ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАТУХАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УЗЛА Российский патент 2022 года по МПК G01F1/84 G01F25/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к проверке измерителя и, более конкретно, к определению характеристики затухания измерительного узла.

Уровень техники

Вибрирующие трубопроводные датчики, такие как массовые расходомеры Кориолиса или вибрирующие трубопроводные ареометры, типично работают посредством обнаружения движения вибрирующей трубы, которая содержит текучий материал. Свойства, ассоциативно связанные с материалом в трубе, такие как массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены посредством обработки сигналов измерений, принятых от датчиков движения, ассоциированных с трубой. На режимы вибрации вибрирующей заполненной материалом системы, как правило, оказывают влияние общая масса, густота и характеристика затухания колебаний содержащей трубы и материала, содержащегося в ней.

Труба вибрационного расходомера может включать в себя одну или более расходомерных трубок. Расходомерная трубка вынуждается вибрировать с резонансной частотой, где резонансная частота трубки является пропорциональной плотности текучей среды в расходомерной трубке. Датчики, расположенные на впускном и выпускном участках трубки, измеряют относительную вибрацию между концами трубки. Во время протекания вибрирующая трубка и текучая масса соединяются вместе вследствие кориолисовых сил, вызывая фазовый сдвиг в вибрации между концами трубки. Фазовый сдвиг является прямо пропорциональным массовому расходу.

Типичный массовый расходомер Кориолиса включает в себя одну или более труб, которые соединены линейно в трубопровод или другую транспортную систему и передают материал, например, жидкости, жидкие массы и т.п., в системе. Каждая труба может рассматриваться как имеющая набор собственных режимов вибрации, включающих в себя, например, простой изгибающий, скручивающий, радиальный и совмещенный режимы. В типичном измерительном приборе массового расхода Кориолиса труба возбуждается в одном или более режимах вибрации, когда материал течет по трубе, и движение трубы измеряется в точках, разнесенных вдоль трубы. Возбуждение типично обеспечивается актуатором, например, электромеханическим устройством, таким как возбуждающее устройство типа катушки линейного электропривода, которое возмущает трубу периодическим образом. Массовый расход может быть определен посредством измерения задержки времени или разности фаз между движениями в местоположениях датчиков. Два или более таких датчиков (или датчиков-преобразователей) типично применяются для того, чтобы измерять ответную вибрацию водопроводной трубы или труб, и типично располагаются в позициях выше по потоку и ниже по потоку от актуатора. Два датчика-преобразователя соединяются с электронной измерительной аппаратурой кабельной разводкой. Измерительная аппаратура принимает сигналы от двух датчиков-преобразователей и обрабатывает сигналы для того, чтобы получать показатель массового расхода.

Разность фаз между двумя сигналами датчиков относится к массовому расходу материала, протекающего по расходомерной трубке или расходомерным трубкам. Массовый расход материала является пропорциональным временной задержке между двумя сигналами датчиков, и массовый расход может, следовательно, быть определен посредством умножения временной задержки на коэффициент калибровки расхода (FCF), где временная задержка содержит разность фаз, поделенную на частоту. FCF отражает свойства материала и свойства поперечного сечения расходомерной трубки. На предшествующем уровне техники FCF определяется посредством процесса калибровки перед установкой расходомера в трубопровод или другую трубу. В процессе калибровки текучая среда проходит по расходомерной трубке с заданным расходом, и пропорция между разностью фаз и расходом вычисляется.

Одним преимуществом расходомера Кориолиса является то, что на точность измеренного массового расхода не влияет износ подвижных компонентов в расходомере. Расход определяется умножением разности фаз между двумя точками расходомерной трубки и коэффициентом калибровки расхода. Единственными входными данными являются синусоидальные сигналы от датчиков, указывающие колебание двух точек на расходомерной трубке. Разность фаз вычисляется из этих синусоидальных сигналов. Не существует подвижных компонентов в вибрирующей расходомерной трубке. Следовательно, на измерение разности фаз и коэффициента калибровки расхода не влияет износ подвижных компонентов в расходомере.

FCF может относиться к атрибутам жесткости, демпфирования и массы измерительного узла. Если атрибуты измерительного узла изменяются, тогда FCF может также изменяться. Изменения в атрибутах будут, следовательно, влиять на точность измерений расхода, формируемых посредством расходомера. Изменения в атрибутах могут быть вследствие изменений в материале и свойствах поперечного сечения расходомерной трубки, которые могут быть вызваны эрозией или коррозией, например. Следовательно, является очень желательным иметь способность обнаруживать и/или количественно определять какие-либо изменения в атрибутах, таких как атрибут демпфирования, измерительного узла для того, чтобы поддерживать высокий уровень точности в расходомере.

Атрибут демпфирования относится к и может быть определен из характеристики затухания. Характеристика затухания может быть определена посредством измерения амплитуды вибрации, когда вибрация затухает. Однако, характеристика затухания может изменяться вследствие свойств, которые не существуют для измерительного узла, или которые изменяются; таких как плотность или вязкость измеряемого материала или температура измерительного узла. Соответственно, существует необходимость определения характеристики затухания измерительного узла, которая минимально подвержена влиянию таких проблем.

Сущность изобретения

Предоставляется измерительная электронная аппаратура для определения характеристики затухания измерительного узла расходомера. Измерительная электронная аппаратура содержит интерфейс для приема ответной вибрации от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой, и систему обработки на связи с интерфейсом. Система обработки конфигурируется, чтобы принимать ответную вибрацию от интерфейса, определять ответное напряжение ответной вибрации, определять характеристику затухания измерительного узла на основе ответного напряжения и компенсировать характеристику затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

Предоставляется способ для определения характеристики затухания измерительного узла расходомера. Способ содержит прием ответной вибрации от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой. Способ дополнительно содержит прием ответной вибрации, определение ответного напряжения ответной вибрации, определение характеристики затухания измерительного узла на основе ответного напряжения и компенсирование характеристики затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

Предоставляется способ для определения характеристики затухания измерительного узла расходомера. Способ содержит прием ответной вибрации от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой. Способ дополнительно содержит прием ответной вибрации от интерфейса, предоставление возможности ответной вибрации затухать от начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения, измерение ответного напряжения от порогового значения начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения и определение одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения. По меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения находится между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением.

Аспекты

Согласно аспекту, измерительная электронная аппаратура (20) для определения характеристики затухания измерительного узла (10) расходомера (5) содержит интерфейс (201) для приема ответной вибрации от измерительного узла (10), ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла (10) практически с резонансной частотой, и систему (203) обработки на связи с интерфейсом (201). Система (203) обработки конфигурируется, чтобы принимать ответную вибрацию от интерфейса (201), определять ответное напряжение (V) ответной вибрации, определять характеристику (ζ) затухания измерительного узла (10) на основе ответного напряжения (V) и компенсировать характеристику (ζ) затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения включает в себя одно из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения, используемых для определения характеристики (ζ) затухания.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения соотносит ранее определенную характеристику затухания с одним из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения является функцией погрешности в зависимости от ответного напряжения.

Предпочтительно, определение характеристики (ζ) затухания дополнительно содержит предоставление возможности ответному напряжению (V) ответной вибрации измерительного узла (10) затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, система (203) обработки дополнительно конфигурируется, чтобы определять характеристику (ζ) затухания посредством снятия возбуждения измерительного узла (10) и предоставления возможности ответному напряжению (V) ответной вибрации измерительного узла (10) затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

Согласно аспекту, способ определения характеристики затухания измерительного узла расходомера содержит прием ответной вибрации от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой. Способ дополнительно содержит прием ответной вибрации, определение ответного напряжения ответной вибрации, определение характеристики затухания измерительного узла на основе ответного напряжения и компенсирование характеристики затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения включает в себя одно из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения, используемых для определения характеристики затухания.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения соотносит ранее определенную характеристику затухания с одним из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения является функцией погрешности в зависимости от ответного напряжения.

Предпочтительно, определение характеристики затухания дополнительно содержит предоставление возможности ответному напряжению ответной вибрации измерительного узла затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, характеристика затухания определяется посредством снятия возбуждения измерительного узла и предоставления возможности ответному напряжению ответной вибрации измерительного узла затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

Согласно аспекту, способ определения характеристики затухания измерительного узла расходомера содержит прием ответной вибрации от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой. Способ дополнительно содержит прием ответной вибрации от интерфейса, предоставление возможности ответной вибрации затухать от начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения, измерение ответного напряжения от порогового значения начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения и определение одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения, при этом, по меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения находится между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением.

Предпочтительно, начальное ответное напряжение является ответным напряжением реакции на вибрацию измерительного узла практически с резонансной частотой, а конечное ответное напряжение равно приблизительно 0 В.

Предпочтительно, одно из порогового значения начального ответного напряжения приблизительно равно начальному ответному напряжению, а пороговое значение конечного ответного напряжения приблизительно равно конечному ответному напряжению.

Предпочтительно, определение одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения, при этом, по меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения находится между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением, содержит одно из определения одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений конечного ответного напряжения относительно порогового значения начального ответного напряжения, и определения одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений начального ответного напряжения относительно порогового значения конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит определение соотношения характеристики затухания и ответного напряжения для компенсирования характеристики затухания, которое основывается на пороговом значении начального ответного напряжения и пороговом значении конечного ответного напряжения.

Предпочтительно, пороговое значение начального ответного напряжения определяется на основе начального ответного напряжения.

Краткое описание чертежей

Один и тот же ссылочный номер представляет один и тот же элемент на всех чертежах. Должно быть понятно, что чертежи необязательно начерчены в масштабе.

Фиг. 1 показывает расходомер, содержащий измерительный узел и измерительную электронную аппаратуру.

Фиг. 2 показывает измерительную электронную аппаратуру 20 для определения характеристики затухания измерительного узла.

Фиг. 3 показывает график 300, который показывает соотношение между напряжением датчика-преобразователя и временем.

Фиг. 4 показывает график 400, иллюстрирующий соотношение между характеристиками затухания и пороговыми значениями начального ответного напряжения.

Фиг. 5 показывает график 500, иллюстрирующий соотношение между характеристиками затухания и пороговыми значениями конечного ответного напряжения.

Фиг. 6 показывает график 600, показывающий соотношение между погрешностями характеристики затухания и конечными ответными напряжениями.

Фиг. 7 показывает способ 700 для определения характеристики ζ затухания измерительного узла, такого как измерительный узел 10, описанный со ссылкой на фиг. 1.

Фиг. 8 показывает способ 800 для определения характеристики ζ затухания измерительного узла, такого как измерительный узел 10, описанный со ссылкой на фиг. 1.

Подробное описание изобретения

Фиг. 1-8 и последующее описание изображают конкретные примеры, чтобы научить специалистов в области техники тому, как выполнять и использовать оптимальный режим определения характеристики затухания измерительного узла. В целях обучения принципам изобретения некоторые традиционные аспекты были упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники поймут вариации из этих примеров, которые подпадают под рамки изобретения. Специалисты в данной области техники поймут, что признаки, описанные ниже, могут быть объединены различными способами, чтобы формировать множественные вариации изобретения. В результате, определение характеристики затухания измерительного узла не ограничивается конкретными примерами, описанными ниже, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.

Фиг. 1 показывает расходомер 5, содержащий измерительный узел 10 и измерительную электронную аппаратуру 20. Измерительный узел 10 реагирует на массовый расход и плотность технологического материала. Измерительная электронная аппаратура 20 соединяется с измерительным узлом 10 через выводы 100, чтобы предоставлять информацию о плотности, массовом расходе и температуре по пути 26, а также другую информацию, не относящуюся к настоящему изобретению. Структура расходомера Кориолиса описывается, хотя специалистам в области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть применено на практике как вибрирующий трубный ареометр без дополнительной способности измерения, обеспечиваемой посредством массового расходомера Кориолиса.

Измерительный узел 10 включает в себя пару патрубков 150 и 150', фланцев 103 и 103', имеющих горловины 110 и 110' фланцев, пару параллельных расходомерных трубок 130 и 130', приводной механизм 180, датчик 190 температуры и пару датчиков-преобразователей 170L и 170R. Расходомерные трубки 130 и 130' имеют две, по существу, прямых впускных ветви 131 и 131' и выпускных ветви 134 и 134', которые сходятся по направлению друг к другу в блоках 120 и 120' установки расходомерной трубки. Расходомерные трубки 130, 130' сгибаются в двух симметричных местоположениях по своей длине и являются практически параллельными по всей своей длине. Распорные пластины 140 и 140' служат, чтобы определять ось W и W', относительно которой каждая расходомерная трубка колеблется.

