用于确定电导率的方法、电磁感应流量计和其运行方法技术

涉及用于利用控制装置和测量池确定介质的电导率的方法，其中控制装置执行步骤：产生具有第一频率和第二频率的信号并且馈入到第一电极和第二电极中，针对第一频率确定第一电极和第二电极之间的第一电压和通过介质的第一电流并且从第一电压和第一电流中确定第一阻抗（Z1），针对第二频率确定第一电极和第二电极之间的第二电压以及通过介质的第二电流并且从第二电压和第二电流中确定第二阻抗（Z2），对第一阻抗的相位与第二阻抗的相位进行确定和比较，当第一阻抗的相位小于第二阻抗的相位时，根据第一公式确定介质的电阻（R），当第一阻抗的相位等于或大于第二阻抗的相位时，根据第二公式确定电阻，以及在使用电阻和池常数的情况下确定电导率。的情况下确定电导率。的情况下确定电导率。

【技术实现步骤摘要】
用于确定电导率的方法、电磁感应流量计和其运行方法


[0001]本专利技术涉及用于确定介质的电导率的方法、电磁感应流量计的运行方法和电磁感应流量计。

技术介绍

[0002]用于确定介质的电导率的方法需要控制装置和测量池（Messzelle）。测量池具有池常数、第一电极和第二电极。在此，第一电极和第二电极与介质直接接触。因此，测量池是导电测量池。控制装置是设备。
[0003]导电测量池从现有技术中是充分已知的。利用导电测量池测量介质的电导率σ，其方式是将电信号S馈入到第一电极和第二电极中，由此电压U降落（abf
ä
llt）到第一电极和第二电极上并且电流I流过介质。然后从电压和电流中确定第一电极和第二电极之间的电阻R，并且在使用测量池的池常数k的情况下从电阻中确定介质的电导率。在此，电导率的确定根据以下公式进行：。
[0004]电磁感应流量计的运行方法需要控制装置、测量管、第一电极和第二电极。在此，第一电极和第二电极与测量管中的介质直接接触地布置在测量管处。此外，控制装置被构造用于在使用第一电极和第二电极的情况下确定介质通过测量管的流量。
[0005]电磁感应流量计具有控制装置、测量管、第一电极和第二电极。在此，第一电极和第二电极布置在测量管处，使得第一电极和第二电极在电磁感应流量计的运行中与测量管中的介质直接接触。控制装置被构造用于在使用第一电极和第二电极的情况下确定介质通过测量管的流量。
[0006]电磁感应流量计从现有技术中是充分已知的。在运行中，电磁感应流量计测量介质通过测量管的流量。为此，介质必须具有电导率。电磁感应流量计通常具有电磁体，所述电磁体被设立为使得由所述电磁体产生的磁场至少部分地渗透位于测量管中的介质并且测量管中的介质的流动在介质中感应出电压。电压利用第一电极和第二电极被分接并且与测量管中的介质的流速成比例。例如，从流速中在使用测量管的内横截面面积的情况下确定介质通过测量管的体积流量，或者在附加地使用介质的密度的情况下确定介质通过测量管的质量流量。

