用于确定液体的质量流量的测量传感器制造技术

一种用于确定液体的质量流量的测量传感器(2)，包括：用于运送液体的至少一个测量管(A、B)，其中，测量管具有入口侧端部段和出口侧端部段；支撑体(15)，测量管在入口侧端部段区域和出口侧端部段区域中被安装在支撑体上；激发器(8)，用于以至少一种振动模式激励测量管(A、B)的振动；至少一个振动传感器(14、16)，用于检测测量管的振动并输出振动相关信号；操作和评估电路(18)，用于驱动激发器，接收振动传感器的振动相关信号，以及至少基于传感器的振动相关信号来确定代表质量流量的测量值，并且其中，操作和评估电路(18)包括自适应低通滤波器，用于对代表质量流量的一系列测量值进行滤波；其中，低通滤波器具有取决于至少一个自适应受控变量的至少一个滤波器参数，该至少一个自适应受控变量本身取决于测试介质的含气量。

Measuring sensor used to determine the mass flow of liquid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定液体的质量流量的测量传感器
本专利技术涉及一种用于确定液体的质量流量的测量传感器，该测量传感器包括：用于运送液体的至少一个测量管，其中，该测量管具有入口侧端部段和出口侧端部段；至少一个支撑体，测量管在入口侧端部段区域和出口侧端部段区域中被安装在支撑体上；至少一个激发器，用于以至少一种振动模式激励测量管的振动；至少一个振动传感器，用于检测测量管的振动并输出振动相关信号；操作和评估电路，用于驱动至少一个激发器，接收振动传感器的振动相关信号，并用于至少根据传感器的振动相关信号确定代表质量流量的测量值。
技术介绍
例如，已公开的专利申请DE102010003948A1描述了一种通用的测量传感器及其操作过程。出于例如评估、控制应用、视觉呈现、文献管理目的等而进行的对振动相关信号的处理越来越多地以数字方式执行。在此过程中，以模拟方式最初记录变化的振动相关信号。这种模拟信号可以以已知的方式通过在高采样频率下进行采样来采样，并被转换为具有时间上连续的一系列测量值的时间离散的一维测量信号。然而，以这种方式获得的测量信号具有噪声，该噪声由于在测量管中流动的液体的各种特性例如由于含气量水平而在不同程度上变得明显。已知借助于低通滤波器对测量信号进行滤波，但这伴随着数据速率的降低。如果必须尽快通知例如过程控制单元或过程监控单元的上级单元质量流量出现变化，则数据速率的降低尤其是在时间紧迫的应用中会出现问题。已知使用自适应滤波器来抑制噪声，但根据测量变量的噪声来控制这些滤波器。然而，特别是当介质的性质例如液体的含气量突然改变时，这可能会导致滤波器对变化的测量条件的适应延迟。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是找到一种补救方法。根据本专利技术，该目的通过根据独立权利要求1的流量测量装置来实现。根据本专利技术的用于确定液体的质量流量的测量传感器包括：用于运送液体的至少一个测量管，其中，该测量管具有入口侧端部段和出口侧端部段；至少一个支撑体，测量管在入口侧端部段区域和出口侧端部段区域中被安装在该支撑体上；至少一个激发器，用于以至少一种振动模式激励测量管的振动；至少两个振动传感器，用于检测测量管的振动，并用于输出振动相关信号；操作和评估电路，用于驱动至少一个激发器，用于接收振动传感器的振动相关信号，并用于根据至少一系列时间离散的测量信号确定代表相应质量流量的一系列测量值，每个测量信号代表振动传感器的振动相关信号之间的相位差，其中，操作和评估电路包括自适应低通滤波器，用于对代表质量流量的一系列测量值进行滤波；其中，低通滤波器具有取决于至少一个自适应受控变量的至少一个滤波器参数，该至少一个自适应受控变量本身取决于被测介质的含气量。在本专利技术的改进方案中，受控变量与质量流量无关。在本专利技术的改进方案中，受控变量取决于代表含气量水平的信号。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为根据测量管振动的固有频率的含气量相关的波动来确定受控变量。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为根据测量管振动的含气量相关的阻尼来确定受控变量。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为根据测量管振动的含气量相关的阻尼波动来确定受控变量。在本专利技术的改进方案中，低通滤波器包括自适应滤波器，其中，受控变量具有加权函数，利用该加权函数，当前的初始测量值对要输出的测量值具有贡献，其中，加权函数取决于根据含气量确定的当前的加权时间常数，其中，加权函数km(τ)是随着加权时间常数τ的增加而单调减小的函数，特别是时间常数的倒数值的函数，例如函数的类型为km(τ)＝(1-exp(-(t/τ))，其中，t是两个初始测量值之间的时段。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为首先根据取决于含气量的当前信号确定时间常数趋势值τs，将最后一个有效的加权时间常数τi-1与时间常数趋势值τs进行比较，当最后一个有效的加权时间常数τi-1小于时间常数趋势值τs时，相较于最后一个加权时间常数τi-1增加该值，以便确定当前的加权时间常数τi，并且当最后一个有效的加权时间常数τi-1大于时间常数趋势值τs时，相较于最后一个加权时间常数τi-1减小该值。在本专利技术的改进方案中，以下公式适用于将要增加加权时间常数的情况：(τi-τi-1)/t＝a，其中，t是两个连续的测量值之间的时间间隔，并且a是常数，该常数不大于8，特别是不大于4，并且优选不大于2。在本专利技术的改进方案中，以下公式适用于将要减小时间常数的情况：τi/τi-1＝b，其中，0.9＜b＜1，特别是0.95＜b＜1，优选0.975＜b＜1。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为根据采用固有频率的平方进行归一化的测量管振动的固有频率的波动来确定时间常数趋势值τs。在本专利技术的改进方案中，操作和评估电路被设计为按照如下公式确定时间常数趋势值τs：或者：其中：FFDi＝kFF·|fi-fi-1|+(1-kFF)·FFDi-1以及：FDi＝kF·fi+(1-kF)·FDi-1.其中，X是常数，fi是测量管振动的当前固有频率，并且kτ，kFF，kF是加权因子，特别是恒定的加权因子。根据本专利技术的一个实施例，通过将质量流量的当前未滤波的测量值加权地添加到质量流量的先前滤波后的测量值来确定质量流量的当前滤波后的测量值也就是说：其中，km(τi)是一系列含气量相关的加权因子，这些加权因子以先前描述的方式进行确定。附图说明现在基于附图中示出的示例性实施例进一步详细地描述本专利技术。附图显示出：图1a是具有两个测量管的质量流量测量装置的示例性实施例的侧视图，其中壳体被部分地移除；图1b是图1a的质量流量测量装置的透视图，其中壳体被部分地移除；图2a是在未滤波状态下、采用常规滤波器进行滤波以及采用根据本专利技术的质量流量测量传感器的自适应滤波器进行滤波的根据含气量的质量流量测量值；图2b是与图2a相比放大的根据含气量的质量流量测量值；图3是根据本专利技术的处于滤波状态和未滤波状态的质量流量测量装置的测量值。具体实施方式图1a和1b以示例的方式示出了具有纵向轴线L的质量流量测量装置2，该质量流量测量装置根据科里奥利原理工作并且根据本专利技术进行设计。根据本专利技术的方法尤其可以通过该质量流量测量装置2来执行。质量流量测量装置2具有两个振动安装的测量管A和B，两个测量管分别具有弓形的形状并且平行于彼此延伸。质量流量测量装置2可以以这样的方式插入管道(未示出)中，使得在管道中流动的流体流过两个测量管A和B。分流器4和集流器6分别设置在测量管A和B的入口侧和出口侧上。激发器8布置在两个测量管A和B之间。在本实施例中，在每种情况下，激发器8被定位在由两个测量管A和B形成的弧的反转点处。两个测量管A和B可以通过激发器8相对于彼此周期性地偏转，使得它们执行弯曲振动。两个测量管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定液体的质量流量的测量传感器(2)，包括：/n用于运送液体的至少一个测量管(A、B)，其中，所述测量管(A、B)具有入口侧端部段(10)和出口侧端部段(12)；/n至少一个支撑体(15)，所述测量管在所述入口侧端部段的区域和所述出口侧端部段的区域中被安装在所述支撑体上；/n至少一个激发器(8)，所述激发器用于以至少一种振动模式激励所述至少一个测量管(A、B)的振动；/n至少两个振动传感器(14、16)，所述振动传感器用于检测所述测量管的振动并用于输出振动相关信号；/n操作和评估电路(18)，所述操作和评估电路用于驱动所述至少一个激发器(8)，用于接收所述振动传感器(14、16)的振动相关信号，并用于根据至少一系列时间离散的测量信号确定代表相应质量流量的一系列测量值，每个测量信号代表所述振动传感器的振动相关信号之间的相位差，并且/n其中，所述操作和评估电路(18)包括自适应低通滤波器，所述滤波器用于对代表质量流量的一系列测量值进行滤波；其中，所述低通滤波器具有取决于至少一个自适应受控变量的至少一个滤波器参数，所述至少一个自适应受控变量本身取决于被测介质的含气量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170707 DE 102017115251.21.一种用于确定液体的质量流量的测量传感器(2)，包括：
用于运送液体的至少一个测量管(A、B)，其中，所述测量管(A、B)具有入口侧端部段(10)和出口侧端部段(12)；
至少一个支撑体(15)，所述测量管在所述入口侧端部段的区域和所述出口侧端部段的区域中被安装在所述支撑体上；
至少一个激发器(8)，所述激发器用于以至少一种振动模式激励所述至少一个测量管(A、B)的振动；
至少两个振动传感器(14、16)，所述振动传感器用于检测所述测量管的振动并用于输出振动相关信号；
操作和评估电路(18)，所述操作和评估电路用于驱动所述至少一个激发器(8)，用于接收所述振动传感器(14、16)的振动相关信号，并用于根据至少一系列时间离散的测量信号确定代表相应质量流量的一系列测量值，每个测量信号代表所述振动传感器的振动相关信号之间的相位差，并且
其中，所述操作和评估电路(18)包括自适应低通滤波器，所述滤波器用于对代表质量流量的一系列测量值进行滤波；其中，所述低通滤波器具有取决于至少一个自适应受控变量的至少一个滤波器参数，所述至少一个自适应受控变量本身取决于被测介质的含气量。


2.根据权利要求1所述的测量传感器，其中，所述受控变量与质量流量无关。


3.根据权利要求1或2所述的测量传感器，其中，所述受控变量取决于代表含气量水平的信号。


4.根据权利要求1、2或3所述的测量传感器，其中，所述操作和评估电路被设计成根据测量管振动的固有频率的含气量相关的波动确定所述受控变量。


5.根据前述权利要求之一所述的测量传感器，其中，所述操作和评估电路被设计成根据测量管振动的含气量相关的阻尼确定所述受控变量。


6.根据前述权利要求之一所述的测量传感器，其中，所述操作和评估电路被设计成根据测量管振动的含气量相关的阻尼波动确定所述受控变量。


7.根据前述权利要求之一所述的测量传感器，其中，所述受控变量具有加权函数，利用所述加权函...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩，雷米·舍雷尔，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH