% - 5: 5~~

5:' 10% 10: 20%

> 2 o:-{

~0.6 ~· · · · · · · · · ~ · · · · · · · · ·: · · · · · · · · ·: · · · · · · · · · i- · · · -· · · Coefficients: :.::: . . (.) .. ~ :::c:

~0.5 ········-~··········'.········· :-· ········:········ ii) al :s:: 0.. i:: to:: :g 0.4 :::c:

~ ::;;:

... - . -:- ..... - .. ·:· ..... - ... : ....... .

. :· .. -~ ......... ~ - ........ : ......... -: - ... - .. .

0.1 -~· . . ..... : '. . ..... : - .. - . - ... ~ ......... : ....... .

-4.789986E+OOO

4.203950E+OOO

-5.936835E+OOO

1.203485E+001

-7.700495E+OOO

6.953791E-001

-5.215321E-001

3.642379E-001

-1.667434E-001

Qu.-~~~..L-~~--''--~~---'~~~--'-~~~-'

0 1 0 20 30 40 50

CKOppeKTHpOBaHHbIH nepena,ll, IlJIOTHOCTH CMeCH (%)

<Dill'. 17

5

0

-5

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 44

Ftt on 1 "01 VW, O .3-3 .Okg/s ,Oxford & 112"\/1/V; 3/4 "Vl/V Fox mass 22 points over 5%, mex abs residual 6.39%

5 10 15 20 25 30 35 40 CKOppeKTHpoBaHHbTH nepena,a nnOTHOCTH CMeCH (%)

<!>Hr. 18A

45

x~~~~~ol L ·· ... ··.· 0 -~ . . _.,_ - . Cf''V . 0 . . . .

'-L j - . --@- ~ - - -~- - -:- - -~ ~ ~ ~ 10 , __ .,.__ ____ __,_ ________ ......;: ........ : ....... ·:- ....... : ...... .

so

-20..._ _ __. __ __,_ __ _._ __ _._ __ __,_ __ ....__ __ ...._ __ ..__ __ .___--1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

HOpMaJJl130BaHHa51 HCTHHHa>I npMBe,1leHHa.ff CKOpOCTb TeKyqefi cpe,!lbl

<!>Hr. 18B ,-.., Q1~-l!;::;:----i---.---.,----.---,----;::::c::=:=:=:ic:=::=:::::::i:=::=:=:c=----, "$- ·~ ~~ : : : : : o norpeillHOCTH rpv6oro1 ..._,, :>?f. : ~ : : : . Maccoaoro pacxo.ua' ~ -10 .. G£i£· .. . , .. ;· -~-~~-· .. :· ...... ·:· ....... -~· ....... ~ ' ...... -~ ....... -~· ....... : ...... . ~ . ~')~ .- : '~ : -«fl : -. : : : : : ~ -20 · · · · · · · ·- · · · · ·'· n· · · ... · ~: · · · -&i.:: · · · ·• · · · · · · · ··· · · · · · · · •· · · · · · · -.- · · · · · · · "· · · · · · · ~ ~ ; }:o ·- ~ QJ o~ ' : o ~ : : ~ s -30 ·······'.········i·-······~········~-·-······: ........ ~ ........ : ........ :·-······'.······· a:l 0 0 !)

g -40..._ _ __.. __ _._ __ _._:_o _ _._ __ ~--~--...._--..._--.__---J 10 15 20 25 30 35 40 45 ~ 0

e 0 \0

5 so . CKOppeKTHpOBaHHbIH rrepena,n IIJIOTHOCTH CMeCH (%)

<l>Hr. 18C e Or--~~~-~-ee~~~~-~---~-~-~~~~~~-:£t--,.€~--,~--;.....-,~~~f'rl~3-&---r--.---.---, -. .. (--;. · u'$\ . ....-;-«":"r.,~·u~- :~ · .:¥. c:-/ o:~· ··-;::o(.:· J •• : • •

i5 ().

0 -10 :x: a 4) e- -20 0 i:: ii -30

a:::

. ,- , -:-_...r._v_.. -,=:-.:C.--H. (_.1 .._ • •

;.-....· O:n f.P _-.:.dr!__;: ·- c-. : o o: : : : : •:S> "..'.;~ - ... (Jr~:) .· i._.• . : ,. . • . . •

· · -.:; ·~:%(;··iii~ ;.'f~;,~;0;5:.- · ·;:}" ~;)· · ~~' · ·:· · · · · · ~ norpewHocrn rpy6oro· · · O: qi'o o:~;:.~.:¢@<cc· ... p ,-:--:: ;--~ : Maccosoro pacxo.lla• -. ~ ::c. en. fi:() .. .' o..~ /;· ·-· . ·-· : .

· · · · · -~ rfr,~T.r..-ci 1•. ·P. ·;')I·.··-·· · · · '. · · · · · · · ·' · · · · · · · ··· · · · · · · · - · · · · · · · ·' · · · · · · · ··· · · · · · · o::=:· tS,f?..,>-. . "° 0 .~; : . : . .

0 : ~~J"': ·- : : : ....... : ........ -: ........ ~ ........ : ........ ·: ........ ~ . -...... : ....... .

