本发明专利技术涉及一种用于确定和/或监测在容器(3)中介质(1)的至少一个过程变量，特别是填充液位、密度或粘度，的装置。所述装置包括：在操作期间伸入所述容器(3)的可机械振动结构(5)，其中所述可机械振动结构(5)具有依赖于所述过程变量的至少一个振动特性；机电换能器(7)，其用提供给所述换能器(7)的输入侧的激励信号(T)，激励可振动结构(5)以执行机械振动，并且其将可振动结构(5)的振动结果转换成代表振动的电接收信号(R)并且输出这一信号；以及电子设备，其包括用于连接到所述换能器(7)的输入侧的用于产生激励信号的装置(19)，其具有连接到所述换能器(7)的输出侧的第一滤波器(23)，其中所述第一滤波器(23)滤波来自所述接收信号(R)的期望信号(W)；并且基于所述期望信号(W)确定和/或监测所述过程变量。本发明专利技术的所述装置具有高质量的干扰信号抑制，其保证在所述装置的整个期望频率范围(ΔfW)上尽可能不损坏信号传输并且其通过受到以下特征的影响，包括：所述第一滤波器(23)是具有可调节中心频率(f0)的带通滤波器并且所述电子设备包括在操作期间将中心频率(f0)设置到所述激励信号(T)的频率(fT)的装置(31)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定和/或监测介质的过程变量的装置本专利技术涉及一种用于确定和/或监测在容器中介质的至少ー个过程变量，特别是填充液位、密度或粘度，的装置。所述装置包括伸入所述容器的可机械振动结构，其中所述可振动结构具有取决于所述过程变量的至少ー个振动特性；机电换能器，其用提供给所述换能器输入侧的激励信号，激励所述可振动结构以执行机械振动，并且其将所述可振动结构的振动结果转换成代表振动的电接收信号并且输出这一信号；以及电子设备，其包括用于产生连接到换能器的输入侧的激励信号的装置，并且其基于所述接收信号确定和/或监测所述过程变量。这样的装置应用于大量的エ业应用中，特别是在测控技术和过程自动化中，用于确定和/或监测所述过程变量。在众所周知的这ー类型装置的情况下，所述可机械振动结构包括由膜片联接的两个振动叉齿；所述振动叉齿，由安装在所述膜片远离振动杆的后侧上的机电换能器，设置在与它们的纵轴垂直的反相振动(counterphase oscillation)中。同样其可振动结构只有 ー个振动杆或者简单地仅具有一个可振动膜的装置也是已知的。图I示出如用于监测在容器3中的介质I的填充液位的对应装置的典型示例。这里可机械振动结构5包括由膜片联接的两个振动叉齿、或杆。振动杆在待监测的填充液位高度处横向地插入容器3中。可振动结构5由例如设置在膜片后侧上的机电换能器7-这里仅示例性地示出-导致振动。这由以下特征引起发生，包括代表振动的换能器7的接收信号R，通过包括带通滤波器11、移相器13和放大器15的反馈路径作为已发射激励信号T被引导回到换能器7。在这种情形下，换能器7连同可振动结构5形成优选地谐振操作的电子振荡电路的频率确定元件。为此，激励信号T和接收信号R之间的相移由移相器指定以尽可能准确地实现振荡电路的谐振条件。因此可振动结构5被激励来以振动频率f；振动，所述频率由所述相移确定并且在可振动结构5的谐振频率的区域内。与此同时，接收信号R被馈送为至測量和评估单元17的期望信号W，測量和评估单元17基于所述期望信号W确定依赖于过程变量的振动特性，以及基于这ー特性确定和/或监测过程变量。为了监测填充液位，測量例如由预定相移引起的振动结构5的振动频率f；并且与之前确定的极限频率做比较。如果振动频率f；大于极限频率，则振动结构5在自由振动。如果振动频率f；低于极限频率，则振动结构5被介质I覆盖并且所述装置报告超过指定的填充液位。替代地，在杆或叉型振动结构垂直插入介质并具有基于在预定相移处引起的振荡频率的对应校准的情况下，可以在可振动结构的整个长度上測量覆盖的程度及其填充液位。为了确定和/或监测介质的密度或粘度，所述结构垂直插入至介质中到预定浸没深度，并且测量在预定相移处产生的振动频率，或者，測量在以固定激励频率激励情况下与激励信号相比的振动的振动幅值或相移。ー种激励的替代形式由例如在DE 10050299 Al中描述的频率扫描提供，在这种情况下，所述激励信号的频率周期性地通过预定的频率范围。同样在此，例如，基于产生的振荡的幅值或相移确定和/或监测过程变量。