用于對協同布置的流量計進行組合的系統和方法

專利名稱：用于對協同布置的流量計進行組合的系統和方法
技術領域：
本公開涉及流量計的技術領域，并且具體地涉及用于對協同布置(co-located)的流量計進行組合的系統和方法。
背景技術：
在碳氫化合物已從地底遷移之后，流體流(例如原油、天然氣)經由管線從ー個地方向另ー個地方輸送。希望精確地知道在流中流動的流體的量，并且當流體正在換手或“密閉輸送”時，要求特別精確。然而，甚至在密閉輸送沒有發生的地方也希望測量精確度，并且在這些情形下可以使用流量計。超聲波流量計是ー種類型的流量計，其可以用來測量在管線中流動的流體的量。在超聲波流量計中，超聲波信號跨越將要測量的流體流來來回回地發送，并且基于超聲波信號的各種特性，可以計算流體流量的測量結果。提供改進的流量測量精確度的超聲波流量計是所希望的。

發明內容
在此公開了用于超聲波流量計量的系統和方法。在一個實施例中，一種超聲波流量計量系統包括用于流體流動的通道和多個超聲波流量計。超聲波流量計中的每ー個包括成對的超聲波換能器和流量處理器。成對的超聲波換能器配置成形成跨越換能器之間的通道的弦路徑。流量處理器耦合到超聲波換能器。流量處理器配置成基于全部的超聲波流量計的換能器的輸出來測量通過管段(spool piece)的流體流量。在另ー個實施例中，一種用于測量流體流量的方法包括通過第一超聲波流量計確定流過第一超聲波流量計的流體的第一流速(flow velocity)。第二超聲波流量計確定流過第二超聲波流量計的流體的第二流速。第一超聲波流量計通過對第一和第二流速進行組合來產生組合流率(flow rate)。在進ー步的實施例中，一種計算機可讀介質用指令編碼，該指令在執行時使超聲波流量計的處理器確定流過第一超聲波流量計的流體的第一流速。介質上編碼的另外指令使處理器從協同布置的超聲波流量計中檢索流過該協同布置的超聲波流量計的流體的第二流速。介質上編碼的還有進ー步的指令使處理器通過對第一和第二流速進行組合來產生組合流率。


圖1示出了根據各種實施例的超聲波流量計；圖2示出了根據各種實施例的超聲波流量計的橫截面頂視圖；圖3示出了根據各種實施例的超聲波流量計的端視圖；圖4示出了根據各種實施例的超聲波流量計的換能器對的布置；圖5示出了根據各種實施例的包括串聯耦合的成對的協同布置的超聲波流量計的流量計量系統；圖6示出了根據各種實施例的包括協同布置的超聲波流量計的流量計量系統的框圖；以及圖7示出了用于根據各種實施例的用于操作包括協同布置的超聲波流量計的流量計量系統的方法的流程圖。符號和名稱貫穿以下描述和權利要求使用一定的術語來指稱具體的系統部件。如本領域技術人員將會意識到的那樣，公司可以通過不同的名稱來指稱部件。本文件并不打算在名稱而非功能不同的部件之間進行區分。在以下討論中和權利要求中，術語“包括”和“包含”以開放的方式來使用，因此應當被解釋為指的是“包括但不限于……”。另外，術語“耦合”旨在意味著間接或直接電連接。這樣ー來，如果第一裝置耦合到第二裝置，則該連接可以通過直接電連接進行，或者經由其它裝置和連接而通過間接電連接進行。進ー步，術語“軟件”包 括能夠在處理器上運行的任何可執行代碼，而不管用來存儲軟件的介質。這樣一來，存儲在存儲器(例如非易失性存儲器)中并且有時被稱為“嵌入式固件”的代碼就包括在軟件的定義之內。引用“基干” _在意味著“至少部分地基干”。因此，如果X基于Y，則X可以基于Y和任何數目的其它要素。如在此使用的術語“流率”指的是體積流量的速率。
具體實施例方式以下描述針對本發明的各種實施例。附圖不一定按比例繪制。實施例的一定特征可以比例夸張地示出，或者以某種示意性形式示出，并且為了清楚和簡要起見，可以不示出傳統元件的某些細節。公開的實施例不應當被解釋成或用來限制包括權利要求的本公開的范圍。另外，本領域技術人員將會理解的是，以下描述具有廣泛的應用，并且對任何實施例的討論僅指的是該實施例的示例，而非g在宣告包括權利要求的本公開的范圍被限制到該實施例。要充分認識到的是，下面討論的實施例的不同教導可以單獨地或者以任何適當的組合來運用，以產生希望的結果。