用于运行科里奥利质量流量计的方法以及科里奥利质量流量计技术

本发明专利技术涉及一种用于运行科里奥利质量流量计（1）的方法以及一种科里奥利质量流量计，该科里奥利质量流量计具有：至少一个由介质流过的测量管（2，3），该测量管被激励以进行振动；至少两个在测量管的纵向方向上彼此间隔的振动传感器（24，25），用于分别产生振动信号（5，6）；以及评估装置（26）。为了检测测量管中的沉积，首先使用第一指示变量（I1），其基于测量管的振动的阻尼。如果基于第一指示变量确定了提高的阻尼，则进一步使用第二指示变量（I2），其基于振动信号的频谱中的谐波的表现。其优点在于，即能够实现可靠的沉积的检测，并且因此实现关于过程技术设备中的测量仪和管路的状态的说明。

【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根据权利要求I的前序部分所述的用于运行科里奥利质量流量计的方法，以及一种根据权利要求7的前序部分所述的科里奥利质量流量计。
技术介绍
在过程自动化中，经常需要测量介质通过管路的流速。对此，已知的是例如电磁感应流量计、超声波流量计或者浮子流量计，同样地，还已知了涡流计数器或者差压测量变换器，它们与测量管内的预置光圈(Druckblende)共同作用。这些测量仪直接提供流速的测量值，或者在考虑到测量管几何形状的情况下，提供流量体积的测量值。只有科里奥利质量流量计允许直接测量质量流量。 科里奥利质量流量计通常具有一个唯一的测量管或者多个(例如一对)测量管，介质流动通过该一个唯一的或者多个测量管，还应确定介质的质量流量。其中，已知测量管的不同布置方式和几何形状。存在有例如具有一个唯一的直测量管的科里奥利质量流量计，以及具有两个弯曲的、相对平行延伸的测量管的科里奥利质量流量计。为了实现质量平衡，第二种成对的相同设计的测量管通过定位在中间区域的励磁布置被激励以实现物质平衡，以这样进行振动，即它们相对振动，也就是说，两个测量管的振动以180°角相对彼此相移。其中，由两个测量管形成的系统的重心的位置基本保持恒定，并且尽可能地补偿出现的力。这有积极的影响，即振动的系统基本上本身不向外产生影响。在励磁布置前后，安装有振动传感器，在其输出信号之间能够在流动时作为测量信号评估相位差。相位差由流动时控制的科里奥利力并且由此通过质量流量造成。介质的密度影响振动系统的谐振频率。由此，除了质量流量之外还能确定流动介质的密度。由WO 2009/089839A1公开了一种科里奥利质量流量计，通过该科里奥利质量流量计，能够更清楚地识别多相流的意外状态，并因此能够实现仪器的更可靠的运行。因此能够获得关于多相流的信息，如两相流，特别是识别此类多相流的出现以及说明多相流的表现。两相流的例子就是液体中的气泡，该气泡可以是例如通过阀或泵中的空穴作用或者由于管路系统的不密封性造成的空气抽吸而引起的。此外，两相流的例子是固体与液体的混合，例如由于结晶作用或者由于介质流过的管路系统中的沉积突然分离造成。另一例子是不能溶解的液体的混合物，即例如可能由于更换流动通过管路系统的介质而造成的乳状液。由DE 10 2006 017 676 B3已知了一种用于运行科里奥利质量流量计的方法，其中测得多个用于检测多相流的指示变量。例如，为了确定基于两相流动内的摩擦损失的指示变量，用振动信号的有效值除测量管的振动激励所需的驱动功率。为了确定另一指示变量，对由振动传感器测得的信号的频谱进行分析。在科里奥利质量流量计的运行过程中测得的频谱与之前确定的标称频谱的偏差被用于计算另一用于检测多相流的指示变量。在过程自动化的多种应用中输送介质，而随着时间推移，介质会在管路的内侧并且同样在流量计的内部形成沉积或者附着。随着沉积越来越多，科里奥利质量流量计的测量精度也会变低。如果沉积甚至导致测量管的部分堵塞，就必须提高管路以及测量仪中为了维持理想的流速所需的压力。该效果在食品工业和饮料工业的领域中尤其关键，这是因为通过质量提高的压力能对所生产的产品的质量产生消极影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于运行科里奥利质量流量计的方法，以及一种新的科里奥利质量流量计，通过其能够识别测量管中的沉积的意外状态并且因此能实现仪器的更可靠的运行。