用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪的介质中的气体份额的方法技术

本发明专利技术示出并说明了一种用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪（2）的介质（3）中的气体份额的方法（1），其中，科里奥利质量流量测量仪（2）具有至少一个测量管（4）、至少一个振荡发生器（5）、至少两个振荡接收器（6）和至少一个操控和分析单元（7），其中，所述方法的特征在于，在

A method for calculating the gas share in the medium of a through flow Coriolis mass flow meter

【技术实现步骤摘要】
用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪的介质中的气体份额的方法
本专利技术涉及一种用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪（Coriolis-Massedurchflussmessgerät）的介质中的气体份额的方法，其中，科里奥利质量流量测量仪具有至少一个测量管、至少一个振荡发生器、至少两个振荡吸收器和至少一个操控和分析单元。此外，本专利技术也涉及一种与此相关的科里奥利质量流量测量仪，其在运行中执行这种方法。
技术介绍
科里奥利质量流量测量仪和用于运行科里奥利质量流量测量仪的方法几十年来以完全不同的设计方案公知。用科里奥利质量流量测量仪可以达到高的测量精度，该测量精度部分优于测量值的0.1%，因而科里奥利质量流量测量仪例如也能使用在负有校准义务的往来（eichpflichtigerVerkehr）中。科里奥利质量流量测量仪属于振荡式测量仪类别。它们的工作方式基于此，即，至少一个被介质穿流的测量管被振荡发生器激励振荡。这个振荡发生器经常是如下一种电驱动器，该电驱动器通常作为电磁的驱动器存在。在这种电磁的驱动器中，线圈被作为电气的激励信号的电流穿流，其中，用线圈电流结合线圈能直接将力作用施加到测量管上。科里奥利质量流量测量仪的工作方式基于此，即，有质量的介质基于由两种正交的运动，即流动的运动和测量管的运动，引起的科里奥利惯性力反作用到测量管的壁上。介质到测量管上的这种反作用导致了测量管速度相比测量管的未被穿流的振荡状态发生了变化。通过检测经穿流的科里奥利测量管的振荡的这种特点（在流入侧和流出侧的测量管振荡之间的相移）可以以高精度确定流经测量管的质量流量。特别重要的是科里奥利质量流量测量仪的能振荡的部分的固有频率，即实质上是作为振荡元件的被穿流的测量管的固有频率，因为科里奥利质量流量测量仪的工作点通常处在测量管的固有频率上，以便能用最小的能耗牢记（einprägen）用于感应科里奥利力所需的振荡。由测量管实施的振荡具有特定的形式，所述形式被称为相应的激励的固有振型（Eigenform）。在科里奥利质量流量测量仪中固有频率的特殊意义的另一个原因是被穿流的测量管在相应的固有振型中的固有频率和有效偏转的振荡质量（测量管质量和测量管内的介质的质量）之间的直接的物理的联系。通过这种相互关系可以确定在测量管中的介质的密度，这对本专利技术很重要，即使它不是流量测量仪的首要关心的测量参量。当能振荡的元件的质量发生变化，即用介质穿流的测量管的质量发生变化时，所激励或所研究的振荡模式的谐振频率也发生变化；若测量管在频率不变的情况下被激励振荡，那么基于移动的谐振点而阻尼所激励的振荡。用于运行科里奥利质量流量测量仪的不同的方法因此用于识别可变的谐振频率并且也跟踪在可变谐振频率下到谐振点中的激励的频率；为此例如参考DE102016190952A1或DE102013020603A1。运行科里奥利质量流量测量仪的一个特别的挑战在于出现了多相流，所述多相流具有气态的份额。在此通常也仅指的是二相流，其中，这个术语基于这样的理解，即，所述流具有气态的相和非气态的相，所述流本身就可以具有液态的组成部分和固态的组成部分。在这个通常意义上，在此也应当指的是术语“二相流”。二相流的出现（即从带有液态的组成部分或液-固态的组成部分的单相的流到带气相的流的转变）因此是有问题，因为夹杂气体（Gaseinschluss）会强烈影响测量精度并且也使科里奥利质量流量测量仪的安全运行变得困难或甚至没有可能。相同的问题也在流动的介质中的气体份额变化时发生。在此，例如在食品工业中的应用中，介质中的夹杂气体可能完全是所想要的，在食品工业中经处理的介质例如可以具有经泡沫状地（luftig）泛起泡沫（aufschlagen）的稠度。与介质是有意地具有夹杂气体或无意地具有夹杂气体无关的是，测量精度要承受这样的情况，即，流动的介质的整个质量不再通过振动的测量管全面地偏转，而是部分仅经历一部分偏转。这样的原因可能例如在于，介质中的较低密度的成分绕流密度较高的成分，这也适用于与流动方向正交的运动分量，其对科里奥利测量而言是必要的。介质中气态成分的、例如通过较重的液态的或固态的介质成分的惯性造成的压缩或解压也可能是重要的。视夹杂气体的形式和流型（Strömungsregime）的形状（分层、波浪形、气泡形、微滴形）而定，夹杂气体也可能导致测量运行中断（Aussetzen），因为不再能确保连续的测量。在过去，大部分努力都旨在识别二相流并且通过合适的调节技术上的措施来对所识别的二相流作出反应，从而仍然能延续测量运行。在此示例性地提到了DE102005012505Al、DE102006031198Al和DE102008039012Al。这些措施的不同之处在于本申请人的所谓的“夹杂气体管理”的组成部分。针对二相流的纯粹的探测示例性地提到了DE102006017676A1，其中，在此部分地在统计学上分析不同的状态参量和这些状态参量的变化，以便获得如下一个二相信号，该二相信号以较大的准确性指示出但没有可靠地量化二相流的存在或不存在。
技术实现思路
在所说明的
技术介绍
下，需求在于，在测量运行期间不仅包含了对是否可能存在二相流的结论（Aussage），而且更确切地说也获得了有关流经科里奥利质量流量测量仪的测量管的介质中的气体份额的量化的说明。之前引入的任务通过不同的方法步骤解决，所述方法步骤通常在科里奥利质量流量测量仪的操控和分析单元中实现。操控和分析单元与科里奥利质量流量测量仪的元件在功能上连接，因而可以操控振荡发生器并且可以接收由振荡接收器提供的信号。在此，操控和分析单元典型地是指数字的信号处理器。属于此的当然也有用于信号处理的转接的（vermitteln）电路，像比如模/数转换器、数/模转换器和可能时电子的功率组件，但这在本专利技术的框架内在细节上并不重要。重要的是，先求取无气体的介质的密度值100（100-步骤）。当介质不含有气体组成部分时，对于流经测量管的介质的密度的认识就对计算介质中的气体份额有着基本意义，只要所述介质包含气体份额。无气体的介质的密度值100在此可以被预先给定并且存放在操控和分析单元中，该密度值在理论上是已经能求取的并且最终可以基于测量。在另一个步骤中例如以如下方式测量流经测量管的介质的密度值测量（测量-步骤），即，求取由测量管和经穿流的介质构成的系统的谐振频率。在另一个方法步骤中，用无气体的介质的密度值100和当前流经测量管的介质的密度值测量计算流经测量管的介质的气体份额的量度GVQ（GVQ-步骤），因而也存在关于介质内的气体份额的有说服力的参量。这个参量表示介质内的气体份额的量化的结论，所述参量远不止有关穿流测量管的介质内的气体存在或不存在的纯粹的指示参量。最后，输出流经测量管的介质的气体份额的量度GVQ，因而GVQ值能考虑用于其它的、也在测量仪内部的计算或者例如通过显示器输出或通过通信接线（现场总线）向外输出并且因此可以用于过程监控；这是示例性的、但不是穷尽式的列举。按照根据本专利技术的方法的一种改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪（2）的介质（3）中的气体份额的方法（1），其中，所述科里奥利质量流量测量仪（2）具有至少一个测量管（4）、至少一个振荡发生器（5）、至少两个振荡接收器（6）和至少一个操控和分析单元（7），其特征在于，/n在