進ー步，在測量碳氫化合物流(例如原油、天然氣)的環境中開發了各種實施例，并且描述是從開發的環境中得出的；然而，描述的系統和方法同樣地可用于任何流體流(例如低溫物質、水)的測量。圖1示出了根據各種實施例的超聲波流量計100。超聲波流量計100包括儀表主體或管段102，其限定了中心通道或孔104。管段102被設計和構造以耦合到運送流體(例如天然氣)的管線或其它結構(未示出)，使得在管線中流動的流體穿過中心孔104。當流體穿過中心孔104時，超聲波流量計100測量流率(因此，流體可以被稱為測量流體)。管段102包括法蘭106，其便于將管段102耦合到別的結構。在其它實施例中，可以等效地使用用于將管段102耦合到結構的任何適當系統(例如焊接連接)。為了測量管段102之內的流體流量，超聲波流量計100包括多個換能器組件。在圖1的附圖中，五個這樣的換能器組件108、110、112、116和120全部或部分可見。如下面進ー步將會討論的那樣，換能器組件是成對的(例如換能器組件108和110)。此外，每個換能器組件電耦合到示意地容納在機殼124中的控制電子設備。更加具體地，借助于各個線纜126或等效的信號傳導組件，每個換能器組件電耦合到機殼124中的控制電子設備。圖2示出了基本上沿著圖1的線2-2截取的超聲波流量計100的橫截面頂視圖。管段102具有預定尺寸，并且限定了測量流體所流過的中心孔104。沿著管段102的長度定位示意性成對的換能器組件112和114。換能器112和114是聲學收發器，并且更加具體地是超聲波收發器。超聲波換能器112、114兩者都生成并接收具有大約20千赫以上頻率的聲信號。可以通過每個換能器中的壓電元件生成并接收聲信號。為了生成聲信號，借助于信號(例如正弦信號)電刺激壓電元件，并且元件通過振動做出響應。壓電元件的振動生成聲信號，該聲信號穿過測量流體至成對的相應換能器組件。類似地，當被聲信號敲擊時，接收的壓電元件振動并且生成電信號(例如正弦信號)，該電信號由與流量計100相關聯的電子設備檢測、數字化和分析。也被稱為“弦”的路徑200以與中心線202成0角地存在于示意性的換能器組件112和114之間。弦200的長度是換能器組件11 2的面和換能器組件114的面之間的距離。點204和206限定了這樣的位置，在所述位置處，由換能器組件112和114生成的聲信號進入和離開流過管段102的流體(亦即至管段孔的入口)。換能器組件112和114的位置可以通過角度0、在換能器組件112和114的面之間測量的第一長度L、對應于點204和206之間軸向距離的第二長度X以及對應于管內徑的第三長度“d”來限定。在大多數情況下，在流量計制造期間精確地確定距離d、X和し諸如天然氣之類的測量流體以速度剖面210在方向208上流動。速度矢量212、214、216和218表明，通過管段102的氣體速度朝向管段102的中心線202增加。最初，下游換能器組件112生成超聲波信號，該超聲波信號入射在上游換能器組件114上并從而由其檢測。一定時間以后，上游換能器組件114生成返回超聲波信號，該返回超聲波信號隨后入射在下游換能器組件112上并由其檢測。這樣ー來，換能器組件就沿著弦路徑200使用超聲波信號220進行交換或進行“ー收ー發”。在運行期間，這個序列可以每分鐘發生數千次。示意性的換能器組件112和114之間的超聲波信號220的渡越時間部分地取決于超聲波信號220相對于流體流是向上游還是向下游行迸。超聲波信號向下游(亦即在與流體流相同的方向上)行進的渡越時間小于當向上游(亦即對著流體流)行進時的渡越時間。上游和下游渡越時間可以用來計算沿著信號路徑的平均速率以及測量流體中的聲速。給定運送流體的流量計100的橫截面測量結果，中心孔104的面積之上的平均速率可以用來求出流過管段102的流體的體積。超聲波流量計可以具有ー個或多個弦。圖3圖示了超聲波流量計100的端視圖。具體地，示意性的超聲波流量計100包括管段102之內的變化水平處的四個弦路徑A、B、C和D。每個弦路徑A-D對應于交替地起到發送器和接收器作用的換能器對。換能器組件108和110 (僅部分可見)構成弦路徑A。換能器組件112和114 (僅部分可見)構成弦路徑B。換能器組件116和118 (僅部分可見)構成弦路徑C。