【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定和/或监测安全壳中的介质的至少第一过程变量的方法。安全壳例如是容器或管道。适合于执行该方法的是振动传感器，该振动传感器用于利用包括可机械振荡单元的至少一个传感器单元来确定和/或监测至少一个过程变量。
技术介绍
1、振动传感器被广泛用于过程和/或自动化技术中。在填充水平测量设备的情况下，其具有至少一个可机械振荡的单元，诸如例如振荡叉、单个尖齿或隔膜。其在操作期间借助于激励/接收单元(通常以机电换能器单元的形式)被激励，使得机械振荡被执行。机电换能器单元能够是例如压电驱动器或电磁驱动器。对应的现场设备由申请人大量地制造并且例如以liquiphant和soliphant标记出售。原则上，从大量出版物中已知基础测量原理。激励/接收单元借助于电激励信号激励可机械振荡单元，使得机械振荡被执行。相反，激励/接收单元能够接收可机械振荡单元的机械振荡并将其转换成电接收信号。激励/接收单元是单独的激励和接收单元，或者是一个组合的激励/接收单元。
2、在这种情况下，激励/接收单元在许多情况下是反馈的电气振荡电路的一部分，借助于该电路发生可机械振荡单元的激励，使得机械振荡被执行。例如，对于谐振振荡，必须创建振荡电路状态，其中放大系数≥1，并且振荡电路中出现的所有相位总和为360°的倍数。为了激励和实现振荡电路状态，需要确保激励信号与接收信号之间的某个相移。因此，经常设置相移的预定值，因此设置激励信号与接收信号之间的相移的期望值。为此，现有技术提供了各种各样的解决方案，包括模拟以及数字方法这两者，诸如在例如de102
3、激励信号以及接收信号都由频率ω、振幅a和/或相位φ表征。对应地，通常考虑这些变量的变化来确定特定的过程变量。过程变量能够是例如填充水平、预定填充水平或介质的密度或粘度、以及流量，例如流速。例如，在用于液体的振动极限水平开关的情况下，可以区分可振荡单元是被液体覆盖还是自由振荡。在这种情况下，例如基于不同的谐振或本征频率，从而基于激励信号与接收信号之间的预定相移的情况下的频率，来区分这两种状态(自由状态和覆盖状态)。
4、当可振荡单元完全被介质覆盖时，进而仅能够利用这种测量设备来查明密度和/或粘度。为了确定密度和/或粘度，现有技术同样提供不同的选择，诸如在例如de10050299a1、de102007043811a1、de10057974a1、de102006033819a1、de102015102834a1和de102016112743a1中描述的那些。
5、从de102012100728a1和de102017130527a1已知的是各种振动传感器，在这种情况下，压电元件至少部分地布置在可振荡单元内。利用这样的和类似的布置，有利地，能够利用单个传感器来确定多个过程变量并且将其用于表征不同的过程，诸如在例如wo2020/094266a1、de102019116150a1、de102019116151a1、de02019116152a1、de102019110821a1、de102020105214a1和de102020116278a1中描述的。
6、为了借助于这种多传感器来确定至少两个不同的过程变量，一方面，借助于激励信号来激励传感器单元，使得机械振荡被执行，并且传感器单元的机械振荡被接收和被转换成第一接收信号。附加地，从传感器单元发射发射信号并且第二接收信号被接收。基于第一接收信号，然后能够查明第一过程变量，并且基于第二接收信号，能够查明第二过程变量。传感器单元是用于确定和/或监测介质的至少两个不同过程变量的装置的一部分，并且包括可机械振荡单元以及至少一个压电元件。可机械振荡单元是例如隔膜、单个尖齿、至少两个振荡元件的布置或振荡叉。此外，在两个压电元件的情况下，它们能够至少部分地用作用于产生可机械振荡单元的机械振荡的激励/接收单元。
7、这种多传感器的测量和测量性能的准确性取决于许多不同的因素，例如几何因素。一方面，必须确保可振荡单元的稳定机械振荡。附加地，必须考虑关于发射信号的行进路径的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是进一步提高这种多传感器的测量准确性。
2、目的通过一种用于确定和/或监测安全壳中的介质的至少第一过程变量和第二过程变量的方法来实现，其中
3、-借助于激励信号来激励传感器单元，使得机械振荡被执行，
4、-由传感器单元接收机械振荡并且将机械振荡转换成第一接收信号，
5、-从传感器单元发射发射信号并且接收第二接收信号，以及
6、-基于第一接收信号来查明第一过程变量，并且基于第二接收信号来查明第二过程变量。
7、根据本专利技术，选择发射信号使得至少在传感器单元的第一组件与传感器单元的第二组件或安全壳的壁之间的介质的一部分中产生驻波。
8、可机械振荡单元是例如隔膜、单个尖齿、或具有至少两个振荡元件的布置、尤其是振荡叉。借助于激励信号，产生可振荡单元的机械振荡。当可振荡单元被介质覆盖时，机械振荡被介质的性质影响。对应地，基于表示可振荡单元的振荡的第一接收信号，能够查明关于第一过程变量的信息。基于振动测量原理对应地查明第一过程变量。
9、此外，发射信号至少有时和分段地穿过介质，并且被介质的物理和/或化学性质影响，以及能够被对应地考虑以用于确定介质的第二过程变量。为了确定第二过程变量，考虑超声测量原理。由于在传感器单元的第一组件(例如，压电元件)与传感器单元的第二组件或安全壳的壁之间产生驻波，因此能够基于介质的谐振间接地查明第二过程变量，尤其是介质中的声速。以此方式，能够以简单方式提高测量的准确度。附加地，能够实现显著地更紧凑的传感器。相反，在关于行进时间评估第二接收信号的情况下，可实现的测量准确度敏感地取决于行进的距离。在小行进距离的情况下，这意味着关于用于实现对应装置的检测手段的相当大的不准确性或增加的复杂性，以及对应测量设备的增加的能量需求。
10、在本专利技术的场境中，有利地可以在单个装置中实现至少两个测量原理。一方面，传感器单元执行机械振荡；附加地，发射发射信号。响应于机械振荡和发射信号，两个接收信号被接收并且关于至少两个不同的过程变量被评估。在这种情况下，能够有利地彼此独立地评估两个接收信号。因此，可查明的过程变量的数量能够被显著地增加，导致传感器的更大功能性和/或扩展的应用范围。
11、在方法的实施例中，激励信号是具有至少一个可预先确定的激励频率的电信号，尤其是正弦、矩形、梯形、三角形或锯齿形信号。
12、在附加的实施例中，发射信号是具有至少一个可预先确定的发射频率的电信号，尤其是矩形、梯形、三角形或锯齿形信号，优选地是正弦信号。
13、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定和/或监测安全壳(3)中的介质(M)的至少第一过程变量和第二过程变量的方法，其中
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
5.根据权利要求4所述的方法，
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
7.根据权利要求6所述的方法，
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
11.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
12.根据权利要求11所述的方法，
13.根据权利要求11或12所述的方法，
14.根据权利要求13所述的方法，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定和/或监测安全壳(3)中的介质(m)的至少第一过程变量和第二过程变量的方法，其中
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
5.根据权利要求4所述的方法，
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
7.根据权利要求6所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗穆亚尔德·吉拉尔迪，谢尔盖·洛帕京，让·施莱费尔伯克，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：
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