【技术特征摘要】
20180925 DE 102018123534.81.用于求取在穿流科里奥利质量流量测量仪（2）的介质（3）中的气体份额的方法（1），其中，所述科里奥利质量流量测量仪（2）具有至少一个测量管（4）、至少一个振荡发生器（5）、至少两个振荡接收器（6）和至少一个操控和分析单元（7），其特征在于，
在100-步骤（8）中求取无气体的介质的密度值100，
在测量-步骤（9）中测量流经该测量管（4）的介质（3）的密度值测量，
在GVQ-步骤（10）中，用所述密度值100和密度值测量计算流经所述测量管（4）的介质（3）的气体份额的量度GVQ，并且
输出流经所述测量管（4）的介质（3）的气体份额的量度GVQ。


2.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，在指示步骤（11）中确定指示出在穿流所述测量管（4）的介质（3）中存在夹杂气体的指示参量I二相，特别是其中，在所述科里奥利质量流量测量仪（2）的运行中持续地确定所述指示参量I二相。


3.根据权利要求2所述的方法（1），其特征在于，当所述指示参量I二相指示出，穿流所述测量管（4）的介质（3）没有夹杂气体时，就通过测量流经所述测量管（4）的介质（3）的密度来实施所述100-步骤（8），特别是其中，在GVQ步骤中使用无气体的介质的最后求取的密度值100。


4.根据权利要求2或3所述的方法（1），其特征在于，当指示参量I二相指示出，穿流所述测量管（4）的介质（3）具有夹杂气体时，就实施所述测量-步骤（9）。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法（1），其特征在于，计算出气体-体积比GVR或气体-体积份额GVF作为流经所述测量管（4）的介质（3）的气体份额的量度GVQ。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：R施托姆，J孔策，
申请(专利权)人：克洛纳测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE