湿气测量 本申请要求于2007年4月20日提交的名称为“WET GASCALCULATIONS”的美国临时申请No.60/913,148，于2007年10月4日提交的名称为“WET GAS MEASUREMENT”的美国临时申请No.60/977,537，以及于2007年11月7日提交的名称为“WET GAS MEASUREMENT”的美国申请No.11/936,470的优先权，其全部引用作为参考。
【技术领域】
本申请涉及流量计。
背景技术
流量计提供关于传输通过导管的物质的信息。例如，质量流量计提供传输通过导管的物质的质量的测量。类似地，密度计提供流动通过导管的物质的密度的测量。质量流量计也可提供物质的密度的测量。
例如，科氏(Corilolis)质量流量计是基于科氏效应，其中流经导管的物质变为径向运动的质量，其受到科氏力的作用，因而经受加速度。许多科氏质量流量计通过关于垂直于导管长度的枢轴正弦地摆动导管而引发科氏力。在这样的质量流量计中，运动的流体质量经受的科氏作用力传递到导管自身并显现为导管在转动平面内沿科氏力矢量方向的偏转或者偏移。
【发明内容】
在一个总的方面，多相过程流体通过可振动流管和压差流量计。在可振动流管中引起运动。多相过程流体的第一表观属性基于能够振动流管的运动确定。与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值基于第一表观属性确定。一个或多个修正的中间值基于表观中间值和修正的中间值之间的映射确定。多相过程流体的一个或多个推算的特定相属性基于修正的中间值确定。多相过程流体的湿度测量基于一个或多个推算的特定相属性确定。多相过程流体的第二表观属性通过利用压差流量计确定。多相过程流体的相的修正的特定相属性基于湿度测量和第二表观属性确定。
实施例可包括一个或多个以下特征。映射可以是神经网络。多相过程流体可以是湿气。确定多相过程流体的第一表观属性可包括基于能够振动流管的运动确定多相过程流体的第三表观属性。基于第一表观属性确定与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值可包括基于第一表观属性和第三表观属性确定与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值。多相过程流体的第一表观属性可以是多相过程流体的表观总体质量流速，第三表观属性可以是多相过程流体的表观总体密度。基于第一表观属性确定与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值可包括确定多相过程流体的体积百分率和多相过程流体的体积流速。
对应过程流体的其它属性的一个或多个测量可以被接收。多相过程流体的其它属性可包括多相过程流体的温度、与多相过程流体相关的压力或者多相过程流体的含水量(water-cut)的一个或多个。
基于第一表观属性确定与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值可包括基于第一表观属性和其它属性确定一个或多个表观中间值。
湿度测量可以是Lockhart-Martinelli(洛克哈特-马丁内利)参数。第二表观属性可以是作为干气的多相过程流体的质量流速。压差流量计可以是孔板。基于湿度测量和第二表观属性确定多相过程流体的特定相属性可包括确定多相过程流体的气相地质量流速。
上面描述的任何技术的实施例可以包括一种方法或者过程、系统、流量计或者存储在流量计发送器的存储装置上的指令。特定实施例的细节在下面的附图以及描述中提出。其它特征将从下面的包括附图的描述以及权利要求中变得明显。
【附图说明】
图1A是利用弯流管的科氏流量计的示例。
图1B是利用直流管的科氏流量计的示例。
图2是科氏流量计的方框图。
图3是示出包括压差流量计和科氏流量计的系统的方框图。
图4是实施神经网络处理器的数字控制器的方框图，其可以与数字质量流量计一起用于多相流体流。
图5A和5B是示出相应于多相流体采用科氏流量计和压差流量计的流程的流程图。
图6是夹套(jacketing)的示例。
【具体实施方式】
流量计的类型包括数字科氏流量计。例如，美国专利6,311,136，其在此引用作为参考，公开数字科氏流量计和包括信号处理和测量技术的相关技术的使用。这样的数字流量计在它们的测量中可以非常精确，几乎没有或者具有可忽略的噪音，并能够在用于驱动导管的驱动器线路上实现宽范围的正负增益。因此，这样的数字科氏流量计在各种设置中是有利的。例如，共同受让的美国专利6,505,519，其被引用作为参考，公开了使用宽增益范围和/或使用负增益以防止流管的堵塞和更精确的进行控制，即使在困难的条件例如两相流(例如，包含液体和气体的混合物的流)的情形下。
尽管下面参照例如图1A、1B和2特别讨论数字科氏流量计，但是应当理解，模拟科氏流量计也是存在的。尽管这样的模拟科氏流量计会倾于存在模拟线路的典型缺点，例如相对于数字科氏流量计的低精度和高噪声测量，它们也可与在此讨论的各种技术和实施例相容。因此，在下面的讨论中，术语“科氏流量计”或者“科氏计”用于指各种类型的装置和/或系统，其中科氏效应用于测量流经流管或者其它导管的(各)物质的质量流速、密度和/或其它参数。
