【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有振動型測量變送器的測量系統
本專利技術涉及用于可流動的介質,特別地流體介質的測量系統,特別地實現為緊湊型測量裝置和/或科里奧利質量流量測量裝置的測量系統,該測量系統包括:振動型測量變送器,在操作期間,至少有時,介質通過振動型測量變送器流動,并且其生成受表征流動介質的至少一個測量變量,特別地質量流量、密度、粘度等影響的振蕩信號;以及,發送器電子器件,與測量變送器電耦合并且處理由測量變送器遞送的測量值振蕩信號。
技術介紹
在特別地也關于自動化制造過程或過程設施的控制和監視的工業測量技術中,為了確定在例如管道的過程管線中流動的介質的特征性測量變量,例如,諸如液體和/或氣體、漿糊或粉末或其它可流動的測量物質等介質,常常使用這樣的測量系統,其利用振動型測量變送器和其所連接的,最通常在單獨電子器件殼體中容納的發送器電子器件,在流動介質中引起反作用力,例如科里奧利力,并且從這些力產生相對應地表示介質參數并且重復地從相對應地表征介質的至少一個測量變量,例如質量流率、密度、粘度等導出的測量值。這樣的測量系統常常由集成的測量變送器,例如科里奧利質量流量計的緊湊構造的在線測量裝置形成,這樣的測量系統是長久以來已知的并且在工業使用中得到證明。具有振動型測量變送器的這樣的測量系統或其個別部件,描述于例如EP-A 317 340、EP-A 816 807、JP-A8-136311、JP-A 9-015015、US A 2006/0112774、US-A 2007/0062308、US-A 2007/0113678、US A 2007/0119264、US-A 2007/0 ...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.11.11 DE 102010050927.2;2010.11.19 DE 10201001.一種用于流動介質,特別是在管道中流動的介質的測量系統,所述測量系統包括:振動型測量變送器,在操作期間,介質,特別是氣體和/或液體、漿糊或粉末或某些其它可流動的材料流過所述振動型測量變送器,所述測量變送器用于產生對應于所述流動介質的介質參數,特別是質量流率、密度和/或粘度的振蕩信號;以及,與所述測量變送器電耦合的發送器電子器件,用于啟動所述測量變送器并且用于評估從所述測量變送器遞送的振蕩信號; 所述測量變送器包括: 至少一個測量管,特別地V形、U形或直測量管,其在入口側第一測量管端部與出口側第二測量管端部之間以所期望的振蕩長度延伸,其具有多個自然振蕩波型并且其用于輸送流動介質; 至少一個振蕩激勵器,特別是電動振蕩激勵器,用于將電激勵功率轉換為所述至少一個測量管的振動,特別地所述至少一個測量管以如下方式振動:所述至少一個測量管至少部分地和/或至少有時以所述測量管的自然振蕩波型的瞬時本征頻率繞靜止位置執行振蕩;以及 至少一個振蕩傳感器,特別是電動振蕩傳感器,用于記錄所述至少一個測量管的振動,特別是入口側或出口側振動,并且用于產生表示所述至少一個測量管的振動,特別是至少入口側振動或出口側振動的所述測量變送器的振蕩信號;并且 所述發送器電子器件用于向所述至少一個振蕩激勵器遞送驅動信號,所述驅動信號用于以如下的方式將電激勵功率饋送到所述至少一個振蕩激勵器內,因此實現所述至少一個測量管的振動,其中: 所述驅動信號至少有時具有第一類型的正弦信號分量,特別是具有多個振蕩周期的第一類型的正弦信號分量,所 述第一類型的正弦信號分量的信號頻率對應于所述至少一個測量管的一階自然振蕩波型的瞬時本征頻率,在所述至少一個測量管的一階自然振蕩波型中,所述至少一個測量管能繞靜止位置執行本征振蕩,所述本征振蕩在每種情況下在所述第一測量管端部和第二測量管端部的區域中具有振蕩波節并且在所述所期望的振蕩長度的區域中正好一個振蕩波腹; 由所述至少一個振蕩激勵器激勵的所述至少一個測量管至少部分地,特別地主要地執行共振振蕩,即具有對應于一階振蕩波型的瞬時本征頻率的振蕩頻率的振蕩;并且所述至少一個振蕩信號至少有時具有第一類型的正弦信號分量,特別是具有多個振蕩周期的第一類型的正弦信號分量,所述第一類型的正弦信號分量的信號頻率,f.en,!,對應于驅動信號(SdJ的第一類型的信號分量的信號頻率P因此對應于一階振蕩波型的瞬時本征頻率;并且 所述驅動信號(SdJ至少有時具有第二類型的正弦信號分量(Sd?,?),特別是在信號功率方面瞬時占主導和/或具有多個振蕩周期的第二類型的正弦信號分量,第二類型的正弦信號分量的信號頻率,fdrv,?,在每種情況下偏離所述至少一個測量管的每個自然振蕩波型的每個瞬時本征頻率超過1Hz,特別地超過IOHz和/或超過所述本征頻率1%,特別地超過10%,由此 由所述至少一個振蕩激勵器激勵的所述至少一個測量管至少部分地執行非共振的強制振湯;并且所述至少一個振蕩信號至少有時具有第二類型的正弦信號分量,特別地具有多個振蕩周期的第二類型的正弦信號分量,所述第二類型的正弦信號分量的信號頻率對應于所述驅動信號(SdJ的第二類型的信號分量的信號頻率,因此并非所述至少一個測量管的某些自然振蕩波型的瞬時本征頻率。2.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(ssmsl,?),生成系統狀況報告(Sysfail),特別是呈警報形式的系統狀況報告,所述系統狀況報告特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知與在先前,特別地在測量系統校準和/或起動時為所述測量系統確定的參考狀態的偏差超過所述測量系統的預定誤差量度,特別是與測量系統老化有關和/或與不可逆地改變所述至少一個測量管的振蕩行為的測量變送器的載荷有關和/或與改變所述至少一個振蕩激勵器的電阻抗和/或機電變送器常數的測量變送器的熱載荷有關和/或與改變所述至少一個振蕩傳感器的電阻抗和/或機電變送器常數的所述測量變送器的熱載荷有關的偏差。3.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號的第二類型的信號分量,生成系統狀況報告(Sysfail),特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知所述測量管的磨損超過預定誤差量度。4.根據權利要求3所述的測量系統,其中: 所述系統狀況報告用信號告知的偏差是源自以下事實:形成沉積物,所述沉積物依附到在操作期間由待測量介質接觸的所述測量管的內表面上;和/或 不再保證所述至少一個測量管的結構完整性,特別是由于材料移除和/或由于超載和/或由于裂縫形成和/或由于 材料疲勞。5.根據權利要求1所述的測量系統,其中, 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或在聽覺上可察覺地用信號告知不再保證所述至少一個測量管的結構完整性,特別是由于材料移除和/或由于超載和/或由于裂縫形成和/或由于材料疲勞。6.根據權利要求1所述的測量系統,其中, 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知形成沉積物,所述沉積物依附到在操作期間由待測量介質接觸的所述測量管的內表面上。7.根據權利要求1所述的測量系統,其中, 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或在聽覺上可察覺地用信號告知所述測量管的材料移除超過了預定誤差量度。8.根據權利要求1所述的測量系統,其中, 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知在所述至少一個測量管中形成裂縫。9.根據權利要求1所述的測量系統,其中, 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(ssmsl,?),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其用信號告知所述至少一個測量管的振蕩特征變化超過預定誤差量度,特別是由于變形和/或由于材料移除和/或由于形成裂縫和/或由于材料疲勞。10.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知所述測量變送器的電阻抗變化超過預定誤差量度。11.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(Ssensl,π),生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,其特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地用信號告知所述至少一個振蕩激勵器的電阻抗和/或機電變送器常數和/或所述至少一個振蕩傳感器的電阻抗和/或機電變送器常數的變化超過預定誤差量度。12.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述驅動信號的第二類型的信號分量(Stv,n),特別地基于在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電流— sd?,?),或者驅動所述至少一個振蕩激勵器的并且用作所述驅動信號(sdrv)的第二類型的信號分量(Sd?,n)的電壓(u&v,n —stv,n),并利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(ssmsl,n),特別地基于借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量(Ssmslill)的電壓(Usmslill)和/或基于所述振蕩信號的第二類型的信號分量相對于所述驅動信號的第二類型的信號分量的相位差,來檢測所述測量系統與先前,特別地在校準和/或起動所述測量系統時為所述測量系統確定的參考狀態相比,是否和/或在什么程度上變化,特別是由于老化和/或由于所述測量變送器的載荷,特別地以下述方式檢測:表征所述測量系統并且在所述測量系統操作期間基于所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量(Stv,n)和/或基于所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(ssmsl,?)確定的至少一個系統參數的系統參數測量值與所述系統參數的在所述測量系統的參考狀態中確定的系統參數參考值的偏差超過預定誤差量度,特別地超過所述參考值的O. 1%。13.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件根據所述驅動信號的第一類型的信號分量和/或根據所述振蕩信號的第一類型的信號分量來設置所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率,特別地以如下方式設置:所述發送器電子器件將所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率設置為與所述一階振蕩波型的瞬時本征頻率或者與所述驅動信號的第一類型的信號分量的瞬時信號頻率成預定頻率比,_ = _ = Ωβ14.根據權利要求13所述的測量系統,其中:所述發送器電子器件將所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率設置為與所述一階振蕩波型的瞬時本征頻率或者與所述驅動信號的第一類型的信號分量的瞬時信號頻率成預定頻率比 15.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量(ssmsl,?),并利用所述驅動信號(sd?)的第二類型的信號分量(Sd?,n)確定,特別地循環地確定,表征所述測量變送器固有的測量變送器傳遞函數,并且因此也表征所述測量系統的系統參數的系統參數測量值,根據所述測量變送器傳遞函數,所述測量變送器將所述驅動信號或者其個別信號分量(Sd?,n),特別地在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電流—、?),或者驅動所述至少一個振蕩激勵器的并且用作所述驅動信號的第二類型的信號分量(Stv,n)的電壓(udrv,? — Sdrv,π),轉換為至少一個振蕩信號或其個別信號分量,特別地借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號的第二類型的信號分量的電壓。16.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數對應于借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,n —ssmsl,n)與在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(SdJ的第二類型的信號分量的電流(id?,n —S&v,n)的比usensl; n/idrv; π,特別是具有實部和虛部的復數比。17.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssmsl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,? —ssmsl,?)