技术实现思路

[0007]从利用导电测量池确定介质的电导率的实践中已知的是，介质的电导率的确定精度与介质的实际电导率有关。因此，本专利技术的任务是降低介质的电导率的确定精度与介质的实际电导率的相关性，由此改善介质的电导率的确定精度。
[0008]该任务关于根据权利要求1所述的用于确定介质的电导率的方法被解决。根据本专利技术，控制装置执行以下步骤：
在一个步骤中，产生具有第一频率（f1）和第二频率（f2）的信号（S）并且将所述信号馈入到第一电极和第二电极中。该信号是原则上仅具有第一频率和第二频率的电信号。通过将信号馈入到第一电极和第二电极中，信号施加在第一电极和第二电极之间，并且因此也施加在介质中。
[0009]在一个步骤中，针对信号的第一频率确定第一电极和第二电极之间的第一电压（U1）和通过介质的第一电流（I1）并且从第一电压和第一电流中确定第一阻抗（Z1）。
[0010]在一个步骤中，针对信号的第二频率确定第一电极和第二电极之间的第二电压（U2）和通过介质的第二电流（I2）并且从第二电压和第二电流中确定第二阻抗（Z2）。
[0011]针对信号的频率确定的电压和电流原则上仅具有该频率，即使信号应该具有其他频率。
[0012]在一个步骤中，对第一阻抗的相位（1）和第二阻抗的相位（2）进行确定并且相互比较。根据数值（|Z1|，|Z2|）和相位（1，2）或实部（Re(Z1)，Re(Z2)）和虚部（Im(Z1)，Im(Z2)）确定阻抗。
[0013]在一个步骤中，当第一阻抗的相位小于第二阻抗的相位（1< 2
）时，根据第一公式确定介质的电阻（R）。
[0014]在一个步骤中，当第一阻抗的相位等于或大于第二阻抗的相位（1≥2）时，根据第二公式确定电阻。
[0015]因此，直接（unmittelbar）在先前描述的两个步骤是相互替代的步骤，所述步骤根据第一阻抗的相位与第二阻抗的相位的比例如何被执行。
[0016]在一个步骤中，在使用电阻和池常数的情况下确定介质的电导率。
[0017]通过根据第一阻抗的相位与第二阻抗的相位的比例要么按照第一公式要么按照第二公式确定电阻，电导率的确定比从现有技术中已知的更精确。
[0018]本专利技术基于以下认识：即阻抗的相位随介质的电导率的变化过程与信号的频率有关（ = f(f,σ)），并且在信号的不同频率（
1 = f(f1,σ), 2 = f(f2,σ)）情况下相位的变化过程之间的偏差适用于选择合适的公式来确定电阻。此外，本专利技术基于找到两个合适的公式。
[0019]在该方法的一种设计方案中，控制装置具有线路，所述线路将控制装置一方面与第一电极连接并且另一方面与第二电极连接。如果第一阻抗的相位现在小于第二阻抗的相位（
1 <2），则从电阻中减去线路的线路电阻。通过附加地考虑线路电阻进一步改善介质的电导率的确定精度。
[0020]在另一设计方案中，信号包括具有第一频率的第一部分信号和具有第二频率的第二部分信号。因此，第一部分信号具有第一频率，并且第二部分信号具有第二频率。此外，第
一部分信号和第二部分信号在时域上彼此重叠（
ü
berlagert）。这意味着第一部分信号和第二部分信号至少在一个区间内同时出现。时域上的重叠引起：与将第一部分信号和第二部分信号在时间上相继地馈入到第一电极和第二电极中相比，减少了用于执行该方法的时间需求。第一部分信号和第二部分信号优选地分别原则上是正弦形的。
[0021]在另一设计方案中，由第二频率除以第一频率产生的商处于1.8和2.2之间的范围内。该商优选地处于1.9和2.1之间的范围内。该商特别优选地为2。具有上述值的商是有利的，因为可以由控制装置以简单的方式彼此区分具有带有这样的间隔的频率的信号、诸如电压和电流。为了执行该方法，需要根据信号的频率来区分所述信号。
[0022]在上述设计方案的一种改进方案中，第一频率处于450 Hz和550 Hz之间的范围内。第一频率优选地处于480 Hz和520 Hz之间的范围内。该频率特别优选地处于490 Hz和510 Hz之间的范围内。具有这些值的第一频率是有利的，因为这些值能够以简单的方式被产生和处理。例如，由控制装置选择500 Hz作为第一频率并且选择2作为商，因此第二频率为1 kHz。
[0023]在该方法的另一设计方案中，信号具有信号电压（U）和信号电流（I）。此外，控制装置执行以下步骤：在一个步骤中，将信号电流注入介质中。
[0024]在一个步骤中，确定第一电压（U1），其方式是产生具有第一频率的第一矩形信号并且将第一矩形信号乘以信号电压。
[0025]在一个步骤中，确定第二电压（U2），其方式是产生具有第二频率的第二矩形信号并且将第二矩形信号乘以信号电压。
