本發明專利技術名稱為用于運行共振測量系統的方法及其相關共振測量系統，示出并說明一種用于運行共振測量系統(1)、尤其是科里奧利質量流量計的方法，其中所述共振測量系統(1)包括至少一個電最終控制裝置(3)、作為振動發生器的至少一個電磁驅動裝置(4)和至少一個與介質相互作用的振動元件(5)，所述電最終控制裝置(3)提供電激勵信號(u2)用于激勵所述電磁驅動裝置(4)，所述電磁驅動裝置(4)激勵所述振動元件(5)以至少一種本征形式振動，其中設置所述共振測量系統(1)的至少描繪所述振動元件(5)的數學模型(8)，并且所述數學模型(8)的參數通過合適地激勵所述振動元件(5)以及分析所述數學模型(8)來識別，并且將所識別參數和/或由此推導出的參量用于運行所述共振測量系統(1)。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術名稱為用于運行共振測量系統的方法及其相關共振測量系統，示出并說明一種用于運行共振測量系統(1)、尤其是科里奧利質量流量計的方法，其中所述共振測量系統(1)包括至少一個電最終控制裝置(3)、作為振動發生器的至少一個電磁驅動裝置(4)和至少一個與介質相互作用的振動元件(5)，所述電最終控制裝置(3)提供電激勵信號(u2)用于激勵所述電磁驅動裝置(4)，所述電磁驅動裝置(4)激勵所述振動元件(5)以至少一種本征形式振動，其中設置所述共振測量系統(1)的至少描繪所述振動元件(5)的數學模型(8)，并且所述數學模型(8)的參數通過合適地激勵所述振動元件(5)以及分析所述數學模型(8)來識別，并且將所識別參數和/或由此推導出的參量用于運行所述共振測量系統(1)。【專利說明】用于運行共振測量系統的方法及其相關共振測量系統
本專利技術涉及一種用于運行共振測量系統、尤其是科里奧利質量流量計的方法，其中所述共振測量系統包括至少一個電最終控制裝置(Stelleinrichtung)、至少一個作為振動發生器的電磁驅動裝置、至少一個與介質相互作用的振動元件，所述電最終控制裝置提供電激勵信號U2用于激勵所述電磁驅動裝置，所述電磁驅動裝置激勵所述振動元件以至少一種本征形式(Eigenform)振動，其中設置所述共振測量系統的至少描繪所述振動元件的數學模型并且通過合適地激勵所述振動元件以及分析所述數學模型來識別所述數學模型的參數并且將所識別參數和/或由此推導出的參量用于運行所述共振測量系統。
技術介紹
先前提到的這種類型共振測量系統自多年來為人所知，不僅以科里奧利質量流量計的形式，而且作為根據音叉原理的密度計或物位控制器、作為石英天平和帶式粘度計以及其它等等。這些共振測量系統與過程/過程介質連接，其中過程和過程介質和共振測量系統相互影響。下文作為示例，共振測量系統是科里奧利質量流量計，這不應理解為限制。涉及具有一個測量管還是多個測量管、具有直的測量管還是彎曲的測量管的科里奧利質量流量計不重要。目前，純粹概括性地將以下這樣的系統-其中關于在固有頻率方面待確定的過程參量(測量參量)的信息是加密的(verschlilsselt)-，和/或以下這樣的系統-其中工作點被設置為測量系統的固有頻率-稱為“共振測量系統”。以下實施可應用于所有屬于此定義的系統。在科里奧利質量流量計中，測量管相應于共振測量系統的振動元件；振動元件的特殊擴展方案也不是對一般而言可應用于共振測量系統的示教的限制。在工業過程測量技術中，被構造為科里奧利質量流量計的共振測量系統主要應用在必須以高準確性來確定質量流的地方。科里奧利質量流量計的操作方式基于以下:是由振動發生器來激勵至少一個由介質流過的測量管-振動元件-振動的,其中該振動發生器根據需要是電磁驅動裝置。在這樣的電磁驅動裝置中，通常線圈有電流流過，其中對振動元件的作用力直接與線圈電流有關。在科里奧利質量流量計中，操作方式基于以下:有質量的介質由于通過兩個正交的運動-電流的運動和測量管的運動引起的科里奧利慣性力而反作用于測量管的壁。介質對測量管的該反作用導致測量管振動與測量管的沒有介質流經的振動狀態相比發生改變。通過檢測有介質流經的科里奧利測量管振動的該特點，可以以高準確性來確定經過測量管的質量流量。因此，特別重要的是，科里奧利質量流量計的固有頻率或科里奧利質量流量計的能振動的部分的固有頻率基本上是作為振動元件的測量管的固有頻率，這是因為科里奧利質量流量計的工作點通常設置為測量管的固有頻率，以便能夠以最小的能量消耗來加上(einpdgen)用于感應科里奧利力所需的振動。隨后由測量管實現的振動具有特定形態，其被稱作相應激勵的本征形式。科里奧利質量流量計中固有頻率特別重要的另一個原因是有介質流經的測量管的固有頻率和有效偏轉的振動質量(測量管和測量管中介質的質量)之間的直接物理聯系；通過這種關聯可以確定介質的密度。