(:[) :

-4QL_~....L~-...L-~__l'--~-L---L-~L-~-L~~-L....~-.L.-~__J

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

HOpMaJIH30BaHHa~ HCTHHHa51' npirne,neHHa51' CKOpOCTh TeKyqei{ cpe,n:1>1

<!>Hr. 18D

1

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 45

Test on O.S"V & 314"V, 0.08-0.3kgls, Foxmass data 6 points over 5%, max abs residual 6.39%

·: ................ •'· ....... -: ....... ----.---·---:---,....._

'2f2- 0 o. ~. 'o';l: ...... ":.Cl> . ... :. . . . 0 : .. ..._, >::· er. . . .

::s:: -...:04--:_....__:_ __ : i::: !y' . lY · :

~ -10 . 0 ~ ~ -20'--~-~;· ~~~··~~~'~-L'·~~L'·~~L'·~~~;~~~'~~~i~__J 5 0 5 1 0 15 20 25 30 35 40 45 50 0 § CKoppeKrnpoBaHHbIH nepenau nJIOTHOCTH CMeCH (%)

v <l>JIT. 19A ~ 20r-~-.-~-.-~-.~-,-~--,.~~.--~....-~~~~~~ c:: Q)

] 10 ::c:

:········:······· ·:-········:·· ------·

..... ; ........ :·········:· ..... .

::r 0 t:; t; 0

0 ......... ~~·1;~g .......................................................... . -10 ·;············. ···=················-:······· , ...

-20'--~-'-~~...._~-l...~~..L-~......L..~~..L-~-1.~~..L-~-1.~---l 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

HOpMaJil130Ba1rnaH I1CTHHH351 np1rne.ueHH3.s! CKOpOCTb TeKy4ei1 ~pe.Uhl

<l>JIT. 19B

o nomelllHOCTH rov6oro .. : ....•... , ....... ·:· ....... : ... MaccoBoro pacxoua (%)

<). .. ~e,. 1): ...

C<j !:{

0 r;~ :o ~ -20 <.) C<j

0.. 0 -30 ~ 0

... ~ o· .... . 0 :O

············ ··:················

.... ·········· ............... .

'° 0 -40L--~...L.~--L~~L-~...L~_L~_.l~~..L.-~...J.-~--'~--l 0 5 1 0 15 20 25 30 35 40 45 50 ()

(.) C<j

:ii: CKOppeKTHpOBaHHblH nepena)J. nJIOTHOCTH CMeCM (%) 0 .... 0

lO >...

<l>Mr. 19C O,-----i+--'y7-T-7.-~-~·~-,~,--=-;====::r:=====::::::::ic:::;----i

. () () (') ·~-. ,:; norperuHOCTM rpy6oro e:

::s:: -10 t; 0 ::c: -20 a Q) 0.. ~ -30 t:

.; •:) .. o:

0 .-.· . . ··'·;,'·······

..... ..... ) ..... . •\_>

: (l

· : · · Mac.coBor? pacxo)J.a (%)

········· ··,···· .. ·'··

-40o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

HOpMa.II1130BaHHa5I HCTl1HHa51 npirne)J.eHHa51 CKOpOCTb TeKylfeH cpe,IJ,b)

<l>JIT. 19D

RU 2 420 715 C2

Ñòð.: 46

:ii c::( 'l)

a. ()

l::S: 11)

:r >-. ::.:: Cl) I-<

HHTepnomn.urn IIOBepXHOCTH MO,lleJrn ,.Q

t) 0 g. 0.9 :x: CJ oi:: 0.8 td ::c ~ 0.7 ~

10

~ 0.6 0.. c:: .·:.-.-i:.:·.'..:{-:.;_~· ...... ;·~··· .. :·:-:'·"

.. ·~- .... 15

~.0.5 ::c 20 ~ 0.4 E-< CJ :s: oi:: 0.3

25

td ::c ., @ 0.2 al .-.

30

0 ~ 0.1 '· 35 @ ::E 0 0.. 0 0 10 20 30 40 50 ::c

CKOppeKTHpOB8HHbIH neperra,l.l IIJIOTHOCTH CMeCH (%)

Cl>Hr. 20A ::a 1::1: Cl)

fr ~ Q)

:r • >-. I

3KCTp8IIOJIHUHH IIOBepXHOCTH MO,JJ;eJIH

::.:: Cl) I-< 0.9 ,.Q

t; 8. 0.8 0

- , ... ~ ... ~~~~~ .... ~~"""" .... ~ - ..... • .. ! .... :-J:.•.·:-- -~..-'!. -,·_ • ... : · ••.••. ,:: '• ,. ·~ -~·-·-!'-.. · .. ~.

::.:: 0 0.7 40 oi:: CIS ::c 0.6 ::c 60

~ l:Q 0.5 ::s:: 80 a. c 0.4 ti:: CIS

100 ::c: 0.3 ::c:

...

::s:: E-< 120 () 0.2 ::s:: oi:: CIS 140 ::c 0.1 ::i:: td c:l 0 0 (I') 0 :s:: 5 10 15 35 20 30 40 45 25

160

50 @ ::a CKOppeKTHpOBaHHhIH nepena)J. nJIOTHOCTH CMeCH (%) a. 0 ::c Cl>Hr. 20B