[0026]如已经解释的，第一电压具有第一频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于利用控制装置（2）和测量池（15）确定介质（7）的电导率（σ）的方法，其中所述测量池（15）具有池常数（k）、第一电极（4）和第二电极（5），其中所述第一电极（4）和所述第二电极（5）与所述介质（7）直接接触，并且其中所述控制装置（2）执行以下步骤：
‑
产生具有第一频率（f1）和第二频率（f2）的信号（S）并且将所述信号（S）馈入到所述第一电极（4）和所述第二电极（5）中，
‑
针对所述信号（S）的第一频率（f1）确定所述第一电极（4）和所述第二电极（5）之间的第一电压（U1）和通过所述介质（7）的第一电流（I1）并且从所述第一电压（U1）和所述第一电流（I1）中确定第一阻抗（Z1），
‑
针对所述信号（S）的第二频率（f2）确定所述第一电极（4）和所述第二电极（5）之间的第二电压（U2）以及通过所述介质（7）的第二电流（I2）并且从所述第二电压（U2）和所述第二电流（U2）中确定第二阻抗（Z2），
‑
对所述第一阻抗（Z1）的相位（1）与所述第二阻抗（Z2）的相位（2）进行确定和比较，
‑
当所述第一阻抗（Z1）的相位（1）小于所述第二阻抗（Z2）的相位（2）时，根据第一公式确定所述介质（7）的电阻（R），
‑
当所述第一阻抗（Z1）的相位（1）等于或大于所述第二阻抗（Z2）的相位（2）时，根据第二公式 确定所述电阻（R），以及
‑
在使用所述电阻（R）和所述池常数（k）的情况下确定所述介质（7）的电导率（σ）。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制装置（2）具有线路（13、14），其中所述线路（13、14）将所述控制装置（2）与所述第一电极（4）和所述第二电极（5）连接，其中如果所述第一阻抗（Z1）的相位（1）小于所述第二阻抗（Z2）的相位（2），则从所述电阻（R）减去所述线路（13、14）的线路电阻（R
L
）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述信号（S）包括具有所述第一频率（f1）的第一部分信号和具有所述第二频率（f2）的第二部分信号，并且其中将所述第一部分信号和所述第二部分信号在时域上彼此重叠。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中由所述第二频率（f2）除以所述第一频率（f1）产生的商处于1.8和2.2之间的范围内，优选地处于1.9和2.1之间的范围内并且特别优选地是2。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一频率（f1）处于450 Hz和550 Hz之间的范围内，优选地处于480 Hz和520 Hz之间的范围内，特别优选地处于490 Hz和510 Hz之间的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述信号（S）具有信号电压（U）和信号电流（I），并且其中所述控制装置（2）执行以下步骤：
‑
将所述信号电流注入所述介质（7）中，
‑
确定所述第一电压（U1），其方式是产生具有所述第一频率（f1）的第一矩形信号（T1、T1'）并且将所述第一矩形信号（T1、T1'）乘以所述信号电压（U），和
‑
确定所述第二电压（U2），其方式是产生具有所述第二频率（f2）的第二矩形信号（T2、T2'）并且将所述第二矩形信号（T2、T2'）乘以所述信号电压（U）。7.一种具有控制装置（2）、测量管（3）、第一电极（4）和第二电极（5）的电磁感应流量计（1）的运行方法，其中所述第一电极（4）和所述第二电极（5）与所述测量管（3）中的介质（7）直接接触地布置在所述测量管（3）处，其中所述控制装置（2）被构造用于在使用所述第一电极（4）和所述第二电极（5）的情况下确定所述介质（7）通过所述测量管（3）的流量，其中所述第一电极（4）、所述第二电极（5）和所述测量管（3）构成用于确定所述介质（7）的电导率（σ）的具有池常数（k）的测量池（15），并且其中所述控制装置（2）执行以下步骤：
‑
产生具有第一频率（f1）和第二频率（f2）的信号（S）并且将所述信号（S）馈入到所述第一电极（4）和所述第二电极（5）中，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
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：