无论所述装置是否以在预定相移情况下产生的振动频率f；连续激励来振荡，是否以频率扫描方法来操作或者是否以固定的预定激励频率来操作，都期望干扰信号抑制，其消除例如由在使用所述装置处的栅格交流声(grid humming)、外界振动产生的干扰信号或寄生耦合。此外，接收信号，特别是在由方波激励信号激励的情况下，可以包含归因于激励的较高振动模式的干扰信号。这些来自较高振动模式的干扰信号同样也应被抑制。目前，例如，通过在反馈环路上设置的滤波器来实现干扰信号抑制。在这种情况下，存在这样的问题，滤波器一方面应保证在代表振动的接收信号整个期望频率范围内尽可能不被损坏信号传输，而另一方面，应尽可能多地抑制干扰信号。而需要宽带滤波器用于无损坏的信号传输，需要窄带滤波器用于干扰信号抑制。因为这些要求相互排斥，需要ー种折中，即尽可能满足两方面的需求。这意味着无损坏的信号传输和干扰信号抑制都会減少。 在这种情况下，具体问题是滤波器产生的相移。通常，強烈依赖于频率的这些相移在由振荡电路激励的情况下产生振荡电路的谐振条件，其假设激励信号和接收信号之间相位关系固定，不等同于满足根据过程变量出现的所有振荡频率。此外，在滤波接收信号R以获得具有较低干扰的期望信号W的情况下，它们导致在确定和/或监测过程变量中可达到的精确度和可靠性降低，因为来源于接收信号的期望信号的所述相位关系以对频率依赖的方式通过滤波而改变。測量精确度的程度依赖于应用的測量和评估方法。基于所述期望信号的相位关系的测量运作的測量和评估方法，以及在预定的相移处评估所述期望信号的測量和评估方法是特别受到影响的。本专利技术的目的是提供一种用于确定和/或监测上述提到类型的至少ー个过程变量的装置，其中所述装置具有高质量的干扰信号抑制，其保证在所述装置的整个期望频率范围内尽可能不损坏的信号传输。根据本专利技术的所述目的通过以下特征实现-所述电子设备具有连接到所述换能器的输出侧的第一滤波器，其中所述第一滤波器从接收信号滤波出期望信号，并且所述电子设备基于所述期望信号确定和/或监测所述过程变量；-所述第一滤波器是开关电容滤波器，其具有至少ー个用开关频率开关的开关电容器，并且其中心频率可通过开关频率调节；以及所述电子设备包括在操作期间将中心频率设置到所述激励信号的频率的装置。在进ー步的扩展中，所述电子设备包括第二滤波器，其设置在所述产生激励信号的装置与所述换能器之间。所述第二滤波器是具有可调节中心频率的带通滤波器并且所述装置在操作期间将第二滤波器的中心频率设置到所述激励信号的频率。在优选实施例中，所述第二滤波器是开关电容滤波器，其具有至少ー个具有开关频率的开关电容器，并且其中心频率可通过开关频率调节。在附加实施例中，所述开关频率为所述激励信号的频率的倍数。在优选实施例的附加实施例中-用于调节所述滤波器的中心频率的所述装置包括倍频器，特别是锁相环，-所述激励信号应用到其输入；一其产生输出信号，其频率为所述激励信号的频率的倍数，以及一其输出信号被施加到滤波器作为调节所述滤波器的开关频率的控制信号。在附加优选实施例中，所述电子设备包括电子单元，特别是微控制器，-用于所述产生激励信号的装置集成在其中，以及-其接受所述期望信号并且基于所述期望信号确定 和/或监测所述过程变量。在优选变形中，所述激励信号是矩形交流电压。在附加优选变形中，所述激励信号的频率周期性地通过预定频率范围。现在将基于附图更详细地解释本专利技术及其优点，在附图中呈现了实施例的示例；在图中相同的部分用相同的标记表示。所述附图表示如下图I为用于监测预定填充液位的装置，其中换能器形成电子振荡电路的频率确定元件；以及图2是本专利技术的装置的电路图。图2示出用于确定和/或监测在容器3中的介质I (未在图2中示出)的至少ー个过程变量，特别是填充液位、密度或粘度的本专利技术装置的电路图。所述装置包括可机械振动结构5-这里同样未示出-在操作期间伸入容器3中。可振动结构5具有依赖于所述过程变量的至少ー个振动特性。可振动结构5，例如在图I中所示的可振动结构5，具有由膜片联接的两个振动杆。替代地，也可以应用只具有一个振动杆或仅ー个振动膜片的振动结构。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：马丁·乌尔班，托比亚斯·加特纳，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：
国别省市：
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