图1A是使用弯流管102的数字科氏流量计。具体地说，弯流管102可以用于测量例如(流动或者非流动)流体的一个或多个物理特性，如上所述。在图1A中，数字发送器104与弯流管102交换传感器和驱动信号，以既感应弯流管102的震荡又相应地驱动弯流管102的震荡。通过快速和精确地确定传感器和驱动信号，数字发送器104，如上所述，适用于弯流管102的快速和精确操作。与弯流管一起使用的数字发送器104的例子在例如共同受让的美国专利6,311,136中提出。
图1B是利用直流管106的数字科氏流量计的示例。更具体地说，在图1B中，直流管106与数字发送器104相互作用。这样的直流管在概念层面上类似于弯流管102地进行操作，并且相对于弯流管102具有许多优点/缺点。例如，仅由于其结构的几何特征，直流管106会比弯流管102更易于(完全)充填和清空。在操作中，弯流管102可以以例如50-110Hz的频率操作，而直流管106可以以例如300-1,000Hz的频率操作。弯流管102代表具有各种直径的流管，并可以在多个方向例如在竖直或者水平方向操作。直流管106也可具有各种直径，并可在多个方向操作。
参照图2，数字质量流量计200包括数字发送器104、一个或多个运动传感器205、一个或多个驱动器210、流管215(其也可称作导管，并且其可以代表弯流管102或者直流管106或者其它类型的流管)、温度传感器220和压力传感器225。数字发送器104可以通过利用例如处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、ASIC、其它可编程逻辑或者门阵列、或者具有处理器内核的可编程逻辑的一个或多个实施。应当理解，如在美国专利No.6,311,136中所述，相关的数模转换器可以被包括用于驱动器210的操作，而模数转换器可以用于从传感器205转换传感器信号以由数字发送器104使用。
数字发送器104可包括总体(Bulk)密度测量系统240和总体质量流速测量系统250。总体属性泛指流体的整体属性，与当多相流存在时(如下所述)流体的构成组分的属性相对。密度测量系统240和质量流速测量系统250可基于至少来自运动传感器205的信号分别产生流经流管215的物质的密度和/或质量流速的测量。数字发送器104还控制驱动器210以在流管215中引起运动。该运动通过运动传感器205传感。
流经流管的物质的密度测量与例如通过驱动器210提供的驱动力在流管215中引起的流管215的运动的频率(典型地为共振频率)和/或流管215的温度相关。类似地，通过流管215的质量流与流管215的运动的频率和相以及流管215的温度相关。
流管215中的温度，其通过利用温度传感器220测量，影响流管的某些属性，例如其刚度和尺度。数字发送器104可以补偿这些温度影响。同样在图2中，压力传感器225与发送器104连通，并连接到流管215以可操作地传感流经流管215的物质的压力。
应当理解，进入流管215的流体压力和跨过流管上的相关点的压力降二者可以是某些流动情形的指示器。同样地，尽管外部温度传感器可以用于测量流体温度，但是除了设计用于测量用于流管校准的代表性温度的内部流量计传感器之外，可以使用这样的传感器。再者，一些流管使用多个温度传感器，从而相应于过程流体和环境(例如流管壳体的外壳温度)之间的温差的影响而进行修正测量。
在图2中，应当理解，数字发送器104的各个部件彼此连通，尽管通信线路没有明确示出以为了清晰。再者，应当理解，数字发送器104的传统的部件在图2中没有示出，但是被假定存在于数字发送器104中或者可与数字发送器104连通。例如，数字发送器104将典型地包括用于驱动驱动器210的驱动线路、用于基于来自传感器205的传感器信号测量流管215的震荡频率以及测量来自传感器205的传感器信号之间的相位的测量线路。
在某些情形下，科氏流量计能够精确确定流管215中的过程流体的总体密度和总体质量流速。也就是，过程流体的精确的总体密度和/或总体质量流速能够在某些情形下确定。
再者，在一些情形下，通过为两种或者更多物质的混合物(例如油和水或者具有夹带气体的流体)，通过为在不同相中的相同物质(例如，液态水和水汽)，或者通过为不同相中的不同物质(例如，水汽和油)，过程流体可包含超过一个相。在一些多相流的情形下，科氏流量计可以精确地确定流体的总体密度和总体质量流速，其然后能够用于精确确定组分相的密度和/或质量流速。
但是，在其它多项流情形下，科氏流量计不能以满意的方式工作。尽管科氏流量计在存在多相过程流体下继续操作，但是多相流体的存在会影响作为科氏流量计的一部分的流管(或者导管)的运动。这样，由流量计确定的输出可能不准确，因为流量计操作是基于过程流体是单相或者过程流体为具有例如高液体粘性的属性和/或在相之间没有滑移的多相流体的假设。这些输出可称作表观属性，因为它们没有相应于多相流的影响而被修正。尽管表观属性通常是那些没有相应于多相流的作用而被修正的，但是这些属性的初始推算已经相应于其它影响而被修正以产生表观属性。例如，相应于温度和/或压力对属性的影响，这些属性的初始推算可以被修正以产生表观属性。