最后，換能器組件120和122 (僅部分可見)構成弦路徑D。相對于示出頂視圖的圖4，示出了四對換能器的進一方面的布置。每個換能器對都對應于圖3的單個弦路徑；然而，以與中心線202成非垂直的角來安裝換能器組件。例如，以與管段102的中心線202成非垂直的角0來安裝第一對換能器組件108和110。安裝另一對換能器組件112和114，以便弦路徑相對于換能器組件108和110的弦路徑松散地形成“X”的形狀。類似地，換能器組件116和118布置成平行于換能器組件108和110，但是處于不同的“水平”或高度。在圖4中沒有明顯示出的是第四對換能器組件(亦即換能器組件120和122)。考慮到圖2、3和4，換能器對可以布置成使得對應于弦A和B的上兩對換能器形成“X”的形狀，并且對應于弦C和D的下兩對換能器也形成“X”的形狀。可以在每個弦A-D處確定流體的流速以獲得弦流速，并且對弦流速進行組合以確定整個管之上的平均流速。從平均流速中，可以確定在管段并從而在管線中流動的流體的量。本公開的實施例耦合多個超聲波流量計(例如流量計100的實例100A/B)以提供增強的流量測量精確度。圖5示出了包括串聯耦合的成對的協同布置的超聲波流量計100的流量計量系統500。其它實施例可以包括不同數目的耦合的協同布置的流量計和/或不同數目的總體或每個流量計弦路徑。使用可以是局域網(LAN)的通信鏈路502，通信耦合成對的流量計的電子設備。每個流量計100的電子設備與另ー個流量計交換流量測量值，并且基于兩個流量計100提供的流量測量結果來計算組合流率值。通過對成對的四路徑流量計100進行組合，系統500形成了八路徑流量計，其相對于每個單獨的四路徑流量計100提供了改進的測量精確度，同時允許每個流量計100作為四路徑流量計100運行，如果另ー個流量計100出故障的話。在某些實施例中，兩個或更多流量計100的超聲波換能器可以布 置在單個管段中，并且/或者兩個或更多流量計的電子設備可以布置在單個機殼中。在進一步的實施例中，兩個或更多流量計100可以包括相對于流路的不同弦配置，例如不同的弦高度、角度等，這在對流量計100的測量結果進行組合時提供了改進的測量精確度。圖6不出了根據各種實施例的包括協同布置的超聲波流量計100A/B的流量計量系統500的框圖。流量計100中的每ー個包括ー組換能器對602(例如108和110、112和114、116和118、120和122);以及電子設備，其包括換能器控制器604、流量處理器606和通信收發器608。一些實施例還可以包括用于測量流體屬性的一個或多個傳感器614。換能器控制器604耦合到換能器對602，并且例如通過生成引發換能器中振蕩的驅動信號，控制通過換能器對602進行的超聲波信號的生成。在系統500的一些實施例中，流量計100中之一的換能器控制器604生成同步信號610，該同步信號610被提供給其它流量計100的換能器控制器604中的每ー個。同步信號可以通過導電體、光通道、無線信道等傳播。同步信號610建立了通過流量計100進行的超聲波信號生成的定時，從而防止了流量計100A生成的超聲波信號干擾流量計100B進行的測量，反之亦然。在一些實施例中，信號610為每個換能器指定開始時間和持續時間。在其它實施例中，信號610經由相位、電壓電平等可以指示時間段，在該時間段中，每個流量計100執行超聲波測量而免受來自其它流量計100的干擾。在一些實施例中，作為在流量計100之間的通信鏈路如鏈路502之上傳遞的消息來提供同步信號610。例如在其中干擾不太可能有的實施例中，系統500的其它實施例可以沒有或者選擇性地執行換能器同歩。在一些實施例中，通過生成同步信號來控制換能器定時的超聲波流量計100被稱為“初級”，而接收信號610的流量計100則被稱為“次級”。當流量計被制造或投入使用時，可以建立作為初級或次級的每個流量計100的狀態。流量處理器606耦合到換能器控制器604，并且配置成處理換能器對602的輸出，以生成管段102之內的流體流的測量結果。對于給定的弦，可以通過以下給出弦流速V
I Tup - Thl
_ vHJZ
其中，
L是路徑長度(亦即上游和下游換能器之間的面對面間隔)，
X是L在流的方向上的流量計孔之內的分量，并且
Tup和Tdn是聲能通過流體的上游和下游渡越時間。
流量處理器606對弦流速進行組合以確定流過流量計100的流體的平均流速，并 且將通過流量計100的體積流率計算為流量計100的平均流速和流量計100的橫截面積的 乘積。
流量處理器606還可以計算未校正的流率和校正的流率。未校正的流率調整未加 工的流率以計入由壓力和溫度弓I起的流體膨脹和流動剖面。校正的流率調整未校正的流率 以計入基數的不同以及流量狀況壓力、溫度和流體可壓縮性。
流量處理器606的實施例還配置成通過組合由一個流量計100提供的流量測量結 果和由不同的流量計100提供的流量測量結果來計算通過管段102的流量。這樣一來，每 個流量計100的流量處理器606就可以配置成基于由全部通信耦合的流量計100生成的流 量測量結果而產生組合的流量測量值。組合的流量測量結果可以比流量計100中的任何一 個單獨地生成的流量測量結果更精確。
為了生成組合流率，流量處理器606配置成周期性地(例如周期性流量計算時間間隔-每250毫秒(ms)、每秒等)生成超聲波信號，并且基于由流量計(例如流量計100A)控制的換能器對602的輸出來計算一個或多個初始流量值。初始流量值可以包括沿著弦的 聲速、平均聲速、沿著弦的流速、平均流速、流量測量質量等。流量處理器使得初始流量值可 用于由其它流量計100實時地檢索(亦即，針對通過流量計100進行的生成流量值而設置的 時間段(例如250ms)不受檢索和相關操作影響)。在一些實施例中，流量處理器606將初始 流量值提供給流量計100A中布置的服務器。服務器配置成處理來自另一個流量計100的 針對由流量計100A計算的初始流量值的請求，并且響應于該請求將初始流量值提供給其 它流量計100。流量處理器還可以針對其它流量計100進行的檢索提供到期時間值，該到期 時間值限定了這樣一種時間間隔，在所述時間間隔期間，初始流量值被認為有效。
流量處理器606生成請求來自不同流量計100的初始流量值的消息，并且經由通 信收發器608傳輸消息。收發器608通信鏈接到其它流量計100中的收發器608的實例。 收發器608例如可以配置成根據網絡標準如IEEE 802. 3、IEEE 802. 11等提供通信。接收 消息的流量計100的實例(例如通過網間協議地址對其尋址消息的流量計)經由在通過收發 器608形成的通信鏈路之上傳遞的消息將請求的初始流量值提供給請求的流量計100。
流量處理器606檢驗從其它流量計100接收的初始流量值。例如，流量處理器606 可以檢驗與流量值相關聯的到期時間值尚未到期，提供的流量測量質量值指示有效測量， 消息檢查字符指示有效數據，等等。如果檢驗表明初始流量值有效，那么流量處理器606將 由其它流量計100提供的初始流量值與通過流量處理器606計算的初始流量值進行組合， 以生成組合流量值。一些實施例可以通過計算由每個流量計100生成的初始流量值的平均 值來組合初始流量值。流量處理器606可以基于組合流量值來計算流體流率(未加工的、校 正的、未校正的)、流動體積、流動質量等等。
流量處理器606可以將組合流量值和/或從組合流量值導出的流率存儲在存儲器 中，將值提供給數據庫，并且/或者基于組合流量值生成表示流率、流動體積等的信號。例如，流量處理器606的一些實施例可以生成輸出信號，該輸出信號具有表不從組合流量值 導出的流率的頻率。
如果流量計100A (或任何流量計100)的流量處理器606不能檢驗從另一個流量 計100接收的初始流量值，那么流量處理器606可以僅基于通過流量計100A產生的初始流 量值來計算最終流量值。這樣一來，當流量計100的其它實例出故障時，系統500提供如下 冗余每個流量計100都可以僅基于流量計100的換能器對602的輸出來提供流量測量結 果；而當全部的流量計100都正常運轉時，則可以基于全部換能器對602的輸出來提供增強 的流量測量精確度。