Боковые ветви 131, 131' и 134, 134' расходомерных трубок 130, 130' неподвижно прикрепляются к блокам 120 и 120' установки расходомерных трубок, и эти блоки, в свою очередь, неподвижно прикрепляются к патрубкам 150 и 150'. Это обеспечивает непрерывный замкнутый путь материала через узел 10 датчика Кориолиса.

Когда фланцы 103 и 103', имеющие отверстия 102 и 102', соединяются, через впускной конец 104 и выпускной конец 104' в технологическую линию (не показана), которая несет технологический материал, который измеряется, материал поступает в конец 104 измерителя через отверстие 101 во фланце 103 и проводится через патрубок 150 к блоку 120 установки расходомерной трубки, имеющему поверхность 121. В патрубке 150 материал делится и направляется по расходомерным трубкам 130 и 130'. При выходе из расходомерных трубок 130 и 130' технологический материал повторно объединяется в единый поток в патрубке 150' и после этого направляется к выходному концу 104', соединенному фланцем 103', имеющим отверстия 102' под болты, с технологической линией (не показана).

Расходомерные трубки 130, 130' выбираются и соответствующим образом устанавливаются на блоки 120, 120' установки расходомерных трубок так, чтобы иметь практически одинаковое распределение массы, моменты инерции и модуль Юнга относительно осей изгиба W--W и W'--W', соответственно. Эти оси изгиба проходят через распорные пластины 140 и 140'. Поскольку модуль Юнга расходомерных трубок изменяется с температурой, и это изменение влияет на вычисление расхода и плотности, термопреобразователь сопротивления (RTD) 190 устанавливается на расходомерную трубку 130', чтобы непрерывно измерять температуру расходомерной трубки. Температура расходомерной трубки и, следовательно, напряжение, возникающее на концах RTD для заданного тока, проходящего через него, регулируется температурой материала, проходящего через расходомерную трубку. Зависящее от температуры напряжение, появляющееся на концах RTD, используется хорошо известным способом измерительной электронной аппаратурой 20, чтобы компенсировать изменение в модуле упругости расходомерных трубок 130 и 130' вследствие каких-либо изменений в температуре расходомерной трубки. RTD соединяется с измерительной электронной аппаратурой 20 выводом 195.

Обе расходомерные трубки 130, 130' возбуждаются посредством возбуждающего механизма 180 в противоположных направлениях относительно их соответствующих осей W и W' изгиба, и это называется первой несинфазной изгибной модой колебаний расходомера. Это возбуждающий механизм 180 может содержать какую-либо одну из различных компоновок, такую как магнит, установленный на расходомерную трубку 130', и встречно-включенная катушка, установленная на расходомерной трубке 130, и через которую переменный ток пропускается для вибрации обеих расходомерных трубок. Надлежащий возбуждающий сигнал прикладывается посредством измерительной электронной аппаратуры 20, через вывод 185, к возбуждающему механизму 180.

Измерительная электронная аппаратура 20 принимает сигнал температуры RTD на выводе 195 и сигналы левого и правого датчиков-преобразователей, появляющиеся на выводах 165L и 165R, соответственно. Измерительная электронная аппаратура 20 формирует возбуждающий сигнал, появляющийся на выводе 185, чтобы возбуждать элемент 180 и осуществлять вибрацию трубок 130 и 130'. Измерительная электронная аппаратура 20 обрабатывает сигналы левого и правого датчиков-преобразователей и сигнал RTD, чтобы вычислять массовый расход и плотность материала, проходящего через измерительный узел 10. Эта информация, вместе с другой информацией, применяется измерительной электронной аппаратурой 20 по пути 26.

Как ранее обсуждалось, коэффициент калибровки расхода (FCF) отражает свойства материала и свойства поперечного сечения расходомерной трубки. Массовый расход потока материала, протекающего через расходомер, определяется умножением измеренной временной задержки (или разности фаз/частоты) на FCF. FCF может относиться к атрибутам жесткости, демпфирования и массы измерительного узла. Если характеристики измерительного узла изменяются, тогда FCF будет также изменяться. Изменения в характеристиках измерительного узла, следовательно, повлияют на точность измерений расхода, формируемых посредством расходомера.

Ответная вибрация расходомера может быть представлена посредством разомкнутого контура, модели возбуждения второго порядка, содержащей:

(1)

где f - это усилие, прикладываемое к системе, M - это масса системы, C - это характеристика демпфирования, и K - это характеристика жесткости системы. Член K содержит K=M(ω₀)², а член C содержит C=M2ζω₀, где ζ содержит характеристику затухания, а ω₀=2πf₀, где f₀ является собственной/резонансной частотой измерительного узла 10 в герцах. Кроме того, x является расстоянием физического смещения вибрации, является скоростью смещения расходомерной трубки, а является ускорением. Это обычно называется MCK-моделью. Эта формула может быть преобразована в форму:

(2)

Уравнение (2) может быть дополнительно обработано в форму передаточной функции. В форме передаточной функции используется член смещения относительно усилия, содержащий:

(3)

Хорошо известные магнитные уравнения могут быть использованы для упрощения уравнения (3). Двумя применимыми уравнениями являются:

(4)

и

(5)

Напряжение V_EMF датчика из уравнения (4) (на датчике-преобразователе 170L или 170R) равно коэффициенту BL_PO чувствительности датчика-преобразователя, умноженному на скорость считывания движения . Коэффициент BL_PO чувствительности датчика-преобразователя является, как правило, известным или измеряется для каждого датчика-преобразователя. Усилие (f), формируемое возбуждающим механизмом 180, из уравнения (5) равно коэффициенту BL_DR чувствительности возбуждающего механизма, умноженному на ток (I) возбуждения, прикладываемый к возбуждающему механизму 180. Коэффициент BL_DR чувствительности возбуждающего механизма для возбуждающего механизма 180 является, как правило, известным или измеряется. Коэффициенты BL_PO и BL_DR, оба являются функцией температуры и могут быть скорректированы посредством измерения температуры.

Подставляя магнитные уравнения (4) и (5) в передаточную функцию уравнения (3), результатом является:

(6)

Если измерительный узел 10 является возбуждаемым разомкнутым контуром по резонансу, т.е., с резонансной/собственной частотой ω₀ (где ω₀=2πf₀), тогда уравнение (6) может быть перезаписано как:

(7)

Посредством подстановки для жесткости уравнение (7) упрощается до:

(8)

Здесь, параметр K жесткости может быть изолирован для того, чтобы получать:

(9)

Как следствие, посредством измерения/количественного определения характеристики ζ затухания, вместе с возбуждающим напряжением V и возбуждающим током I, параметр K жесткости может быть определен. Ответное напряжение V от датчиков-преобразователей может быть определено из ответной вибрации, вместе с возбуждающим током I. Процесс определения параметра K жесткости обсуждается более подробно в связи с фиг. 3 ниже.

В использовании параметр K жесткости может отслеживаться по времени. Например, статистические методы могут быть использованы для определения каких-либо изменений по времени (т.е., изменения ΔK жесткости). Статистическое изменение в параметре K жесткости может указывать, что FCF для конкретного расходомера изменился. Как может быть видно из уравнения (9), параметр жесткости может быть определен на основе характеристики ζ затухания.

Система с пропорциональным демпфированием может затухать экспоненциально как функция времени t, которая задана уравнением (10):

, (10)

где ƞ является модальной величиной затухания по времени, A является первоначальной амплитудой, ζ является характеристикой затухания (иногда называемой коэффициентом пропорционального демпфирования, и т.д.), и ω_n является собственной частотой.

Модальная величина может быть задумана как среднее значение правого и левого датчиков-преобразователей. Процесс усреднения может усиливать возбуждающую моду (также называемой первой несинфазной изгибающей модой колебаний) и ослабляет другие моды (например, крутильные моды, изгибающие моды второго или более высокого порядка, и т.д.). Поскольку демпфирование является глобальным модальным свойством, использование модальной величины может быть преимущественным, например, по сравнению с использованием либо правого, либо левого датчика-преобразования для оценки демпфирования.

Чтобы определять характеристику ζ затухания, уравнение (10) может быть линеаризовано во времени посредством взятия натурального логарифма для обеих сторон:

. (11)

Уравнение (11) является линейным во времени с уклоном и пересечением . Уравнение (11) может быть решено простейшим методом наименьших квадратов, беря n образцов модальной величины ƞ в соответствующие моменты времени t.

. (12)

Уравнение (12) решается посредством предварительного умножения вектора, содержащего логарифм модальных реакций, на псевдо-инверсию базисных векторов, состоящих из времен t₁…t_n выборки, увеличенный на их вектор. Результатом являются интересующие количественные оценки наименьших квадратов, демпфирование и пересечение.

Способ проверки измерителя с усилением затухания может полагаться на точный подбор кривой для затухающего напряжения датчика-преобразователя, чтобы определять характеристику ζ затухания. Вычисление характеристики ζ затухания может быть выполнено посредством обрезания возбуждающего тока, тем самым, снимая возбуждение измерительного узла 10, и измерения напряжения датчика-преобразователя, когда ответная вибрация затухает естественным образом от начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения. Начальное ответное напряжение может быть основано на амплитуде вибрации при вибрации с резонансной частотой. Конечное ответное напряжение может быть равно или около 0 В, хотя любая подходящая амплитуда или единица измерения могут быть применены.

Выборка для напряжения датчика-преобразователя для определения кривой затухания может начинаться, когда напряжение датчика-преобразователя становится ниже порогового значения начального ответного напряжения, и прекращается, когда она достигает порогового значения конечного ответного напряжения. Подбор кривой экспоненциальным методом наименьших квадратов может затем быть применен к кривой для определения экспоненциальной функции, которая лучше всего описывает данные, хотя любая подходящая аппроксимация данных, формат или форма данных могут быть использованы. Соответственно, характеристика затухания может быть измерена от порогового значения начального ответного напряжения, которое может быть меньше начального ответного напряжения, до порогового значения конечного ответного напряжения, которое может быть больше конечного ответного напряжения.

Пороговое значение начального ответного напряжения и пороговое значение конечного ответного напряжения являются функциями вибрирующего измерителя (например, геометрией, размером, конфигурацией и т.д.), целевым возбуждением, с котором вибрирующий измеритель работает, плотностью и вязкостью материала и температурой. Однако, нелинейности в измерительной электронной аппаратуре 20 и/или измерительном узле 10 могут приводить в результате к различным значениям характеристики ζ затухания, когда начальное и/или конечное пороговые значения ответного напряжения для напряжений датчика-преобразователя, отобранных во время затухания, изменяются. Эти нелинейности могут приводить в результате к изменению в жесткости, когда механическое изменение в измерительном узле 10 не произошло.

Измерительная электронная аппаратура 20, а также другая измерительная электронная аппаратура, может применять способы, такие как способы, описанные ниже, чтобы компенсировать характеристику ζ затухания для более точного отражения изменения в измерительном узле 10. Например, характеристики ζ затухания могут быть сопоставлены с различными пороговыми значениями начального и конечного ответного напряжения. Соответственно, кривая погрешности может быть сформирована посредством сопоставления различных начальных и конечных ответных напряжений со значениями погрешности, определенными, например, посредством сравнения значений характеристики ζ затухания с номинальным значением характеристики затухания. Затем, необработанные значения характеристики ζ затухания (например, значения, определенные во время процедуры проверки измерителя) могут быть компенсированы с помощью кривой погрешности, как будет объяснено более подробно в последующем.

Фиг. 2 показывает измерительную электронную аппаратуру 20 для определения характеристики затухания измерительного узла. Измерительная электронная аппаратура 20 может включать в себя интерфейс 201 и систему 203 обработки. Измерительная электронная аппаратура 20 принимает ответную вибрацию 210, такую как от измерительного узла 10, например. Измерительная электронная аппаратура 20 обрабатывает ответную вибрацию 210 для того, чтобы получать характеристики расхода для текучего материала, протекающего через измерительный узел 10. Кроме того, в измерительной электронной аппаратуре 20 согласно изобретению, ответная 210 вибрация также обрабатывается для того, чтобы определять параметр K жесткости измерительного узла 10. Кроме того, измерительная электронная аппаратура 20 может обрабатывать две или более таких ответных вибрации, в динамике по времени, для того, чтобы обнаруживать изменение ΔK жесткости в измерительном узле 10. Определение жесткости может быть выполнено в условиях потока или отсутствия потока. Определение в отсутствие потока может предлагать пользу пониженного уровня шума в результирующей ответной вибрации.

Интерфейс 201 принимает ответную вибрацию 210 от одного из датчиков-преобразователей 170L и 170R через выводы 100 на фиг. 1. Интерфейс 201 может выполнять любую необходимую или желательную предварительную обработку сигнала, такую как любой способ форматирования, усиления, буферизации и т.д. Альтернативно, некоторое или все предварительное формирование сигнала может выполняться в системе 203 обработки. Кроме того, интерфейс 201 может разрешать связи между измерительной электронной аппаратурой 20 и внешними устройствами. Интерфейс 201 может быть приспособлен для любого способа электронной, оптической или беспроводной связи.

Интерфейс 201 в одном варианте осуществления соединяется с цифровым преобразователем (не показан), при этом сигнал датчика содержит аналоговый сигнал датчика. Цифровой преобразователь осуществляет выборку и оцифровывает аналоговую ответную вибрацию и формирует цифровую ответную вибрацию 210.

Система 203 обработки проводит операции измерительной электронной аппаратуры 20 и обрабатывает показатели расхода от узла 10 расходомера. Система 203 обработки выполняет одну или более процедур обработки и, таким образом, обрабатывает измерения расхода для того, чтобы создавать одну или более характеристик расхода.

Система 203 обработки может содержать компьютер общего назначения, микропроцессорную систему, логическую схему или некоторое другое универсальное или специализированное процессорное устройство. Система 203 обработки может быть распределена между множеством устройств обработки. Система 203 обработки может включать в себя любой вид встроенного или независимого электронного носителя хранения, такого как система 204 хранения.

Система 204 хранения может хранить параметры расходомера и данные, процедуры системы программного обеспечения, постоянные значения и переменные значения. В одном варианте осуществления система 204 хранения включает в себя процедуры, которые исполняются посредством системы 203 обработки, такие как процедура 230 характеристики затухания, которая определяет характеристику ζ затухания расходомера 5.

Система 204 хранения может хранить переменные, используемые для работы расходомера 5. Например, система 204 хранения может хранить переменные, такие как ответная вибрация 210, которые могут быть приняты от датчиков-преобразователей 170L и 170R, например.

В одном варианте осуществления система 204 хранения хранит константы, коэффициенты и рабочие переменные. Например, система 204 хранения может хранить определенную характеристику 220 жесткости. Система 204 хранения может также хранить рабочие значения, такие как частота 212 ответной вибрации 210, ответное напряжение 213 ответной вибрации 210 и возбуждающий ток 214.

Система 204 хранения может дополнительно хранить целевую вибрацию 226 и измеренную характеристику 215 затухания расходомера 5. Кроме того, система 204 хранения может хранить константы, пороговые значения или диапазоны, такие как допуск 224. Кроме того, система 204 хранения может хранить данные, накопленные в течение периода времени, такие как изменение 228 жесткости.

Процедура 230 характеристики затухания может конфигурировать систему 203 обработки, чтобы принимать ответную реакцию от измерительного узла 10. Ответная вибрация может быть принята посредством интерфейса 201. Ответная вибрация может содержать реакцию на возбуждение измерительного узла 10 с практически резонансной частотой. Процедура 230 характеристики затухания может также конфигурировать систему 203 обработки, чтобы принимать ответную вибрацию от интерфейса 201, определять ответное напряжение V ответной вибрации, определять характеристику ζ затухания измерительного узла 10 на основе ответного напряжения V и компенсировать характеристику ζ затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

Фиг. 3 показывает график 300, который показывает соотношение между напряжением датчика-преобразователя и временем. Как показано на фиг. 3, график 300 включает в себя ось 310 времени и ось 320 напряжения датчика-преобразователя. Ось 310 времени существует в единицах секунд, а ось 320 напряжения датчика-преобразователя существует в единицах вольт. Ось 310 времени изменяется в диапазоне приблизительно от 0 до 25 секунд, а ось 320 напряжения датчика-измерителя изменяется в диапазоне приблизительно от 0,00 В до приблизительно 0,09 В. График 300 также включает в себя график 330 ответного напряжения, который соотносит ответные напряжения (например, напряжения датчиков-преобразователей) со временем.

График 330 ответного напряжения изменяется в диапазоне по оси 310 времени приблизительно от 7 с до приблизительно 22 с, хотя любой подходящий диапазон может быть применен. График 330 ответного напряжения изменяется в диапазоне по оси 320 напряжения датчика-преобразователя приблизительно от 0,01 В до приблизительно 0,08 В. График 330 ответного напряжения включает в себя начальное ответное напряжение Vstart и конечное ответное напряжение Vstop. График 330 ответного напряжения также включает в себя первое-пятое пороговые значения V1-V5 конечного ответного напряжения.

Как показано, первое-пятое пороговые значения V1-V5 ответного напряжения используются относительно начального ответного напряжения Vstart, чтобы определять соответствующую частичную характеристику затухания. Например, первая частичная характеристика ζ₁ затухания соответствует графику 330 ответного напряжения, изменяющемуся в диапазоне от начального ответного напряжения Vstart до первого порогового значения V1 конечного ответного напряжения. Аналогично, вторая-пятая частичные характеристики ζ2-ζ5 затухания соответственно соответствуют второму-пятому пороговым значениям V2-V5 конечного ответного напряжения. Поскольку первое-пятое пороговые значения V1-V5 конечного ответного напряжения измеряются относительно одного и того же начального ответного напряжения Vstart, поведение характеристики ζ затухания относительно диапазона пороговых значений конечного ответного напряжения может быть смоделировано для данного измерительного узла, что обсуждается более подробно в последующем со ссылкой на фиг. 4 и 5.

Фиг. 4 показывает график 400, иллюстрирующий соотношение между характеристиками затухания и пороговыми значениями начального ответного напряжения. Как показано на фиг. 4, график 400 включает в себя ось 410 начального напряжения и ось 420 характеристики затухания. Ось 410 начального напряжения существует в единицах вольт и изменяется в диапазоне от 0 до 0,09 В. Ось 420 характеристики затухания не имеет единиц измерения и изменяется в диапазоне приблизительно от -0,1344 до -0,1332. График 400 также включает в себя график 430 зависимости частичного затухания от начального напряжения. Как показано, график 430 зависимости затухания от начального напряжения соотносит частичные характеристики затухания с начальными ответными пороговыми напряжениями.

Более конкретно, график 430 зависимости частичного затухания от начального напряжения включает в себя первую-шестую частичную характеристику ζ1-ζ6 затухания, соответствующую первому-шестому ζ6 пороговому значению начального ответного напряжения и начальному ответному напряжению. Первая-пятая частичные характеристики ζ1-ζ5 затухания определяются при начальных ответных пороговых напряжениях относительно, например, общего конечного ответного напряжения. Т.е., со ссылкой на фиг. 3, вместо определения первой-шестой частичных характеристик затухания при пороговых значениях V1-Vstop конечного ответного напряжения, которые измеряются относительно начального ответного напряжения Vstart, первая-шестая частичные характеристики ζ1-ζ6 затухания на фиг. 4 определяются при первом-пятом начальном ответном пороговом напряжении и начальном ответном напряжении относительно общего конечного ответного напряжения. Более конкретно, чтобы формировать график 400 на фиг. 4, график 300 на фиг. 3 будет модифицирован так, что первая частичная характеристика ζ1 затухания определяется от начального ответного напряжения Vstart до конечного ответного напряжения Vstop, а вторая частичная характеристика ζ2 затухания определяется от первого порогового значения V1 ответного напряжения до конечного ответного напряжения Vstop. Этот принцип повторяется до шестой частичной характеристики ζ6 затухания, которая определяется от пятого порогового значения V5 ответного напряжения до конечного ответного напряжения Vstop.

Как может быть видно, график 430 зависимости частичного затухания от начального напряжения уменьшается, когда начальное ответное пороговое напряжение увеличивается. Это указывает, что шестая частичная характеристика ζ6 затухания на фиг. 4, определенная, например, от пятого порогового значения начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения, больше, например, первой частичной характеристики затухания, определенной от первого порогового значения начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения.

Фиг. 5 показывает график 500, иллюстрирующий соотношение между характеристиками затухания и пороговыми значениями конечного ответного напряжения. Как показано на фиг. 5, график 500 включает в себя ось 510 конечного напряжения и ось 520 характеристики затухания. Ось 510 конечного напряжения существует в единицах вольт и изменяется в диапазоне от 0 до 0,08 В. Ось 520 характеристики затухания не имеет единиц измерения и изменяется в диапазоне приблизительно от -0,1354 до -0,134. График 500 также включает в себя график 530 зависимости затухания от конечного напряжения. Как показано, график 530 зависимости затухания от конечного напряжения соотносит частичные характеристики затухания с конечными ответными пороговыми напряжениями.

Более конкретно, график 530 зависимости затухания от конечного напряжения включает в себя первую-шестую частичные характеристики ζ1-ζ6 затухания, соответственно соответствующих первому-пятому пороговым значениям V1-V5 конечного ответного напряжения и конечному ответному напряжению Vstop. Первая-шестая частичные характеристики ζ1-ζ6 затухания определяются при пороговых значениях V1-Vstop конечного ответного напряжения относительно, например, общего начального ответного напряжения Vstart. Т.е., со ссылкой на фиг. 3, первая-шестая частичные характеристики ζ1-ζ6 затухания на фиг. 5 определяются при конечных ответных пороговых напряжениях относительно общего начального ответного напряжения Vstart.

Как может быть видно, кривая 530 зависимости затухания от конечного напряжения уменьшается, когда начальное ответное пороговое напряжение увеличивается. Это указывает, что пятая частичная характеристика ζ5 затухания на фиг. 5, определенная, например, от начального ответного напряжения Vstart до пятого порогового значения V5 конечного ответного напряжения на фиг. 3 больше, например, первой частичной характеристики ζ1 затухания, определенной от начального ответного напряжения Vstart до первого порогового значения V1 конечного ответного напряжения, показанного на фиг. 3.

Фиг. 6 показывает график 600, показывающий соотношение между погрешностями характеристики затухания и конечными ответными напряжениями. Как показано на фиг. 6, график 600 включает в себя ось 610 конечного напряжения и ось 620 погрешности характеристики затухания. Ось 610 конечного ответного напряжения существует в единицах вольт, а ось 620 погрешности характеристики затухания не имеет единиц измерения. Ось 610 конечного ответного напряжения изменяется в диапазоне от 0 до 0,08 В, а ось 620 погрешности характеристики затухания изменяется в диапазоне от -0,003 до 0,007, хотя любой подходящий диапазон может быть применен. График 600 также включает в себя график 630 зависимости погрешности от ответного напряжения, который уменьшается от погрешности приблизительно 0,0061 до приблизительно -0,0018 в диапазоне ответного напряжения от 0,01 В до 0,067 В. Также показана функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения, которая изменяется приблизительно от 0,006 до приблизительно -0,0018.

График 630 зависимости погрешности от ответного напряжения состоит из множества погрешностей, определенных как разница между третьей частичной характеристикой затухания при третьем конечном ответном напряжении V3 относительно начального ответного напряжения Vstart, показанного на фиг. 5. В результате, график 630 зависимости погрешности от ответного напряжения выглядит похожей на график 530 зависимости затухания от конечного напряжения, показанный на фиг. 5. Однако, график 630 зависимости погрешности от ответного напряжения пересекает ось 630 конечного ответного напряжения при третьем значении конечного ответного напряжения V3, где не существует погрешности. Другие графики зависимости погрешности от ответного напряжения могут пересекать ось конечного ответного напряжения при других значениях, а не обязательно при третьем значении конечного ответного напряжения V3.

Функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения показана как пунктирная линия, которая, вообще говоря, является близкой к графику 630 зависимости погрешности от ответного напряжения. Функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения формируется посредством подбора кривой для графика 630 зависимости погрешности от ответного напряжения. Например, подбор кривой для графика 630 зависимости погрешности от ответного напряжения может приводить в результате к формуле , которая является функцией 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения, показанной на фиг. 3. Функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения может иметь величину достоверности аппроксимации, равную 0,99485913, когда сравнивается с графиком 630 зависимости погрешности от ответного напряжения. Это может указывать, что график 630 зависимости погрешности от ответного напряжения является близким функции 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения.

Как может быть понятно, функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения может преимущественно быть относительно простым уравнением в форме:

, (13)

которая может быть использована в коде для вычисления нового коэффициента затухания с учетом начального или конечного ответного напряжения, где:

является начальным или конечным ответным напряжением;

является коэффициентом компенсации характеристики затухания, получающимся в результате подбора кривой; и

является погрешностью.

Приведенное выше уравнение (13) может быть использовано для компенсации характеристики затухания согласно следующему уравнению (14):

; (14)

где:

является компенсированной характеристикой затухания;

является некомпенсированной характеристикой затухания, определенной из измерения ответного напряжения; и

является погрешностью, вычисленной с помощью приведенного выше уравнения (13).

Соответственно, характеристика ζ затухания может быть компенсирована посредством ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения. Например, функция 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения может быть ранее определенным соотношением характеристики затухания и ответного напряжения. Как может быть понятно, хотя предшествующее описывает характеристику затухания как компенсируемую посредством функции 640 погрешности в зависимости от ответного напряжения, которая выражена в форме уравнения (13), любое подходящее соотношение характеристики затухания и ответного напряжения может быть применено.

Фиг. 7 показывает способ 700 для определения характеристики ζ затухания измерительного узла, такого как измерительный узел 10, описанный со ссылкой на фиг. 1. На этапе 701 ответная вибрация принимается от измерительного узла. Ответная вибрация является реакцией измерительного узла на вибрацию практически с резонансной частотой. Вибрация может быть непрерывной или прерывистой. Текучий материал может протекать через измерительный узел 10 или может быть неподвижным.

На этапе 702 определяется ответное напряжение ответной вибрации. Ответное напряжение может быть определено из ответной вибрации посредством любого способа, процесса и/или аппаратных средств. Ответное напряжение может быть начальным ответным напряжением, конечным ответным напряжением и/или любым ответным напряжением между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением. Ответное напряжение может быть определено посредством измерения ответного напряжения, когда ответная вибрация затухает от порогового значения начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения.

На этапе 703 характеристика затухания измерительного узла определяется на основе ответного напряжения. Характеристика затухания может быть определена посредством предоставления возможности ответной вибрации расходомера затухать до целевой вибрации, такой как пороговое значение конечного ответного напряжения. Это действие затухания может быть выполнено несколькими способами. Амплитуда возбуждающего сигнала может быть уменьшена, возбуждающий механизм 180 может фактически выполнять торможение измерительного узла 10 (в соответствующих расходомерах), или возбуждающий механизм 180 может быть просто лишен энергии до тех пор, пока цель не будет достигнута. В одном варианте осуществления, целевая вибрация содержит пониженный уровень в рабочей точке возбуждения. Например, если рабочая точка возбуждения в настоящий момент находится в 3,4 мВ/Гц, тогда для измерения демпфирования рабочая точка возбуждения может быть снижена до более низкого значения, такого как 2,5 мВ/Гц, например. Таким образом, измерительная электронная аппаратура 20 может предоставлять возможность измерительному узлу 10 просто работать по инерции до тех пор, пока ответная вибрация не будет практически совпадать с этим новым целевым возбуждением.

На этапе 704 характеристика затухания компенсируется с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения. Например, когда ответное напряжение этапа 703 равно пороговому значению начального ответного напряжения, а пороговое значение конечного ответного напряжения равно 0 В, тогда кривая зависимости характеристики затухания от ответного напряжения может быть использована, чтобы определять ранее определенную характеристику ζ затухания, которая соответствует такому диапазону ответного напряжения. Т.е., это значение может быть использовано для компенсации значения характеристики затухания до скорректированного значения характеристики затухания, которое будет соответствовать полному диапазону значений ответного напряжения, хотя любой подходящий диапазон может быть использован.

Способ 700 может выполняться итеративно, периодически или случайным образом. Способ 700 может выполняться в предварительно определенных опознавательных точках, таких как в предварительно определенные часы работы, при изменении в текучем материале, и т.д.

Фиг. 8 показывает способ 800 для определения характеристики ζ затухания измерительного узла, такого как измерительный узел 10, описанный со ссылкой на фиг. 1. На этапе 801 ответная вибрация принимается от измерительного узла, такого как измерительный узел 10, описанный выше со ссылкой на фиг. 1. Ответная вибрация может быть принята измерительной электронной аппаратурой, такой как измерительная электронная аппаратура 20, описанная выше со ссылкой на фиг. 2.

На этапе 802 ответной вибрации предоставляется возможность затухать от начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения. Это затухание может выполняться способом, аналогичным способу, описанному выше со ссылкой на фиг.7. Начальное ответное напряжение может быть ответным напряжением реакции на вибрацию измерительного узла практически с резонансной частотой, а конечное ответное напряжение может быть приблизительно равно 0 В.

На этапе 803 ответное напряжение изменяется от порогового значения начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения. Ответное напряжение может дополнительно быть измерено от дополнительных пороговых значений начального ответного напряжения и/или дополнительных пороговых значений конечного ответного напряжения. Пороговое значение начального ответного напряжения может быть приблизительно начальным ответным напряжением, и/или пороговое значение конечного ответного напряжения может быть приблизительно конечным ответным напряжением. Например, пороговое значение конечного ответного напряжения может быть приблизительно равно 0 В, когда конечное ответное напряжение равно 0 В. Дополнительно или альтернативно, пороговое значение начального ответного напряжения может не быть приблизительно начальным ответным напряжением, и/или пороговое значение конечного порогового напряжения может не быть приблизительно конечным ответным напряжением.

На этапе 804 определяются одна или более частичных характеристик затухания измерительного узла. Одна или более частичных характеристик затухания могут быть определены на основе одного из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения. По меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения может находиться между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением. Т.е., если конечное ответное напряжение равно 0 В, пороговое значение конечного ответного напряжения может быть, например, равно 0,2 В. В результате, ответное напряжение между 0,2 и 0 В может не быть измерено для определения характеристики ζ затухания.

Определение одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения может состоять из определения одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений конечного ответного напряжения относительно порогового значения начального ответного напряжения или определения одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений начального ответного напряжения относительно порогового значения конечного ответного напряжения. Любое подходящее сочетание вышеупомянутого может быть использовано.

Вышеупомянутое описывает измерительную аппаратуру 20 и способы 700 и 800, которые могут определять характеристику затухания измерительного узла 10. Характеристика затухания измерительного узла 10 может быть определена посредством компенсирования характеристики затухания, измеренной, например, от начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения, которое не включает в себя полное затухание. Например, пороговое значение конечного ответного напряжения может быть больше 0 В, и, следовательно, характеристика затухания измерительного узла 10 определяется на основе частично затухшей вибрации. В результате, характеристика затухания не может быть использована в сравнении с характеристикой затухания измерительного узла 10, определенной на основе полного затухания вибрации измерительного узла 10.

Это техническое решение определения характеристики затухания направлено на техническую проблему характеристик затухания, которые определяются на основе лишь части затухания вибрации. Вследствие определения характеристики затухания на основе лишь части затухания характеристика затухания может не использоваться для определения, например, жесткости, которая может быть сравнена с ранее определенной жесткостью. Следовательно, изменение в жесткости может не быть точно определено. Посредством компенсирования характеристики затухания жесткость может быть точно сравнена с ранее определенной жесткостью.

Соответственно, техническое решение для определения характеристики затухания измерительного узла посредством, среди прочего, компенсирования характеристики ζ затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения предоставляет возможность компенсированной характеристике затухания более точно обнаруживать изменение в измерительном узле 10, описанном выше, или других измерительных узлах. Соответственно, технология проверки измерителя улучшается, поскольку изменение в измерительном узле точно обнаруживается, тем самым, предоставляя возможность, например, более точных измерений расхода.

Подробные описания вышеупомянутых вариантов осуществления не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов осуществления, рассматриваемых изобретателями как находящиеся в рамках настоящего описания. В действительности, специалисты в области техники поймут, что определенные элементы вышеописанных вариантов осуществления могут по-разному быть объединены или устранены, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления попадают в рамки и учения настоящего описания. Также обычным специалистам в данной области техники будет очевидно, что вышеописанные варианты осуществления могут быть объединены в целом или частично, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в рамках и учениях настоящего описания.

Таким образом, хотя конкретные варианты осуществления описываются в данном документе в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в рамках настоящего описания, как поймут специалисты в связанной области техники. Учения, предоставленные в данном документе, могут быть применены к другим электронным аппаратурам и способам, которые определяют характеристику затухания измерительного узла, а не только к вариантам осуществления, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, рамки вариантов осуществления, описанных выше, должны быть определены из последующей формулы изобретения.

Настоящая группа изобретений относится, в целом, к проверке измерителя и, более конкретно, к определению характеристики затухания измерительного узла расходомера. Предоставляется измерительная электронная аппаратура (20) для определения характеристики затухания измерительного узла (10) расходомера (5). Измерительная электронная аппаратура (20) содержит интерфейс (201) для приема ответной вибрации от измерительного узла (10), ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла (10) практически с резонансной частотой, и систему (203) обработки на связи с интерфейсом (201). Система (203) обработки конфигурируется, чтобы принимать ответную вибрацию от интерфейса (201), определять ответное напряжение (V) ответной вибрации, определять характеристику (ζ) затухания измерительного узла (10) на основе ответного напряжения (V) и компенсировать характеристику (ζ) затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения. Технический результат – повышение точности определения характеристики затухания измерительного узла. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Измерительная электронная аппаратура (20) для определения характеристики затухания измерительного узла (10) расходомера (5), измерительная электронная аппаратура (20) содержит интерфейс (201) для приема ответной вибрации от измерительного узла (10), ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла (10) практически с резонансной частотой, и систему (203) обработки на связи с интерфейсом (201), система (203) обработки конфигурируется, чтобы:

принимать ответную вибрацию от интерфейса (201);

определять ответное напряжение (V) ответной вибрации;

определять характеристику (ζ) затухания измерительного узла (10) на основе ответного напряжения (V); и

компенсировать характеристику (ζ) затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

2. Измерительная электронная аппаратура (20) по п. 1, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения включает в себя одно из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения, используемых для определения характеристики (ζ) затухания.

3. Измерительная электронная аппаратура (20) по п. 1, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения соотносит ранее определенную характеристику затухания с одним из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения.

4. Измерительная электронная аппаратура (20) по п. 1, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения является функцией погрешности в зависимости от ответного напряжения.

5. Измерительная электронная аппаратура (20) по п. 1, при этом определение характеристики (ζ) затухания дополнительно содержит предоставление возможности ответному напряжению (V) ответной вибрации измерительного узла (10) затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

6. Измерительная электронная аппаратура (20) по п. 1, при этом система (203) обработки дополнительно конфигурируется, чтобы определять характеристику (ζ) затухания посредством снятия возбуждения измерительного узла (10) и предоставления возможности ответному напряжению (V) ответной вибрации измерительного узла (10) затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

7. Способ определения характеристики затухания измерительного узла расходомера, способ содержит этап, на котором принимают ответную вибрацию от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой, при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых:

принимают ответную вибрацию;

определяют ответное напряжение ответной вибрации;

определяют характеристику затухания измерительного узла на основе ответного напряжения; и

компенсируют характеристику затухания с помощью ранее определенного соотношения характеристики затухания и ответного напряжения.

8. Способ по п. 7, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения включает в себя одно из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения, используемых для определения характеристики затухания.

9. Способ по п. 7, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения соотносит ранее определенную характеристику затухания с одним из начального ответного напряжения и конечного ответного напряжения.

10. Способ по п. 7, при этом ранее определенное соотношение характеристики затухания и ответного напряжения является функцией погрешности в зависимости от ответного напряжения.

11. Способ по п. 7, при этом определение характеристики затухания дополнительно содержит этап, на котором предоставляют возможность ответному напряжению ответной вибрации измерительного узла затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

12. Способ по п. 7, при этом характеристика затухания определяется посредством снятия возбуждения измерительного узла и предоставления возможности ответному напряжению ответной вибрации измерительного узла затухать до предварительно определенного конечного ответного напряжения.

13. Способ определения характеристики затухания измерительного узла расходомера, способ содержит этап, на котором принимают ответную вибрацию от измерительного узла, ответная вибрация содержит реакцию на возбуждение измерительного узла практически с резонансной частотой, при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых:

принимают ответную вибрацию от интерфейса;

предоставляют возможность ответной вибрации затухать от начального ответного напряжения до конечного ответного напряжения;

измеряют ответное напряжение от порогового значения начального ответного напряжения до порогового значения конечного ответного напряжения; и

определяют одну или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения, при этом, по меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения находится между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением.

14. Способ по п. 13, при этом начальное ответное напряжение является ответным напряжением реакции на вибрацию измерительного узла практически с резонансной частотой, а конечное ответное напряжение равно приблизительно 0 В.

15. Способ по п. 13, при этом одно из порогового значения начального ответного напряжения является приблизительно начальным ответным напряжением, а пороговое значение конечного ответного напряжения является приблизительно конечным ответным напряжением.

16. Способ по п. 13, при этом определение одной или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения, при этом, по меньшей мере, одно из порогового значения начального ответного напряжения и порогового значения конечного ответного напряжения находится между начальным ответным напряжением и конечным ответным напряжением, содержит один из этапов, на которых:

определяют одну или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений конечного ответного напряжения относительно порогового значения начального ответного напряжения; и

определяют одну или более частичных характеристик затухания измерительного узла на основе одного или более пороговых значений начального ответного напряжения относительно порогового значения конечного ответного напряжения.

17. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором определяют соотношение характеристики затухания и ответного напряжения для компенсирования характеристики затухания, который основывается на пороговом значении начального ответного напряжения и пороговом значении конечного ответного напряжения.

18. Способ по п. 13, при этом пороговое значение начального ответного напряжения определяется на основе начального ответного напряжения.