例如，在一些多相流情形下，科氏流量计不能在特定应用需要的公差范围内测量多相流的总体密度、总体质量流速、构成组分密度或者多相流的构成组分的质量流速，因为这些属性是基于存在单相流的假设而确定的，并且通过多相流引起的结果误差大于要求的公差。
这样的情形的例子包括其中过程流体是湿气(也就是，其大部分包含气体组分，但具有一些液体组分)的情形。湿气典型地发生在包括天然气的应用中，其中气体组分是天然气，液体组分可以是水、碳氢化合物或者压缩油(或者其一些组合)。其中发生湿气的其它应用可包括引入蒸汽作为过程流体的应用。
湿气一般包括这样的过程流体，即其包含5％体积或者更少的流体，或者，换句话说，过程流体具有0.95(95％)或者以上的空隙度(void fraction)。但是，下面关于湿气描述的技术并不限于包含5％体积或者更少液体的过程流体。而是，所述技术由给定应用要求的精度界定，精度取决于科氏流量计以及下面关于给定空隙度描述的其它流量计的精度。
参照图3，压差流量计304可以与科氏流量计306组合使用以更精确地测量湿气或者其它的多相过程流体的属性。如所示，系统300包括承载过程流体(例如湿气)的导管302、压差流量计304、测量过程流体的表观总体质量流速和表观总体密度的科氏流量计306以及流计算器308。在一些实施例中，流计算器308可作为上述的发送器104。在一些实施例中，流计算器308可以与压差流量计304和科氏流量计306分离。通常，压差流量计，例如压差流量计304，导引过程流体流入具有不同于承载过程流体的导管的截面积的截面积的压差流量计304区段中。这导致流速和压力的变化。通过测量压力变化，能够计算流速。总体质量流速能够从总体流体的流速和密度计算。总体流体的密度可以被测量，从压力和温度值计算，或者以其它方式确定。但是，如科氏流量计一样，总体质量流速的计算可以基于单相流的假定而执行，因此当存在多相流体时测量会不精确。因此，总体质量流速可以是表观总体质量流速，因为其没有被修正以适用于多相流。
在一些实施例中，压差流量计304可以是孔板。孔板典型地为包括多孔的平板。孔板一般安装在一对凸缘之间并安置在光滑管的直的部分中以避免由部件以及阀干扰到流型。
通过孔板的流的特征在于速度和压力的变化。流体压力随着其前进通过孔板而降低。随着流体通过孔口，流体汇聚，并且流体速度增大到最大值。在该点上，压力处于最小值。随着流体分开以充填整个管区域，速度减少回到原始值。在孔板下游，相对于流体通过孔板发生的压力降低，压力增大。压力增大以使得恢复压力降的大约60-80％。换句话说，压力向着原输入值增大，典型地，恢复最大压力降的60-80％。在孔口两侧上的压力被测量，从而导致压力差，其与流速成正比。从该速度，对于已知流体密度，表观总体质量流速可以被计算。
这样，压差流量计304可以是孔板。孔板可包括用于承载过程流体的导管302和位于导管302中的孔板。箭头310表示流向。孔板上游是第一压力传感器，孔板下游是第二压力传感器。第一传感器和第二传感器的测量之间的不同提供压差，其可以用于计算流速和表观总体质量流速。
表观总体属性通过科氏流量计306确定，压差流量计304可以用于确定例如流体的构成组分的质量流速的修正值，如下面进一步描述的。
为此目的，参照图4，科氏流量计306可使用数字控制器400代替上面参照图1A、1B和2描述的数字发送器104。数字控制器400还可称作数字发送器。在数字发送器104的这个实施例中，连接到流管的过程传感器404产生过程信号，其包括一个或多个传感器信号、一个或多个温度信号以及一个或多个压力信号。例如，过程传感器404可包括参照图2所述的温度传感器220、压力传感器225和/或运动传感器205。模拟过程信号通过A/D转换器406转换为数字信号数据并存储在传感器和驱动器信号数据缓存408中以供数字控制器400使用。连接到流管的驱动器445产生驱动电流信号并可将该信号与A/D转换器406通信。驱动电流信号然后转换为数字数据并存储在传感器和驱动器信号数据缓存408中。一般地，假定A/D转换器406产生的数字驱动信号产生对应于模拟驱动信号的数字驱动信号。在一些实施例中，数字驱动信号可以被监测以保证数字驱动信号具有适当的振幅、相位和频率特性(例如，数字驱动信号是模拟驱动信号的精确表示)。驱动电压也可被监测。监测可以通过其它A/D通道实现。由其它A/D通道采样的数据可以以类似于传感器数据的方式被分析。该采样数据可以用于诊断目的以及用于保养。或者，数字驱动增益信号和数字驱动电流信号可以由振幅控制模块435产生并连通到传感器和驱动器信号数据缓存408以供数字控制器400存储和使用。
数字过程传感器和驱动器信号数据被传感器和驱动器参数处理模块410进一步分析和处理，该处理模块410产生物理参数，其包括频率、相位、电流、阻尼和振动的振幅。该信息被提供到原始总体质量流测量模块412和原始总体密度测量模块414。原始质量流测量模块412产生表征流体的表观总体质量流速的原始总体质量流速测量信号。原始总体密度测量模块414产生表征流体的表观总体密度的原始总体密度测量信号。