流量計100的一些實施例還包括傳感器614，該傳感器614測量在管段102中流動 的流體的屬性。傳感器614例如可以包括分別測量流體溫度、流體壓力和流體組分的溫度 傳感器、壓力傳感器和氣體組分傳感器中的一個或多個。傳感器測量值可以關于初始流量 值如上所述在流量計100之間共享。流量計100可以應用傳感器測量值以改進計算的流量 值、流率等的精確度。
可以使用包括在流量計100中的處理器來實施包括流量處理器606和換能器控制 器604中的至少一些部分的流量計100的各種部件。處理器執行軟件編程，其使處理器執 行在此描述的操作。在一些實施例中，流量處理器606包括執行軟件編程的處理器，所述軟 件編程使處理器生成流量值如初始流量值、組合流量值、流率等，并且執行在此描述的其它 操作。
適當的處理器例如包括通用微處理器、數字信號處理器和微控制器。處理器體 系結構一般包括執行單元(例如定點、浮點、整數等)、存儲(例如寄存器、存儲器等)、指令解 碼、外圍設備(例如中斷控制器、計時器、直接存儲器存取控制器等)、輸入/輸出系統(例如 串行端口、并行端口等)以及各種其它部件和子系統。使處理器執行在此公開的操作的軟件 編程可以存儲在流量計100內部或外部的計算機可讀存儲介質中。計算機可讀存儲介質包 括易失性存儲如隨機存取存儲器、非易失性存儲(例如硬盤驅動器、光存儲裝置(例如CD或 DVD)、快閃存儲、只讀存儲器)或其組合。
一些實施例可以使用專用電路(例如以集成電路實施的專用電路)來實施包括流 量處理器606和換能器控制器604中的部分的超聲波流量計100的部分。一些實施例可以 使用專用電路和執行適當軟件的處理器的組合。例如，可以使用處理器或硬件電路來實施 換能器控制器604的某些部分。對實施例的硬件或處理器/軟件實施的選擇是基于多種因 素的設計選擇，所述因素諸如成本、實施所花費的時間以及未來結合變化的或另外的功能 的能力。
圖7示出了用于根據各種實施例的用于操作包括協同布置的超聲波流量計100的 流量計量系統500的方法700的流程圖。盡管為方便起見按順序描繪，但是示出的行為中 的至少一些可以用不同的順序來執行和/或并行執行。另外，一些實施例可以僅執行示出 的行為中的一些。在一些實施例中，圖7的操作以及在此描述的其它操作可以被實施為指 令，所述指令存儲在計算機可讀介質中并且由流量計100中包括的處理器執行。
在方法700中，多個超聲波流量計100被協同布置(例如串聯連接或布置在單個管 段中)，并且每個流量計100都基于流量計中的全部的超聲波換能器對602而生成流量值。 在框702中，通過多個流量計100的換能器進行的超聲波信號的生成被同步，以減少流量計100之間的干擾。流量計100中的一個可以被指定為初級流量計并生成同步信號610，該同 步信號610被提供給其它協同布置的流量計中的每一個以實現同步。
在框704中，每個流量計700生成超聲波信號。信號橫過管段102的內部，并且由 超聲波換能器檢測。表示檢測的超聲波信號的電信號被提供給流量處理器606。
在框706中，傳感器614測量在管段102中流動的流體的屬性如流體溫度、流體壓 力、流體組分等。屬性測量結果被提供給流量處理器606，以供計算流體流量之用。
在框708中，每個流量計100都計算一組初始流量值。初始流量值基于僅由流量 計100的換能器對602生成和檢測的超聲波信號。在一些實施例中，初始流量值還可以基 于由傳感器測量的流體屬性。初始流量值可以包括針對流量計100的平均聲速、平均流速、 流率值等。
在框710中，使初始流量值以及可選地使傳感器測量結果對于協同布置的流量計 100而言可訪問。例如，初始流量值可以被提供給流量計100中的服務器，并且協同布置的 流量計100中的每一個作為服務器的客戶機進行操作，以經由通信鏈路502訪問初始流量值。
在框712中，每個流量計100檢索來自每個其它協同布置的流量計100的初始流 量值。檢索可以包括生成請求消息，該請求消息被傳達到每個其它流量計100 (例如傳達到 每個流量計100中包括的服務器)。當接收到請求消息時，每個流量計100可以生成包括初 始流量值的響應消息，并且將響應消息傳遞到請求的流量計100。
在框714中，每個流量計100檢驗從其它協同布置的流量計100接收的初始流量 值。檢驗可以包括對施加到初始流量值的檢查值(諸如循環冗余檢查值)的計算、流量值壽 命值尚未到期的檢驗以及流量測量結果的質量超過預定閾值的檢驗。