为了实现该目的，上面所述类型的用于运行科里奥利质量流量计的新方法具有权利要求I的特征部分中说明的特征。在从属权利要求中说明了有利 的改进方案，在权利要求7中说明了一种新的科里奥利质量流量计。本专利技术基于该认识，即测量管中的沉积提高振动系统的阻尼。然而，该效果类似于已知的两相流内的摩擦损失的提高。通过例如第一振动信号的均方根值与驱动功率之间的比例，能够得到第一指示变量，该第一指示变量能够看作与阻尼成比例。此外，沉积通常不会理想地均匀分布在管道内壁上。由于管道内不平均的质量分布，产生谐波，而能够通过振动信号的频谱分析对谐波的表现进行评估。因此，根据频率范围内的评估能够确定，沉积是否形成所确定的阻尼提高的原因。因此本专利技术的优点在于，即通过本专利技术实现了关于科里奥利质量流量计的测量管内的沉积存在的可靠的说明。因此，可以实现对现场用仪表的以及其中安装有科里奥利质量流量计作为现场用仪表的过程技术设备的所谓的Condition Monitoring,即状态监控。除了识别可能的测量误差之外，其还为设备的运营商提供关于其设备状态的很有价值的提/Jn o另一优点在于诊断基于传统科里奥利质量流量计的评估电子装置中已经存在的信号。为了测得指示变量，也就还是总归只会使用质量流量计内已经存在的信号。因此，在有利的方式下，该仪器不需要通过另外的硬件或者另外的传感器或者执行器进行扩展。由此，实现本专利技术所需的花费会相应的低。只有传统仪器的评估装置的软件必须扩展另外的算法，以识别沉积。然而，能够简单地将其保持并且其只需要现有计算效率中很小的一部分。另外，通常预设有控制回路，用于控制科里奥利质量流量计中的振动系统，有利地，没有必要干扰该控制回路。此外，能够尽可能地不取决于介质压力、质量流量或者温度，进行沉积的识别。另夕卜，有利的是诊断相对于带有较高粘度的介质的坚固度。因为沉积的形成过程相对缓慢，所以在预定的时间间隔内循环地进行检测方法就已足够。识别沉积时的操作步骤能够被看作为两个阶段的方法。在第一阶段中，在振动阻尼的基础上使用第一指示变量。如果阻尼过高，则推断为故障。在这种情况下，使用第二阶段，以确定故障的类型。只有在第二阶段中，才会在谐波的表现的基础上，对第二指示变量进行评估；而对谐波的表现的检查借助于频率分析进行。如果相对于背景噪声，明显表现出至少一个谐波，则存在沉积，否则可能有其它类型的干扰。这一两个阶段的方法流程的优点是节省计算效率。在正常情况，即无故障的情况下，就必须只测定第一指示变量。这能够通过例如简单的有效值计算以及根据测得的有效值计算商数实现。只有当基于提高的阻尼识别到故障时，才必须另外进行频率分析，以确定故障类型。原则上，能够以多种方式测得基于测量管的振动的阻尼的第一指示变量的值。例如，可能通过脉冲激励测量管以进行振动，并且评估振动的衰减。然而，为此可能需要用于脉冲激励的装置，而普通科里奥利质量流量计中没有这种装置。为了激励振动系统，必须在正常的测量运行中，在提高的阻尼的情况下，就已经有较大的驱动功率。因此，在有利的方式下，能够对测量管的振动激励所需的驱动功率进行评估，以确定第一指示变量。驱动功率是一个相对来说能够简单确定的物理变量，这是因为例如在使用磁性驱动装置时，所应用的电流强度作为已知的变量存在，并且仅仅必须执行简单的运算步骤以确定驱动功率。能够通过例如RMS (均方根(Root Mean Square))的值还原出驱动功率，而该值也经常称为均方根值或者有效值。当然可以对此可替换地使用另一用于驱动信号的变量的数值。 因为驱动功率通常由控制回路进行控制，所以，驱动功率的替换方式是对从控制回路得出的所谓的“驱动增益(Driver Gain)”进行评估，以用于确定第一指示变量。因为在驱动功率相同时，通过振动振幅的降低，表现出提高了的阻尼，所以能够以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·比尔魏勒，沃尔夫冈·恩斯，费利克斯·哈马舍尔，亨宁·兰兹，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：