專利名稱：采用化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)流體流動(dòng)檢測(cè)進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)熱性補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)施方式涉及流體流動(dòng)檢測(cè)。實(shí)施方式還涉及熱流體流動(dòng)傳感器和采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析補(bǔ)償測(cè)量誤差。
背景技術(shù)：
流體流動(dòng)傳感器測(cè)量流體流過傳感器時(shí)的速率。有很多種不同形式的流體流動(dòng)傳感器。超聲流量傳感器采用由流動(dòng)流體引起的頻移測(cè)量流體流速。電磁流量傳感器測(cè)量例如無(wú)線電波、微波、或光波的電磁波的流體流速所感應(yīng)的頻移。熱流體流動(dòng)傳感器是基于流動(dòng)流體的熱傳導(dǎo)效應(yīng)。一種類型的熱流體流動(dòng)傳感器是基于測(cè)量從加熱元件帶走的熱能量。另一種類型的熱流體流動(dòng)傳感器測(cè)量加熱元件上游的溫度傳感器與加熱元件下游的溫度之間的溫差。在專利號(hào)為US6,681,623、US6,658,931和US6,794,981的專利中論述了熱流體流動(dòng)傳感器的例子。
化學(xué)計(jì)量學(xué)為一組數(shù)學(xué)技術(shù)，其中可采用單個(gè)測(cè)量值或多變量測(cè)量值產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值或鑒別化學(xué)分析物?？刹捎没瘜W(xué)計(jì)量學(xué)的軟件包，從而例如計(jì)算機(jī)CPU的處理器可采用化學(xué)計(jì)量學(xué)。參考上述專利，Beebe和Kramer對(duì)化學(xué)計(jì)量學(xué)的細(xì)節(jié)有所論述。
流體的物理特性會(huì)引起流體流動(dòng)傳感器產(chǎn)生錯(cuò)誤的讀數(shù)。例如，熱流體流動(dòng)傳感器依賴于流體的導(dǎo)熱性。具有相同流速但不同導(dǎo)熱性的兩種流體會(huì)產(chǎn)生不同的流速測(cè)量值。會(huì)影響流體流動(dòng)測(cè)量的其它物理特性是導(dǎo)電性、壓力和密度。為了實(shí)現(xiàn)精確的流體流動(dòng)測(cè)量應(yīng)當(dāng)校準(zhǔn)流體流動(dòng)傳感器。
有時(shí)對(duì)流體流動(dòng)傳感器采用兩種類型的校準(zhǔn)。一種類型是基于應(yīng)用的校準(zhǔn)，另一種類型是基于維護(hù)的校準(zhǔn)。在基于應(yīng)用的校準(zhǔn)中，對(duì)于程序校準(zhǔn)的選擇是基于流體流動(dòng)傳感器將用于什么地方。例如，如果流體是乙醇，那么就對(duì)于乙醇進(jìn)行流體流動(dòng)傳感器的校準(zhǔn)。在基于維護(hù)的校準(zhǔn)中，流體流動(dòng)傳感器的輸出面臨(expose)已知流體的流速，并且調(diào)節(jié)其輸出以與那些已知的流體流速相匹配。
基于應(yīng)用的校準(zhǔn)存在的問題在于為參考流體設(shè)定校準(zhǔn)，該參考流體在過去某時(shí)被測(cè)量過。然而，過去參考流體的物理特性與目前該真實(shí)流體的物理特性會(huì)有所不同。一個(gè)原因就是參考流體有時(shí)不在理想狀態(tài)下測(cè)量。另一個(gè)原因是被測(cè)得的真實(shí)流體很少在理想狀態(tài)下流動(dòng)。
基于維護(hù)的校準(zhǔn)存在的問題在于校準(zhǔn)通常執(zhí)行得不好，并且流體的特性會(huì)改變。有益的是，校準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)正確并定期的由經(jīng)過訓(xùn)練的、專業(yè)的、并配備有合適裝備的單位來(lái)執(zhí)行。這種單位通常不能得到。流體特性會(huì)因環(huán)境改變或流體自身改變而變化。象天氣或太陽(yáng)落山這樣細(xì)微的環(huán)境變化都會(huì)引起流體特性的改變。流體自身會(huì)通過人為干涉刻意的改變、或受污染偶爾改變。
需要一種不受流體物理特性的變化所影響的會(huì)產(chǎn)生精確測(cè)量值的流體流動(dòng)傳感器。
這里討論的實(shí)施方式通過采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析補(bǔ)償流體物理特性的改變?cè)诹黧w流動(dòng)測(cè)量中的作用，來(lái)直接解決在先技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面，流動(dòng)傳感器產(chǎn)生的流體流動(dòng)測(cè)量值而后由處理器處理，并進(jìn)入補(bǔ)償?shù)牧黧w流動(dòng)測(cè)量值。處理器從存儲(chǔ)設(shè)備中讀出補(bǔ)償系數(shù)，并采用化學(xué)計(jì)量學(xué)產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值。
根據(jù)實(shí)施方式的另一方面，處理器采用化學(xué)計(jì)量學(xué)從參考流動(dòng)測(cè)量值、流動(dòng)傳感器測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值和歷史測(cè)量值中產(chǎn)生補(bǔ)償系數(shù)。
根據(jù)實(shí)施方式的另一方面，處理器處理由流體流動(dòng)傳感器產(chǎn)生的流體流動(dòng)測(cè)量值、由補(bǔ)償模塊產(chǎn)生的補(bǔ)償測(cè)量值、以及來(lái)自于存儲(chǔ)設(shè)備的補(bǔ)償系數(shù)，以產(chǎn)生補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量值。處理器采用化學(xué)計(jì)量學(xué)產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值。