在框716中，如果流量計100發現檢索的初始流量值無效，那么在框718中，流量 計100的一些實施例僅基于由流量計100生成的流量信息來計算最終的流率值(亦即單獨 的最終流量值)。單獨最終流量值沒有基于由其它協同布置的流量計100生成的初始流量 值。流量計100還基于單獨最終流量值生成流體流率。
如果在框716中流量計100發現檢索的初始流量值有效，那么在框720中，流量計 100基于由多個協同布置的流量計100生成的初始流量值來計算最終流量值(亦即組合的 最終流量值)。基于協同布置的流量計100中的全部設置的總體數目的弦路徑，流量計100 應用組合最終流量值以生成流體流率。流體流率還可以基于從協同布置的流量計100中的 一個或多個檢索的傳感器測量結果。
在框722中，可以是上面說明的單獨或組合的最終流率的最終流量值以及基于最 終流量值的流率被存儲，以便由流量測量系統的其它部件訪問(例如由用戶接口 /顯示器/ 輸入子系統或流量控制系統訪問)。也可以生成表示流率的信號，以便將流率傳達到其它設 備。
上面的討論旨在示意本發明的各種實施例。一旦充分意識到上面的公開，眾多變 更和修改對于本領域技術人員而言將會變得明顯。例如，雖然本發明的實施例已關于一對 協同布置的超聲波流量計進行了討論，但本領域技術人員將會理解的是，實施例可適用于 任何數目的協同布置的流量計。進而，雖然實施例已關于具有四個弦路徑的流量計進行了 討論，但本領域技術人員將會理解的是，實施例包含具有任意數目的弦路徑的流量計，包括每個具有不同數目的弦路徑的協同布置的流量計。所附的權利要求應被理解為意在包含所 有這些變更和修改。
權利要求
1.一種超聲波流量計量系統，包括 用于流體流動的通道；以及 多個超聲波流量計，每個流量計包括 成對的超聲波換能器，配置成形成跨越換能器之間的通道的弦路徑；以及流量處理器，其耦合到所述超聲波換能器，并且配置成基于全部的流量計的換能器的輸出來測量通過所述通道的流體流量。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計進一步包括 通信收發器，配置成將流量計通信耦合到所述多個流量計中的其它流量計中的每一個。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計配置成從所述多個流量計中的每個其它流量計檢索由其它流量計確定的流速的測量結果，并且 從每個其它流量計的檢索被限制到針對每個流量計限定的周期性流量計算時間間隔。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計配置成基于從所述多個流量計中的其它流量計中的每一個檢索的流速來計算組合流速。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述組合流速包括從所述多個流量計中的其它流量計中的每一個檢索的流速的平均值。
6.根據權利要求4所述的系統，其中，每個流量處理器配置成基于所述組合流速計算校正的流率和未校正的流率中的至少一個。
7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計配置成 確定由所述多個流量計中的其它流量計提供給流量計的流速是否有效；并且 基于提供給流量計的流速為無效的確定結果，僅基于流量計的換能器的輸出來生成流量測量結果。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計包括 換能器控制器，其控制由流量計的換能器進行的超聲波信號生成的定時，并且 所述換能器控制器配置成在所述多個超聲波流量計之間使超聲波信號生成同步。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計包括從由溫度傳感器、壓力傳感器和氣體組分傳感器組成的組中選擇的至少一個傳感器，并且所述多個流量計中的每個流量計配置成 從所述多個流量計中的不同流量計中檢索從所述至少一個傳感器導出的傳感器測量值，并且 基于所述傳感器測量值計算組合流率。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，所述多個流量計中的每個流量計包括給定數目的弦路徑，并且所述多個流量計中的每個流量計的流量處理器配置成基于比所述給定數目多的流量計的弦路徑來計算組合流率。
11.一種用于測量流體流量的方法，包括 通過第一超聲波流量計確定流過所述第一超聲波流量計的流體的第一流速； 通過第二超聲波流量計確定流過所述第二超聲波流量計的流體的第二流速；以及由所述第一超聲波流量計通過對所述第一流速和所述第二流速進行組合來產生組合流率。
12.根據權利要求11所述的方法，進一步包括 通過所述第一超聲波流量計從所述第二超聲波流量計中檢索所述第二流率。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，產生組合流率包括 確定校正的流率和未校正的流率中的至少一個。
14.根據權利要求11所述的方法，進一步包括 基于所述第一流速和所述第二流速確定平均流速。
15.根據權利要求11所述的方法，進一步包括 基于所述第一超聲波流量計不能從所述第二超聲波流量計中檢索所述第二流率和所述第二流率無效中的至少一個，僅基于通過所述第一超聲波流量計的流體流量的測量結果，由所述第一超聲波流量計生成流過所述第一超聲波流量計的流體的流率。
16.根據權利要求11所述的方法，進一步包括 通過所述第一超聲波流量計生成同步信號，所述同步信號使通過所述第一超聲波流量計和所述第二超聲波流量計的多個換能器進行的超聲波信號的生成同步。
17.根據權利要求11所述的方法，進一步包括 通過所述第一超聲波流量計和所述第二超聲波流量計中的至少一個生成包括流過流量計的流體的溫度測量結果、壓力測量結果和氣體組分測量結果中的至少一個的傳感器測量結果，并且 其中，所述組合流率基于所述傳感器測量結果。
18.一種用指令編碼的計算機可讀介質，所述指令在執行時使超聲波流量計的處理器 確定流過第一超聲波流量計的流體的第一流速； 從協同布置的超聲波流量計中檢索流過所述協同布置的超聲波流量計的流體的第二流速；以及 通過對所述第一流速和所述第二流速進行組合來產生平均流速。
19.根據權利要求18所述的計算機可讀介質，進一步包括如下指令，所述指令在執行時，使超聲波流量計的處理器基于所述平均流速生成組合流率。
20.根據權利要求18所述的計算機可讀介質，進一步包括如下指令，所述指令在執行時，使超聲波流量計的處理器基于所述超聲波流量計不能從所述協同布置的超聲波流量計中檢索所述第二流速和所述第二流速無效中的至少一個，僅基于通過所述超聲波流量計的流體流量的測量結果，生成流過所述超聲波流量計的流體體積的測量結果。
21.根據權利要求18所述的計算機可讀介質，進一步包括如下指令，所述指令在執行時，使超聲波流量計的處理器生成同步信號，所述同步信號使通過所述超聲波流量計和所述協同布置的超聲波流量計的多個換能器進行的超聲波信號的生成同步。
22.根據權利要求18所述的計算機可讀介質，進一步包括如下指令，所述指令在執行時，使超聲波流量計的處理器從所述協同布置的超聲波流量計中檢索包括流過所述協同布置的流量計的流體的溫度測量結果、壓力測量結果和氣體組分測量結果中的至少一個的傳感器測量結果，并且基于所述傳感器測量結果產生組合流率。
全文摘要
本發明涉及用于對協同布置的流量計進行組合的系統和方法。該系統和方法用于超聲波流量計量。在一個實施例中，一種超聲波流量計量系統包括用于流體流動的通道和多個超聲波流量計。超聲波流量計中的每一個包括成對的超聲波換能器和流量處理器。成對的超聲波換能器配置成形成跨越換能器之間的通道的弦路徑。流量處理器耦合到超聲波換能器。流量處理器配置成基于全部的超聲波流量計的換能器的輸出來測量通過管段的流體流量。
文檔編號G01F1/66GK103017842SQ20121024510
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月13日 優先權日2011年9月23日
發明者格拉哈姆·W·福爾貝斯, 克里·D·格羅舍爾 申請人:丹尼爾測量和控制公司