多相流误差修正模块420接收，作为输入，原始总体质量流速测量信号和原始总体密度测量414，以及传感器和驱动器参数处理模块410的物理参数。当过程流体可包含单相或者多相流情形时，流体条件状态可以被检测，其使得当存在多相流时由多相流误差修正模块420进行处理，或者当存在单相流时跳过由多相流误差修正模块420进行的处理。但是，如果过程流体包括已知的两相(例如，气体和液体组分)，三相(例如，一种气体和两种液体组分)或者其它多相流(例如，一种或多种气体和一种或多种液体组分)，流体条件状态的确定可以不是必须的。在这个例子中，过程流体可以是已经知道其包括气体体积百分率(gvf)和液体体积百分率(lvf)的湿气。
多相流误差修正模块420包括映射函数，例如神经网络，其用于帮助补偿多相流条件。映射函数能够在软件程序中实施，或者可以在单独的编好程的硬件处理器中实施。
进入映射函数的输入可以是从表观总体质量流速测量信号和表观总体密度测量信号确定的表观中间值。在这个实施例中，多相流误差修正模块420从多相过程流体的原始总体质量流速和表观总体密度确定表观中间值。表观中间值输入到映射函数中并且相应于多相流的影响进行修正。修正的表观中间值输出到质量流速测量输出块430。在其它的实施例中，表观(或者原始)总体质量流速测量和表观总体密度可输入到映射函数。
当使用神经网络时，神经网络系数和训练模式425储存预定组神经网络系数，其由神经网络处理器使用用于上述修正。神经网络系数和训练模块425也可通过使用训练数据执行在线训练功能以使得一套更新的系数能够被计算以供神经网络使用。尽管预定组神经网络系数的预定设置通过基于已知的两相、三相或者更高相质量流速的广泛的实验室测试和实验产生，但是由模块425执行的在线训练功能可以发生在流量计的初始运行阶段，或者可以发生在每当流量计被初始化时。
来自映射函数的修正的中间值输入到质量流速测量输出块430。通过利用修正的中间值，质量流速测量输出块430确定流体的特定相属性的推算值，例如多相流体的组成相的质量流速。推算值然后与通过压差流量计304产生的测量一起使用以确定流体的特定相属性的精确或修正测量，例如组成相的质量流速，如下面进一步描述的。在一些实施例中，测量输出块430验证相应于各相的质量流速测量并且可以执行不确定性分析以产生与验证有关的不确定性参数。
传感器参数处理模块410也输入阻尼参数和振动振幅参数到振幅控制模块435。振幅控制模块435进一步处理阻尼参数和振动振幅参数并产生数字驱动信号。数字驱动信号通过D/A转换器440转换为模拟驱动信号用于操作连接到数字流量计的流管的驱动器445。在一些实施例中，振幅控制模块435可处理阻尼参数和振动振幅参数并产生模拟驱动信号用于直接操作驱动器445。
参照图5A和5B，示例的流程500A和500B可以由系统300和控制器400实施以确定包括在多相过程流体中的相的修正的特定相属性。例如，流程500A和500B可以用于确定多相过程流体的每个相的质量流速。多相过程流体可以是例如三相流体例如包括一个气相和两个液相(例如甲烷、水和油)的湿气。
如下所述，在一个实施例中，一个或多个表观中间值基于多相流体的表观或者原始属性确定。例如，表观中间值可基于如通过例如科氏流量计306确定的多相过程流体的表观总体质量流速和/或表观总体密度确定。表观中间值输入到例如神经网络中以产生修正的中间值，其适于存在多相过程流体的作用。修正的中间值用于确定流体的特定相属性的推算值，例如多相过程流体的每个相的质量流速。利用中间值而非多相过程流体的表观总体质量流速和表观总体密度可有助于提高多相过程流体的每相的推算的质量流速的确定的精度。推算的特定相属性然后用于确定多相流体的湿度测量。湿度测量然后与来自压差流量计(例如孔板)的测量一起使用以确定多相流体的特定相属性的修正值，例如多相流体的相的质量流速。
特别参照图5A，多相过程流体通过科氏计306的可振动流管(505)。在可振动流管中引起运动(510)。多相流体可以是两相流体、三相流体或者包括超过三个相的流体。通常，多相流体的每相可以被认为是多相流体的组分或者部分。例如，两相流体可以包括非气相和气相。非气相可以是液体，例如油，气相可以是气体，例如空气。三相流体可以包括两个非气相和一个气相。例如，三相流体可包括一种气体和两种液体例如水和油。在另一例子中，三相流体可以包括气体、液体和固体(例如沙)。此外，多相流体可以是湿气。尽管湿气可以是上述的任何多相流体，湿气通常由超过95％体积的气相组成。通常，多相流体的每相可以称作多相流体的组分或者部分。流程500A和500B可以应用到任何的多相流体。
多相流体的第一表观属性基于可振动流管的运动而确定(515)。多相流体的第一表观属性可以是流经可振动流管的流体的表观总体质量流速和/或表观总体密度。如上所述，表观属性是没有相应于多相流体在流管的运动上具有的影响而进行修正的属性。但是，对于其它影响，这样的属性可以被修正以产生表观属性。例如，这些属性的初始推算值可以相应于温度和/或压力在属性上的影响而被修正以产生表观属性。
通常，有时可以使用其它信息(例如，物质在单个相中的已知密度)和/或其它测量(例如，多相流体的压力或者多相流体的含水量)。这样，在一些实施例中，除了基于导管的运动确定的属性例如上述的第一表观属性之外，多相流体的其它的或者“外部的”属性例如温度、压力、含水量可以被测量和用作例如到下述映射的其它输入，以确定如下所述的一个或多个表观中间值，或者有助于确定多相流体的各个组分的流速。其它属性可以通过除了流量计之外的装置测量。例如，多相流体的含水量，其代表多相流体的水的部分，可以通过含水量表确定。其它属性还可以包括与流管相关的压力。与流管相关的压力可以是，例如多相过程流体在流管的入口处的压力，和/或流管两端的压差。其它属性可以是多相过程流体的温度。
在一些实施例中，超过一个表观属性可基于导管的运动确定。例如，在这样的一个实施例中，多相流体的表观总体质量流速和多相流体的表观总体密度可以基于导管的运动确定，这些表观属性都可以用于确定一个或多个表观中间值(例如液体体积百分率和体积流速，如下所述)。下面描述表观总体质量流速和表观总体密度如何能够被确定。
表观总体质量流速可从由科氏计确定的表观质量流速的平均数确定，其中平均周期被选取为表示在一方面由于两相影响所致的噪音减弱和另一方面维持对流速中的真正变化的动态响应之间的平衡。平均周期可以是例如1秒。下面的等式表示平均表观质量流速和表观总体质量流速之间的关系：
mma=m‾0]]>
来自科氏计的表观质量流速可以从下面的等式确定，其中是通过传感器205测量的流管215的以度为单位的观测相位角差(例如，由传感器205测量的信号之间的相位差)，f是流管215的以赫兹为单位的观测频率，T是流管215的以摄氏度为单位的温度，A和B是流管类型的比温系数，F2是流校准因子，和Ff是场可调节流因子(其具有1.000的额定值)：
T0＝20℃
ΔT＝T-T0
m0=Ff.F2.(1+A.ΔT+B.ΔT2).6400f.tan(π360φ)]]>
多相过程流体的表观总体密度可以从由科氏计确定的表观密度的平均数确定：
ρma=ρ‾p,]]>
其中
T0＝20.0℃
ΔT＝T-T0
ΔP＝Pi-P0
ρ0=256f2.D2.(1+C.ΔT)+D4.(1+D.ΔT)]]>
ρp＝ρ0+kpd.(Pi-P0)+kdbias
在上面的等式中，ρ0是以kg/m3为单位的原始密度，ρp以kg/m3为单位的压力修正密度，Pi barA是流管215的入口压力，P0 barA是配置的参考压力，kpd kg/m3/bar和kdbias kg/m3是对于特定流管工作压力和气体密度范围有效的流管特定校准常数，f是流管215的以赫兹为单位的自然频率，P0是以barA为单位的参考压力，Pi是以barA为单位的入口压力，以及T是流管的以摄氏度为单位的温度，D2和D4是特定流管的校准常数。C和D是流管类型的比温补偿参数。下面是修正用于压力的表观总体密度的更一般的等式，其中kpd2和kpd4是特定流管的校准常数：
T0＝20.0℃
ΔT＝T-T0
ΔP＝Pi-P0
ρp=256f2.D2.(1+C.ΔT).(1+kpd2ΔP)+D4.(1+D.ΔT).(1+kpd4ΔP)]]>
与多相过程流体相关的一个或多个表观中间值基于第一表观属性确定(520)。通常，表观中间值(或多个值)是与多相流体相关的值，其包括由于在多相流体中包括超过一个相所致的不准确性。表观中间值可以是例如多相过程流体的体积百分率。体积百分率可以是液体体积百分率，其特定化多相流体的非气体的部分。体积百分率还可以是气体体积百分率，其特定化多相流体的气体的部分。通常，体积百分率是无因次的量，其可以表示为百分数。气体体积百分率还可以称作空隙度。如果多相流体包括液体和气体，液体和气体体积百分率加起来为100％。在其它实施例中，表观中间值可以是多相流体的体积流速。
在一个实施例中，表观中间值是表观体积流速和表观液体体积百分率并基于表观总体质量流速和表观总体密度确定。以m3/s为单位的表观体积流速可以从下面的等式确定：
vma=mmaρma]]>
表观液体体积百分率，其表示为百分数，可以从下面的等式确定，其中，ρl是多相过程流体的液相的推算密度，ρg是多相过程流体的气相的推算密度：
LVFa=ρma-ρgρl-ρg.100%=100-GVFa]]>
多相流体的液相和气相的密度推算可以如下面讨论地确定。在这个例子中，多相流体包括两个液相(例如，为水的第一液体和为冷凝物的第二液体)和一个气相。但是，类似的计算可以相应于多相流体而执行。在下面的等式中，ρl0kg/m3是在已知温度Tl0℃下的基础液体密度，kl/℃是提供对这一密度进行线性校正的系数，作为来自基础温度Tl0的温差的函数，其是从包括在多相流体中的特定物质的知识已知的。在当前流体温度下的组分流体密度ρl1，ρl2kg/m3可以通过下面的等式确定：
ρl1＝ρl10.(1+k11.(T-Tl10)).