附圖的各個(gè)圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同或功能相似的元件，引入附圖并構(gòu)成說明書的一部分，附圖還說明了實(shí)施方式，并結(jié)合背景技術(shù)、發(fā)明簡(jiǎn)述和詳述，來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
圖1說明了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式可執(zhí)行的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器；圖2說明了根據(jù)可選實(shí)施方式的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器；圖3說明了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的用于補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器的高標(biāo)準(zhǔn)流程圖；
圖4說明了根據(jù)可選實(shí)施方式的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器；以及圖5說明了根據(jù)另一實(shí)施方式的用于補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器的高標(biāo)準(zhǔn)流程圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，圖1說明了一種自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器。由流體流動(dòng)傳感器101產(chǎn)生的流體流動(dòng)測(cè)量值經(jīng)過處理器102。處理器102對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備104中并從存儲(chǔ)設(shè)備104讀出的流體流動(dòng)測(cè)量值和補(bǔ)償系數(shù)105進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)分析，以產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值103。采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)105，如隨后所討論的。
圖1還說明了補(bǔ)償測(cè)量值輸入106和參考流動(dòng)輸入107。補(bǔ)償模塊(未示出)可產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值，它經(jīng)由補(bǔ)償測(cè)量值輸入106傳遞到處理器102。參考流動(dòng)測(cè)量值可經(jīng)由參考流動(dòng)輸入107傳遞到處理器102。參考流動(dòng)測(cè)量值的一個(gè)舉例是由高精度并經(jīng)校準(zhǔn)的流動(dòng)傳感器(未示出)產(chǎn)生的測(cè)量值?？蛇x擇的是，參考流動(dòng)當(dāng)前信號(hào)可設(shè)置在參考流動(dòng)輸入107處。例如，參考流動(dòng)輸入107通?？稍O(shè)在0伏，但是當(dāng)流過流體流動(dòng)傳感器的流體等于特定速率時(shí)，參考流動(dòng)輸入107設(shè)在3.5伏。
根據(jù)另一實(shí)施方式，圖2說明了自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器。流體流動(dòng)測(cè)量值可由流體流動(dòng)傳感器101產(chǎn)生，并傳遞到處理器102。補(bǔ)償測(cè)量值由補(bǔ)償模塊201產(chǎn)生，并傳遞到處理器102。參考流體流動(dòng)測(cè)量值202還可傳遞到處理器102。注意到，如上所述，指示特定流體流動(dòng)的信號(hào)可選擇性地傳遞到處理器102。處理器還讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備104中的歷史測(cè)量值203。歷史測(cè)量值是歷史流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值和參考流體流動(dòng)測(cè)量值。處理器102采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)105，并將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備104中。
如圖2所示的，顯示補(bǔ)償模塊201經(jīng)由補(bǔ)償測(cè)量值輸入106將補(bǔ)償測(cè)量值傳遞到處理器102。補(bǔ)償模塊201用于進(jìn)行可被用來(lái)補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量的誤差的測(cè)量。補(bǔ)償模塊201可包括導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、壓力或密度傳感器。還可包括其它類型傳感器。補(bǔ)償模塊可包括單個(gè)傳感器，例如單個(gè)導(dǎo)熱性傳感器，或者可包括傳感器的任何組合。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，圖3說明了用于補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器的高標(biāo)準(zhǔn)流程圖。在由方塊301指示的“開始”啟動(dòng)后，可進(jìn)行如方塊302描述的流動(dòng)測(cè)量。按照傳感器是處于校準(zhǔn)模式還是處于測(cè)量模式，進(jìn)行由方塊30指示的判定。如果傳感器處于校準(zhǔn)模式，那么象方塊304描述的那樣讀出補(bǔ)償測(cè)量值，并且象方塊305指示那樣也讀出參考流動(dòng)測(cè)量值，此后所有的測(cè)量值象方塊311指示的那樣與其它的歷史測(cè)量值一起存儲(chǔ)。
