[发明专利]用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法

说明书

本申请是申请号为200580051626.4、申请日为2005年9月19日、 发明名称为“用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法”的申请 的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法。

背景技术

问题的声明

振动管道传感器，比如科里奥利(Coriolis)质量流量计或振动 管密度计，一般通过检测包含流动材料的振动管道的运动来工作。通 过处理从与管道相关的运动变换器接收的测量信号可以确定与管道中 的材料相关的特性，比如质量流量，密度等。通过包含管道和包含于 其中的材料的组合质量，刚度和阻尼特性通常影响振动材料填充系统 的振动模式。

振动性流量计的管道可以包括一个或多个流管。流管被迫使在谐 振频率处振动，在这种情况中，管的谐振频率成比例于流管中流体的 密度。在管的入口和出口部分上被定位的传感器测量管的末端之间的 相关振动。在流动过程中，由于科里奥利力，振动管和流动质量耦合 在一起，引起管的末端之间振动的相移。该相移直接成比例于质量流。

典型的科里奥利质量流量计包括是管线或其它传输系统和传送材 料，例如系统中的流体，泥浆等中的相连内线的一个或多个管道。每 一个管道可以被视为具有一组固有振动模式，包括例如简单的弯曲， 扭转，径向和耦合模式。在典型的科里奥利质量流量测量应用中，当 材料流过管道时，以一个或多个振动模式激励管道结构，并且在沿着 管道间隔的点处测量管道的运动。通过致动器典型地提供激励，例如 电机械装置，比如声音线圈类型驱动器，其以周期性的形式干扰管道。 通过测量变换器位置处运动之间的时间延迟或相差可以确定质量流 量。典型地采用两个这种传感器(或拾取传感器(pick-off sensor))， 从而测量流管道或管道的振动响应，并且典型地在致动器的上游位置 和下游位置处被定位。通过电缆，两个拾取传感器被连接至电子设备。 该设备接收来自两个拾取传感器的信号，并且处理信号，以便获得质 量流量测量。

两个传感器信号之间的相差涉及流过一个流管或多个流管的材料 的质量流量。材料的质量流量成比例于两个传感器信号之间的时间延 迟，并因此通过使时间延迟和流量校准因数(FCF，Flow Calibration Factor)相乘可以确定质量流量，在这种情况中，时间延迟包括相差 除以频率。FCF反映流管的材料特性和截面特性。在现有技术中，在安 装流量计进入管线或其它管道之前，通过校准步骤确定FCF。在校准步 骤中，流体以给定的流量通过流管，并且计算相差和流量之间的特性。

科里奥利流量计的一个优点是测量的质量流量的精确度不被流量 计的移动部分的磨损所影响。通过使流管的两个点之间的相差乘以流 量校准因数确定流量。仅有的输入是来自传感器的正弦信号，表示流 管上两点的振荡。从这些正弦信号计算相差。在振动流管中不存在移 动部分。因此，相差和流量校准因数的测量不被流量中移动部分的磨 损所影响。

FCF可以涉及流量计装置的刚度特性。如果流量计装置的刚度特性 改变，然后FCF也改变。改变因此影响通过流量计产生的流测量的精 确度。例如通过腐蚀或侵蚀可以引起材料的变化和流管的截面特性的 变化。因此，高度期望能够检测和/或量化对于流量计装置的刚度的任 何变化，从而保持流量计的高水平的精确度。

发明内容

依据本发明的实施例，提供用于流量计的仪表电子器件。该仪表 电子器件包括用于接收来自流量计的振动响应的接口和与接口通信的 处理系统。该振动响应包括在基本谐振频率处对流量计的振动的响应。 该处理系统被布置成接收来自接口的振动响应，确定振动响应的频率 (ω₀)，确定振动响应的响应电压(V)和驱动电流(I)，测量流量 计的衰减特性(ζ)，并从频率(ω₀)，响应电压(V)，驱动电流(I) 和衰减特性(ζ)确定刚度参数(K)。