與在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量(sdrv π)的電流 18.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數Gme對應于借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,n —ssmsl,?)與驅動所述至少一個振蕩激勵器中流動的電流并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電壓(udrv,π — sdrv,π)的比,特別是具有實部和虛部的復數比。19.根據權利要求15所述的測量系統,其中 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(Usmsl,n —Ssmsl,n)與驅動在所述至少一個激勵器中流動的電流的并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電壓(Ud? n-sdrv ?)的比 20.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示在借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(Usmsl,n —Ssmsl,n)與在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電流(id?,n — Sdrv; π)之間的相位差 21.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示在借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,n —ssmsl,n)與驅動在所述至少一個振蕩激勵器中流動的電流并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電壓(Udrv,n — Sdrv ll)之間的相位差,aWiIll =0ME1B -^Sme 022.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件基于所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率與所述驅動信號的第一類型的信號分量的信號頻率(f&VI)之比 23.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(Usmsl,n —Ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)與驅動所述至少一個振蕩激勵器中流動的電流并且用作所述驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電壓(Udrv n - Sdrv π)的幅值(Udrv π)之比=Gmej^0mej 或者由所述發送器電子器件基于所述比來確定。24.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數的gME的所述系統參數測量值Gmti表示借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,n—Ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)與驅動在所述至少一個振蕩激勵器中流動的電流并且用作驅動信號(sdJ的第二類型的信號分量的電壓— sd?,n)的幅值(U&v,n)之比乘以表示對于所述至少一個振蕩激勵器的驅動信號的第二類型的信號分量有效的電阻抗Ζ_π的參數測量值 25.根據權利要求24所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示下面的函數方程式的函數值: 26.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti表示借助于所述至少一個振蕩傳感器生成的并且用作所述振蕩信號(Ssensl)的第二類型的信號分量的電壓(usmsl,n —ssmsl,n)的幅值(Usmsl,n)與在所述至少一個振蕩激勵器中流動的并且用作所述驅動信號(sd?)的第二類型的信號分量(sd? π)的電流(idrv ? — Sdrv π)的幅值(Idrv ?)之比 27.根據權利要求26所述的測量系統,其中: 所述系統參數g?E的所述系統參數測量值GME,ti,表示下面的函數方程式的函數值: 28.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件基于所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率與所述驅動信號的第一類型的信號分量的信號頻率(fd^)之比 29.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件基于所述驅動信號的第二類型的信號分量的信號頻率(ftvII)與所述驅動信號的第一類型的信號分量的信號頻率(fdrv:)之比 30.根據權利要求15所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用表征所述測量變送器傳遞函數的所述系統參數,檢測:所述測量系統與先前,特別地在校準和/或起動所述測量系統時對于所述測量系統確定的參考狀態相比,是否和/或在什么程度上變化,特別是由于老化和/或由于所述測量變送器的載荷,特別地以如下方式檢測:所述發送器電子器件利用表征所述測量變送器傳遞函數的所述系統參數在給定情況下生成系統狀況報告,特別是呈警報形式的系統狀況報告,所述系統狀況報告,特別地在視覺上和/或聽覺上可察覺地,用信號告知所述測量系統與先前為所述測量系統確定的參考狀態的偏差超過預定誤差量度。31.根據權利要求1所述的測量系統,其中: 所述發送器電子器件,利用所述至少一個振蕩信號的第一類型的信號分量和/或利用所述驅動信號的第一類型的信號分量,確定,特別地循環地確定,介質參數測量值,所述介質參數測量值表示流動...
【專利技術屬性】
技術研發人員:沃爾夫岡·德拉赫姆,朱浩,阿爾弗雷德·里德,邁克爾·維斯曼,帕特里克·烏杜瓦爾,
申請(專利權)人:恩德斯豪斯流量技術股份有限公司,
類型:
國別省市:
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