由現有技術已知，為了激勵振動元件，由調節器產生諧波(harmonisch)基本信號(Basissignal)作為以正弦波電壓形式的調節器輸出信號并且該正弦波電壓控制電最終控制裝置，其中電最終控制裝置的任務是，在其輸出端上提供相應的功率，以便能夠以合適的方式且以足夠的功率來控制電磁驅動裝置；因此，電最終控制裝置實際上是調節器和共振測量系統的電磁驅動裝置之間在功率方面的連接件。通常，已知的科里奧利質量流量計還配備有振動傳感器，借助于振動傳感器檢測振動元件的振動，這是因為通常關于介質-例如流量、密度和粘性的令人關注的物理信息位于與介質相互作用的振動元件的振動中。通常，調節器用于共振地運行振動元件，為此必須確定振動元件的輸入參量和輸出參量是否具有相應于共振的相位差。在科里奧利質量流量計的情況下，這在輸入側是用來激勵作為振動元件的測量管的力并且這在輸出側是測量管的速度。當輸入側的作用力和輸出側的測量管速度具有0°的相位差△ Φ時，則由于該能振動的系統所基于的關聯而出現共振。如果滿足此相位條件，則出現期望的共振。出于這個原因，用于運行現有技術中已知的共振測量系統的調節回路在任何情況下也是相位調節回路。然而，“運行共振測量系統”不必僅僅涉及以共振頻率激勵振動元件的標準應用情況，而是還可能是所期望的，以其它的頻率激勵振動元件，例如用于選擇性的參數識別，如從DE 10 2008 059 920 Al中已知的那樣。在此，使用共振測量系統的振動行為的特定特性，以便能夠在激勵信號和振動元件的響應信號之間有特定起振相位位置時特別簡單地識別共振測量系統的特定參數一在理想的情況下僅僅一個參數。例如可能期望的是，僅僅針對特定起振相位-例如針對-45°、0°和+45°來分析共振測量系統的數學模型一通常情況下即模型化的且所激勵的特定本征形式的傳遞函數。用于運行共振測量系統的數學模型在現有技術中經常是振動元件的結構力學模型，其在公式方面導致二階的傳遞函數并且其描述特定激勵模式的振動行為，對此還參考DE 10 2005 013 770 Al。共振測量系統的數學模型的參數識別對于不同的技術應用目的很有吸引力，因此共振測量系統本身的識別對于不同的技術應用目的也很有吸引力。一方面，共振測量系統的物理行為相關的參數一例如振動元件的振動質量、振動元件的彈簧鋼性和振動元件的阻尼提供關于共振測量系統狀態的概況，使得例如在制成共振測量系統之后能夠實現關于如下的判斷:所制成的共振測量系統的特性是否位于特定公差之內(質量可靠性)。借助數學模型來重復測量或確定系統參數還可以在運行/安裝狀態下被用于確定共振測量系統的系統行為變化，還可以推斷出可能的錯誤和初始的缺陷，使得例如該診斷還屬于運行共振測量系統。然而，用于初始確定特定系統參數以及持續確定特定系統參數的另一應用情況還是通過在計算時考慮共振測量系統的改變的參數來在線校正測量。在共振測量系統的所有提到的運行情況中，識別測量參數的準確性、計算實際測量值的準確性和診斷的準確性很大程度上完全取決于，能夠多準確地確定和調整共振測量系統的還超出(jenseits)共振點的工作點，即位于使共振測量系統偏轉的信號和響應信號之間的相位有多準確。在科里奧利質量流量計的情況下一正如之前已經指出的那樣，偏轉的參本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于運行共振測量系統(1)、尤其是科里奧利質量流量計的方法，其中所述共振測量系統(1)包括至少一個電最終控制裝置(3)、作為振動發生器的至少一個電磁驅動裝置(4)和至少一個與介質相互作用的振動元件(5)，所述電最終控制裝置(3)提供電激勵信號(u2)用于激勵所述電磁驅動裝置(4)，所述電磁驅動裝置(4)激勵所述振動元件(5)以至少一種本征形式振動，其中，設置所述共振測量系統(1)的至少描繪所述振動元件(5)的數學模型(8)并且通過合適地激勵所述振動元件(5)以及分析所述數學模型(8)來識別所述數學模型(8)的參數并且將所識別參數和/或由此推導出的參量用于運行所述共振測量系統(1)，其特征在于，借助所述數學模型(8)至少描繪所述電磁驅動裝置(4)和所述與所述介質相互作用的振動元件(5)，通過測量來檢測所述電磁驅動裝置(4)的通過所述電激勵信號u2引起的驅動裝置端電流iDrA和通過所述電激勵信號u2引起的驅動裝置端電壓uDrA，并且所述電磁驅動裝置(4)和所述振動元件(5)的所述參數至少部分地借助所述電磁驅動裝置(4)的所檢測驅動裝置端電流iDrA以及借助所檢測驅動裝置端電壓uDrA、通過分析所述數學模型(8)來識別。...
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：K科拉希，R施托姆，
申請(專利權)人：克洛納測量技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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