應(yīng)當(dāng)注意，參考流動(dòng)測(cè)量值可以是先前的已知值，因?yàn)榱黧w流動(dòng)傳感器經(jīng)常以特定流體流速校準(zhǔn)。隨后，如方塊312指示進(jìn)行判定，以計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)。如果答案為“是”，則如方塊313指示讀出歷史測(cè)量值。如方塊306描述那樣隨后采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)。如果在測(cè)量模式下，如方塊308指示讀出補(bǔ)償系數(shù)，并象方塊309指示那樣隨后采用流體流動(dòng)測(cè)量值和補(bǔ)償系數(shù)的化學(xué)計(jì)量學(xué)分析計(jì)算補(bǔ)償?shù)牧黧w流動(dòng)測(cè)量值。最后如方塊310所描述的那樣輸出補(bǔ)償測(cè)量值。該過程通過返回到如在方塊302所說明的測(cè)量流體流動(dòng)而重復(fù)。
根據(jù)另一實(shí)施方式，圖4說明了自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器。圖4和圖1之間的差別在于出現(xiàn)了補(bǔ)償模塊201，而沒有補(bǔ)償測(cè)量值輸入106。原因在于要經(jīng)常獲得補(bǔ)償測(cè)量值并將它們傳遞到處理器，而在圖1中不是這樣。在圖2描述的實(shí)施方式的各個(gè)方面還應(yīng)用到那些在圖2中示出的，例外是因?yàn)檠a(bǔ)償模塊201經(jīng)常存在所以就沒有補(bǔ)償測(cè)量值輸入106。
根據(jù)另一實(shí)施方式，圖5說明了用于補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器的高標(biāo)準(zhǔn)流程圖。圖5相當(dāng)于圖4描述的補(bǔ)償?shù)牧黧w流動(dòng)傳感器的各個(gè)方面，然而圖3相當(dāng)于圖1描述的補(bǔ)償?shù)牧黧w流動(dòng)傳感器的各個(gè)方面。圖5和圖3之間的一個(gè)差別在于在如方塊303描述的進(jìn)行判定動(dòng)作之前，如方塊304指示的讀出補(bǔ)償測(cè)量值以校準(zhǔn)或測(cè)量。僅有的另一個(gè)差別在于從補(bǔ)償測(cè)量值、補(bǔ)償系數(shù)和流體流動(dòng)測(cè)量值中計(jì)算補(bǔ)償?shù)牧黧w流動(dòng)測(cè)量值501。
應(yīng)當(dāng)理解，各種其它的選擇、修改、變化、改進(jìn)、這里教導(dǎo)的等價(jià)物、或基本等價(jià)物，例如是或可以是目前無(wú)法預(yù)料的、不能認(rèn)識(shí)到的、或申請(qǐng)人或其他人隨后想到的，也勢(shì)必由權(quán)利要求書和對(duì)其的改進(jìn)所囊括。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，包括產(chǎn)生流動(dòng)測(cè)量值的流體流動(dòng)傳感器；存儲(chǔ)設(shè)備；存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)；適于接收補(bǔ)償測(cè)量值的補(bǔ)償測(cè)量值輸入；適于接收參考流體流動(dòng)測(cè)量值的參考流體流動(dòng)測(cè)量值輸入；適于存儲(chǔ)化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)和歷史測(cè)量值的存儲(chǔ)設(shè)備，其中歷史測(cè)量值包括流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值、以及過去獲得的參考流體流動(dòng)測(cè)量值；以及處理器，其采用化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)和流體流動(dòng)測(cè)量值產(chǎn)生補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量值，并且在校準(zhǔn)模式中，采用補(bǔ)償測(cè)量值、流體流動(dòng)測(cè)量值、歷史測(cè)量值和參考流體流動(dòng)測(cè)量值來(lái)產(chǎn)生而后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中流體流動(dòng)傳感器是基于溫度的流動(dòng)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)熱性測(cè)量值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)熱性測(cè)量值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)電性測(cè)量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括壓力測(cè)量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括密度測(cè)量值。
8.一種自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，包括產(chǎn)生流動(dòng)測(cè)量值的流體流動(dòng)傳感器；存儲(chǔ)設(shè)備；存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)；產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值的補(bǔ)償模塊；適于接收參考流體流動(dòng)測(cè)量值的參考流體流動(dòng)測(cè)量值輸入；適于存儲(chǔ)化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)和歷史測(cè)量值的存儲(chǔ)設(shè)備，其中歷史測(cè)量值包括流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值、以及過去獲得的參考流體流動(dòng)測(cè)量值；以及處理器，其采用化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)、補(bǔ)償測(cè)量值和流體流動(dòng)測(cè)量值產(chǎn)生補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量值，并且在校準(zhǔn)模式中，采用補(bǔ)償測(cè)量值、流體流動(dòng)測(cè)量值、歷史測(cè)量值和參考流體流動(dòng)測(cè)量值來(lái)產(chǎn)生而后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的化學(xué)計(jì)量學(xué)補(bǔ)償系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中流體流動(dòng)傳感器是基于溫度的流動(dòng)傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)熱性測(cè)量值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)熱性測(cè)量值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)電性測(cè)量值。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括壓力測(cè)量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括密度測(cè)量值。
15.一種自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器測(cè)量的方法，包括步驟采用流體流動(dòng)傳感器產(chǎn)生流體流動(dòng)測(cè)量值；判定在校準(zhǔn)模式下還是在測(cè)量模式下；當(dāng)在校準(zhǔn)模式時(shí)，采用補(bǔ)償模塊產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值；當(dāng)在校準(zhǔn)模式時(shí)，輸入?yún)⒖剂黧w流動(dòng)測(cè)量值；當(dāng)在校準(zhǔn)模式時(shí)，在存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值以及參考流體流動(dòng)測(cè)量值，作為歷史測(cè)量記錄的一部分，其為流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值和過去獲得的參考流體流動(dòng)測(cè)量值的記錄；當(dāng)在校準(zhǔn)模式時(shí)，對(duì)流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值、參考流體流動(dòng)和歷史測(cè)量記錄采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析產(chǎn)生補(bǔ)償系數(shù)；當(dāng)在校準(zhǔn)模式時(shí)，在存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)補(bǔ)償系數(shù)；當(dāng)在測(cè)量模式時(shí)，從存儲(chǔ)設(shè)備中讀出補(bǔ)償系數(shù)；以及當(dāng)在測(cè)量模式時(shí)，通過處理包括流體流動(dòng)測(cè)量值和補(bǔ)償系數(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括當(dāng)在測(cè)量模式時(shí)，采用補(bǔ)償模塊產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值；以及當(dāng)在測(cè)量模式時(shí)，通過處理包括流體流動(dòng)測(cè)量值、補(bǔ)償測(cè)量值和補(bǔ)償系數(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)償測(cè)量值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中流體流動(dòng)傳感器是基于溫度的流體流動(dòng)傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中流體流動(dòng)傳感器是基于溫度的流體流動(dòng)傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)熱性測(cè)量值。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括導(dǎo)電性測(cè)量值。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中補(bǔ)償測(cè)量值包括壓力測(cè)量值。
全文摘要
一種自動(dòng)補(bǔ)償流體流動(dòng)傳感器，采用化學(xué)計(jì)量學(xué)分析產(chǎn)生補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量值。補(bǔ)償測(cè)量值包括至少一種附加測(cè)量值，例如導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、壓力或密度測(cè)量值，可用于改進(jìn)流體流動(dòng)測(cè)量值，以補(bǔ)償流體流動(dòng)測(cè)量值中的誤差。需要參考流體流動(dòng)以通過化學(xué)計(jì)量學(xué)分析校準(zhǔn)傳感器。
文檔編號(hào)G01F1/696GK101087997SQ200580042872
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者M·A·雷普科 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司