ρl2＝ρl20.(1+kl2.(T-Tl20)).
在一些实施例中，使用者可以输入第一液体的体积流百分率(x)。在其它实施例中，体积流百分率可以被假定。在还有其它实施例中，体积流百分率可以被推算。在一些实施例中，体积流百分率可以由使用者提供，或者体积流百分率可以从含水量测量装置例如含水量表获得。
假定在液相之间没有滑移，第一液体的体积流百分率x1％可以通过下面的等式确定：
x1=(ρl-ρl2ρl1-ρl2).100%]]>
通过使用x1％，并假定液相之间没有滑移，组合的液体密度(也就是，液体混合物的液体密度)可以如下地进行计算：
ρl=ρl2+x1100.(ρl1-ρl2)]]>
或者，
ρl=x1100.ρl1+(1-x1100)ρl2]]>
此外，在科氏流管的入口处的压力Pi barA和Ti℃情形下的气体密度推算ρg kg/m3可以被确定，如果给定在参考压力Pg0 barA和参考温度Tg0℃下气体参考密度ρg0kg/m3的话。尽管有许多状态等式考虑了压缩性以及其它的非理想情形，利用理想气体定律的真实气体密度的推算被假定为足够的并且气相密度可以基于下面等式进行推算：
ρg=ρg0.PiPg0.(Tg0+273.15T1+273.15).(1Zf)]]>
在上面的等式中，Zf是气体在气相的压缩性，并且对于一些气体(例如天然气)，压缩性随着压力根据下面的等式而变化：
Zf＝Zf0+kzp.(P-P0)
气体属性模型可以通过利用例如美国气体协会(AGA)等式在线或者离线产生。
一个或多个修正中间值基于表观中间值和修正中间值之间的映射确定(525)。例如，修正的中间值可以是修正的液体体积百分率LVFc(％)和/或修正的体积流vmc，单位m3/s。在一个特定实施例中，修正的中间值为修正的液体体积百分率和修正的体积流速，其从表观液体体积百分率和表观体积流速进行修正。
映射可以是神经网络、统计模型、多项式、函数或者任何其他类型的映射。神经网络或者其它的映射可以通过从多相流体获得的数据进行训练，多相流体的组成相的值是已知的。在一个实施例中，映射是神经网络，其将表观液体体积百分率、表观体积流速、在能够振动流管的入口处的压力和可振动流管两端的压差作为输入。神经网络产生修正的液体体积百分率和修正的体积流速。
在一个实施例中，在输入表观中间值到映射之前，表观中间值可以被过滤或者处理以降低测量和过程噪音。例如，线性滤波器可以应用到表观中间值以减少测量噪音。线性滤波器的时间常数可以设定为反映测量仪器的响应时间(例如1秒)的值以使得滤波器保持对流经流管的流体中的实际变化的敏感性(例如，非气体流体的液滴(slug))，同时还能够减少测量噪音。
用于修正或者提高多相测量的映射的发展可以包括在试验条件下采集数据，其中实际或者参考测量通过其它校准仪器提供。通常，执行覆盖所有能想到的多相情形的实验是不实际的，要么是由于测试设备的限制，和/或与执行可能数千次的实验有关的成本和时间。此外，对于任何延长期限，几乎不可能维持多相流恰好恒定，这是由于会在多相情形中发生内在的不稳定流情形。相应地，通常必须计算所有关联参数的平均值，包括在每次实验的持续时间内的表观和实际或者参考参数值，该持续时间典型地为30秒至120秒的持续时间。这样，映射可以从试验数据进行构造，其中每个数据点源自在例如30秒至120秒持续时间内的平均数。
当在多相流期间在流量计中实时应用产生的映射时，会出现困难，由此在流量计中观测到的特定参数值并不包括在从先前采集的实验数据提供的映射中。这发生有两个主要方式。在第一种情形中，尽管流量计历经的情形，平均超过15秒至120秒的时间量程，确实对应由映射覆盖的情形，但是由于多相流中的内在的不稳定性所致的实际情形中的瞬时变化和/或测量噪音，瞬时参数值会落在区域之外。如上所述，该影响在某种程度上能够通过时间平均或者过滤用作进入映射函数的输入的参数而降低，尽管在这样的过滤的噪音减弱效果和流量计对多相流内的情形的实际变化的响应之间存在折衷。可选择地，平均参数值会落在映射之外，因为，例如，覆盖试验阶段期间所有可能的多相情形并不经济可行。
应用映射函数(无论神经网络、多项式还是其它函数)到落在映射意在的区域之外不会是有益的。应用映射到这样的数据会导致产生质量差的测量。相应地，夹套程序可以被应用以保证映射程序的性能适于映射域之外的参数值，而不管参数落在映射域之外的原因如何。包括在该区域中的数据可以称作适当的数据。
这样，表观中间值可以在输入表观中间值到映射之前被“夹套”。对于包括一个输入到映射的实施例，适当的数据的区域可以由一个或多个限制、范围或者阈限定。在其它实施例中，会有超过一个输入到映射。在这些实施例中，适当的数据的区域可以由一系列的直线或者平面限定。相应地，随着到映射中的输入的数量增加，限定适当的数据的区域变得更加复杂。这样，使用较少的输入到映射会是期望的。此外，利用较少的输入到映射会导致更简单的映射，其可以有助于降低映射所使用的计算资源并有助于增加基于映射确定修正的中间值的速度。
简要参照图6，示出夹套的示例。在这个例子中，具有处于限定区域615之外的值的表观中间值610可以确定为不适合输入到映射。通常，规则被限定以修正确定处于限定区域615之外的表观中间值。在如图6所示的例子中，中间值615由两个变量即变量1和变量2(其可以是例如液体体积百分率和体积流速)的值限定。这样，中间值是二维数据。限定区域615由直线620和625限定。但是，在其它例子中，限定区域615可由一个或多个曲线或者超过两个直线限定。在其它例子中，中间值可以是更高阶的数据，并且在这些例子中，限定区域可以由一系列表面限定。
例如，处于限定区域615之外的表观中间值(例如表观中间值610)可以被映射忽略(例如，表观中间值不被映射修正)，表观中间值可以根本不输入到映射，固定修正可以应用到表观中间值而非由映射确定的修正，或者对应将应用于最接近表观中间值的值的修正可以被施加。用于修正处于限定区域之外的表观中间值的其它规则可以被实施。通常，夹套专门用于特定映射并被限定用于每个映射。
类似于上面描述的夹套，修正的表观值可以在其被进一步处理之前被夹套，或者采用其它方式被检查。
再次参照图5A，多相过程流体的一个或多个推算的特定相属性可以基于修正的中间值确定(530)。与例如直接使用第一表观属性相比，利用上述的一个或多个表观中间值而非直接来自流管的值(例如，多相液体的表观总体质量流速)可提高流程500A的精度。特定相属性可以是例如多相流体的非气相和气相的质量流速和/或密度。下面的等式示出基于修正的混合物体积流速和修正的液体体积百分率确定多相过程流体的组成相的推算的特定相质量流速。
表示为百分数的气相的修正的体积百分率GVFc可以从下面的等式确定：
GVFc＝100-LVFc％
以m3/s为单位的气相的特定相体积流速可以从下面的等式确定，其中vmc是上面关于(525)讨论的修正的混合物体积流：
vgc=GVFc.vmc]]>
多相过程流体的气相的特定相质量流速可以从下面的等式进行确定：
mgc=ρg.vgc=ρg0.svgc]]>
其中气体的修正的标准体积流svgc是在温度和压力的限定的标准情形下，其具有由下面给出的密度ρg0：
svgc=ρgρg0vgc]]>
特定相质量流速还可以被确定用于多相过程流体的非气相(液体混合物和特定液体组分二者)。继续上面的例子，多相过程流体具有一个气相和两个液相。液体混合物和特定液相的修正的体积流速(m3/s)可以从下面的等式确定，其中vmc是如上关于(525)讨论的修正的混合物体积流速：
vlc=LVFc100.vmc]]>
vl1c=x1100.vlc]]>
vl2c=(1-x1100).vlc=vlc-vl1c]]>
第一和第二液相的特定相质量流速(以及液体质量流速)然后可从下面的等式确定：
mlc=ρlvlc]]>
ml1c=ρl1vl1c]]>
ml2c=ρl2vl2c]]>
这样，流程500A可产生包括在多相过程流体中的组分相的质量流速的推算，该推算是基于从流管215的运动获得的多相过程流体的表观属性。
参照图5B，如上所述的推算的特定相属性用于示例的流程500B中以基于多相流体的第二表观属性和湿度测量确定多相过程流体的修正的特定相属性。湿度测量通常表明在多相过程流体中的湿气量，而湿度测量可以是Lockhart-Martinelli参数。第二表观属性是多相过程流体的表观属性，其从使得流体通过压差流量计304例如孔板而被确定。第二表观属性可以是多相过程流体的表观总体质量流速。例如，当孔板用于湿气环境中时，第二表观属性可以是将该流体视为干气(例如，并不包括液体的气体)的流体质量流速。
多相过程流体通过压差流量计304(560)并且第二表观属性通过利用压差流量计304确定(565)。压差流量计可以是孔板，如上面关于图3所述的。在其它实施例中，压差流量计可以是文丘里(Venturi)流量计或者V锥形流量计。在还有其它实施例中，可使用任何对特征能够被确定的流的阻塞。此外，或者可选择地，其它类型的流量计可以被使用。例如，基于涡流、涡旋、电磁或者超声波现象的流量计可以被使用。而且，也可以使用其它压差式装置。
第二表观属性是通过压差流量计确定的多相过程流体的表观属性。在一个实施例中，第二表观属性是由孔板确定的多相流体的质量流速，其中将流体视为干气。如科氏计，当存在多相过程流体时，压差流量计也将产生不准确的结果。特别地，孔板可假定多相流体是干气。这样，从用于多相流体的孔板的读数是不精确的并且一般代表将多相流体视为干气的多相流体的质量流速。
多相过程流体的湿度测量基于一个或多个推算的特定相属性确定，所述特定相属性基于一个或多个修正的中间值确定(570)。尽管下面的讨论对于密度使用相同的符号，但是应当理解，在压差流量计和科氏流量计上的密度会不同。多相过程流体的湿度测量可以是Lockhart-Martinelli参数，其从下面的等式确定，其中ρg是包括在多相过程流体的气相中的气体在压差流量计304处的推算密度，ρl是包括在多相过程流体的液相中的液体在压差流量计304处的推算密度，ml是从流程500A确定的液相的推算质量流速，而mg是从流程500A确定的气相的推算质量流速。
XL-M=vlvgρlρg=mlmgρgρl]]>
气相和液相的推算密度能够以类似于关于流程500A的操作520描述的方式被确定，除了使用在压差流量计304上的温度和压力条件而非科氏流量计306处的温度和压力情形。
多相过程流体的组成相的一个或多个修正特定相属性基于第二表观属性和湿度测量确定(575)。继续上面的例子，特别地，但当流体为湿气时，第二表观属性可以是作为干气的多相过程流体的质量流率，湿度测量可以是Lockhart-Martinelli参数。修正的特定相属性可以是多相过程流体的气相和非气相的质量流速。气相的修正的质量流速和液相的修正的质量流速可以分别从下面的Murdock校正方程确定，其中mgTP是由压差计测量的多相过程流体的表观总体质量流速。
mgc=mgTP1+1.26XL-M]]>
mlc=XL-Mc.mgc.ρlρg]]>
当超过一种液体包括在液相中时，特定液体组分的质量流速可以通过利用下面的等式确定：
ml1c=ρl1vl1c]]>
ml2c=ρl2vl2c,]]>
其中vl1c是第一液体的修正体积流速，而vl2c是第二液体的修正体积流速，其全部都可以如下地计算：
vlc=mlcρl]]>
vl1c=x1100.vlc]]>
vl2c=(1-x1100).vlc]]>
其中x1是如前的流体组分1的已知的测量的或者假定的体积流百分率。
Murdock修正进一步描述在Murdock，J.W.的1962年12月的“Two-phaseflow with orifices”Journal of Basic Engineering，ASME Transactions 84(4)，第419-433页中。
作为替代，特别是当流体是湿气时，气相的修正的质量流速和液相的修正的质量流速可以分别从下面的Chisholm修正等式确定：
mg=mgTP1+C.XL-M+XL-M2=mgTP1+XL-M.(C.+XL-M)]]>
其中，
C=(ρlρg)0.25+(ρgρl)0.25,(XL-M<1)]]>
此外，液相的修正的质量流速可以基于下面的等式确定，其在上面被描述过：
ml1c=ρl1vl1c]]>
ml2c=ρl2vl2c]]>
vlc=mlcρl]]>
vl1c=x1100.vlc]]>
vl2c=(1-x1100).vlc]]>
Chisholm修正进一步描述在Chisholm，D.的1967年2月的“Flow ofincompressible two-phase mixtures through sharp-edged orifices”IMechEJournal of Mechanical Engineering Science，Vol 9，No 1第72-78页中以及Chisholm，D.的1977年6月的“Research Note：Two-phase flow throughsharp-edged orifices”IMechE Journal of Mechanical Engineering Science，Volume 19，No 3第128-130页中。
在其它的实施例中，其它修正可以适当使用，取决于所用压差流量计的类型。例如，如果使用文丘里流量计，那么可以使用De Leeuw修正。该修正在形式上类似于Chisholm修正，具有修改过的系数。例如，参见DeLeeuw，H.的1994年10月的“Wet Gas Flow Measurement using a combinationof Venturi meter and a tracer technique”North Sea Flow Measurement Workshop，Peebles，Scotland，以及De Leeuw，H.的1997年10月的“Liquid Correction ofVenturi Meter Readings in Wet Gas Flow”North Sea Flow MeasurementWorkshop，Norway。
在(575)中确定的修正的特定相属性与在(530)中确定的推算特定相属性比较。比较在(530)中确定的特定相属性，其基于来自科氏计的数据确定，和在(575)中确定的特定相属性，其基于来自科氏计和压差计的数据确定，这允许评定仪器是否正常工作。例如，如果特定相属性被比较并发现类似，那么通常表明科氏计和压差计正常工作。
在各个实施例中描述的计算通过科氏流量计的发送器、通过耦合到科氏计和/或压差流量计的计算装置或者通过耦合到科氏流量计和压差流量计的流计数器或者计算装置执行。
已经描述了多个实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改。相应地，其它实施例落在权利要求的范围内。