用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法技术

用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法。依据本发明专利技术的实施例提供用于流量计（５）的仪表电子器件（２０）。该仪表电子器件（２０）包括用于接收来自流量计（５）的振动响应的接口（２０１）和与接口（２０１）通信的处理系统（２０３），该振动响应是在基本谐振频率处对流量计（５）的振动的响应。该处理系统（２０３）被布置成接收来自接口（２０１）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（５）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）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
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 CalibrationFactor)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。
技术实现思路
依据本专利技术的实施例，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)。 依据本专利技术的实施例，提供一种用于确定流量计的刚度参数(K)的方法。该方法包括接收来自流量计的振动响应。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。该方法进一步包括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)，以及测量流量计的衰减特性(ζ)。该方法进一步包括从频率(ω0)，响应电压(V)，驱动电流(I)和衰减特性(ζ)确定刚度参数(K)。 依据本专利技术的实施例，提供一种用于确定流量计的刚度变化(ΔK)的方法。该方法包括接收来自流量计的振动响应。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。该方法进一步包括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)，以及测量流量计的衰减特性(ζ)。该方法进一步包括从频率(ω0)，响应电压(V)，驱动电流(I)和衰减特性(ζ)确定刚度参数(K)。该方法进一步包括在第二时间t2处接收来自流量计的第二振动响应，从第二振动响应产生第二刚度特性(K2)，比较第二刚度特性(K2)与刚度参数(K)，以及如果第二刚度特性(K2)和刚度参数(K)的不同大于预定公差，则检测刚度变化(ΔK)。 依据本专利技术的实施例，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三个或更多个振动响应的接口。该三个或更多个振动响应包括基本基频响应和两个或更多个非基频响应。该仪表电子器件进一步包括与接口通信的处理系统，并且该处理系统被布置成接收来自接口的三个或更多个振动响应，从该三个或更多个振动响应产生极点-残数频率响应函数，并从极点-残数频率响应函数确定至少一个刚度参数(K)。 依据本专利技术的实施例，提供一种用于确定流量计的刚度变化(ΔK)的方法。该方法包括接收三个或更多个振动响应，该三个或更多个振动响应包括基本基频响应和两个或更多个非基频响应。该方法进一步包括从该三个或更多个振动响应产生极点-残数频率响应函数，以及从极点-残数频率响应函数确定至少一个刚度参数(K)。 依据本专利技术的实施例，提供一种用于确定流量计的刚度参数(K)的方法。该方法包括接收三个或更多个振动响应，该三个或更多个振动响应包括基本基频响应和两个或更多个非基频响应。该方法进一步包括从该三个或更多个振动响应产生极点-残数频率响应函数以及从极点-残数频率响应函数确定至少一个刚度参数(K)。该方法进一步包括在第二时间t2处接收来自流量计的第二组三个或更多个振动响应，从该第二组三个或更多个振动响应产生第二刚度特性(K2)，比较第二刚度特性(K2)与刚度参数(K)，以及如果第二刚度特性(K2)与刚度参数(K)的不同大于预定公差，则检测刚度变化(ΔK)。 本专利技术的各个方面 在仪表电子器件的一个方面中，测量衰减特性(ζ)进一步包括允许流量计的振动响应向下衰减至预定振动目标。 在仪表电子器件的另一方面中，处理系统被进一步布置成通过去除流量计的激励，以及在测量衰减特性的同时允许流量计的振动响应向下衰减至预定振动目标来测量衰减特性(ζ)。 在仪表电子器件的另一方面中，刚度参数(K)包括K＝(I*BLPO*BLDR*ω0)/2ζV。 在该方法的一个方面中，测量衰减特性(ζ)进一步包括允许流量计的振动响应向下衰减至预定振动目标。 在该方法的另一方面中，测量衰减特性(ζ)进一步包括去除流量计的激励，以及在测量衰减特性的同时允许流量计的振动响应向下衰减至预定振动目标。 在该方法的另一方面中，刚度参数(K)包括K＝(I*BLPO*BLDR*ω0)/2ζV。 在该方法的另一方面中，从第二振动响应产生第二刚度特性(K2)包括从第二频率，第二响应电压，第二驱动电流和第二阻尼特性产生第二刚度特性(K2)。 在该方法的另一方面中，该方法进本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于流量计（５）的仪表电子器件（２０），该仪表电子器件（２０）包括用于接收来自流量计（５）的三个或更多个振动响应的接口（２０１），该三个或更多个振动响应包括基本基频响应和两个或更多个非基频响应；以及与接口（２０１）通信的处理系统（２０３），该仪表电子器件（２０）进一步包括：处理系统（２０３）被布置成接收来自接口（２０１）的该三个或更多个振动响应，从该三个或更多个振动响应产生极点－残数频率响应函数，并从极点－残数频率响应函数确定至少一个刚度参数（Ｋ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ伦兴，AT佩藤，TJ坎宁安，MJ贝尔，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]