[发明专利]用于测量流体的属性的CORIOLIS流量计及其方法

说明书

本文中描述了一种用于测量流体的一个或多个属性的Coriolis流量计，其牵涉模块式配置，并且包含流体流子系统和机械振荡器子系统，二者在功能上是分离的，并且被耦合在闭环布置中，使得流体导管未被直接振动，并且转而接收来自机械振荡器子系统的诱发振荡。Coriolis流量计对高纯度应用以及对生物处理应用是有用的。本文中也描述了结合Coriolis流量计的生物处理系统。本文中也描述了用于使用公开的Coriolis流量计测量流体的一个或多个属性的方法。

背景技术

本公开一般涉及用于测量包含流体流的流体的一个或多个属性的Coriolis流量计，并且更具体地，涉及其中流体流子系统在功能上与机械振荡器系统分离的Coriolis流量计，并且甚至更具体地，涉及用于在生物处理系统中使用的Coriolis流量计。

Coriolis流量计被用来在不同工业过程工程环境中测量流过管线的流体的质量流。Coriolis流量计具有一个或多个流管，每个具有一组固有振动模式，其可属于单纯弯曲、扭转或扭曲类型。每个材料填充的流管被驱动以在这些自然振动模式之一中以共振振荡。自然振动模式由流管和流管内的材料的组合质量部分地定义。在大多数Coriolis流量计中，流体从入口侧上的连接的管线流入Coriolis流量计中。随后流体被引导通过该流管或多个流管，并且被输送到在出口侧上的连接的管线。

通常，使用电磁激励使流管振荡。在无流量通过Coriolis流量计时，沿流管的所有点以相同相位振荡。在材料开始流动时，Coriolis加速促使沿流管的每个点相对于沿流管的其它点具有不同相位。流管上的运动传感器产生代表流管的运动的正弦信号。在传感器信号之间的相差与流过该流管或多个流管的材料的质量流率成比例。

大多数Coriolis流量计由诸如铝、钢、不锈钢和钛等金属制成。已知使用具有不同流管配置的Coriolis流量计。在这些配置之中有单管、双管、直管、弯曲管和不规则配置的流管。流管也充当机械振荡器。

在这些现有技术Coriolis流量计中，振荡模式的频率范围因此由流管的设计和材料主导，并且因此，流管的材料的选择、几何形状和厚度必须适应在测试的流体的成分、压力和温度范围或其它此类属性。

发明内容

在一方面中，公开了一种用于测量流体的一个或多个属性的Coriolis流量计。流体流子系统配置成提供用于流体的流道，并且机械振荡器子系统被部署在流体子系统附近，其中机械振荡器子系统和流体子系统在功能上是分离的。

机械振荡器子系统配置成在流体流子系统中诱发振荡，并且进一步配置成检测来自流体的Coriolis响应。机械振荡器子系统包含机械振荡器，其与流体流子系统连结并且配置成提供用于到流体的振荡的传送和来自流体的Coriolis响应的接收的闭环布置。机械振荡器子系统也包含用于在机械振荡器中生成振荡的一个或多个致动器和配置成接收通过机械振荡器的来自流体的Coriolis响应的感测子系统。Coriolis流量计可包括流导管、一个或多个致动器和一个或多个传感器。这些中的一个或多个可被配置为一次性或单次使用零件。

Coriolis流量计也包含电子电路，其耦合到机械振荡器子系统并且配置成触发一个或多个致动器和感测子系统，并且配置成处理从感测子系统接收到的Coriolis响应以生成代表流体的一个或多个流体属性的一个或多个测量。

一次性零件子系统可包含流导管、一个或多个致动器、一个或多个传感器，其中这些中的任一项或这些组件的零件或组合被配置为一次性零件。电子电路可被耦合到一次性零件子系统并且配置成触发一个或多个致动器和一个或多个传感器，并且配置成处理从一个或多个传感器接收到的Coriolis响应以生成代表流体的一个或多个属性的一个或多个测量。