用于振動(dòng)儀表的儀表傳感器的檢驗(yàn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及振動(dòng)元件儀表，并且更具體地涉及用于驗(yàn)證振動(dòng)元件儀表的傳感器組 件的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如例如液體密度儀表、氣體密度儀表、液體粘度儀表、氣體/液體比重儀表、氣 體/液體相對(duì)密度儀表和氣體分子量儀表之類的振動(dòng)儀表一般是已知的并且用于測量流 體的特性。一般而言，儀表包括傳感器組件和電子部分。傳感器組件內(nèi)的材料可以是流動(dòng) 的或靜止的。每一種類型的傳感器可以具有獨(dú)特的特性，儀表必須計(jì)及該特性以便實(shí)現(xiàn)最 優(yōu)性能。例如，一些傳感器可能要求管裝置以特定位移水平振動(dòng)。其它傳感器組件類型可 能要求特殊的補(bǔ)償算法。
[0003] 在執(zhí)行其它功能之中，儀表電子器件典型地包括用于所使用的特定傳感器的所存 儲(chǔ)的傳感器校準(zhǔn)值。例如，儀表電子器件可以包括參考傳感器時(shí)間周期（即參考諧振頻率的 倒數(shù))。參考傳感器時(shí)間周期表示如在參考條件之下在工廠中測量的用于特定傳感器組件 的傳感器幾何結(jié)構(gòu)的基本測量性能。在振動(dòng)元件儀表安裝在客戶地點(diǎn)處之后測量的傳感器 時(shí)間周期與參考傳感器時(shí)間周期之間的改變可以表示由于除其它原因之外的對(duì)振動(dòng)元件 傳感器的涂敷、侵蝕、腐蝕或破壞所導(dǎo)致的傳感器組件中的物理改變。
[0004] 監(jiān)視振動(dòng)儀表中傳感器時(shí)間周期的改變的常用技術(shù)是執(zhí)行空氣點(diǎn)健康檢查、真空 點(diǎn)健康檢查或使用具有精確已知密度的任何流體的健康檢查。在該三種健康檢查方法中的 任何一個(gè)中，使儀表離線并且將其放置于測試條件之下。儀表有時(shí)在放置于測試條件之下 之前通過機(jī)械或基于溶劑的技術(shù)被清洗。液體或氣體儀表接下來可以被放置于真空之下或 者填充有具有精確已知的密度的流體，諸如空氣或水。對(duì)于液體儀表，測試條件通常包括將 儀表放置于環(huán)境空氣條件之下。對(duì)于氣體儀表，測試條件通常包括將儀表放置于真空條件 之下。然后確定傳感器時(shí)間周期并且將其與參考傳感器時(shí)間周期測量值相比較。
[0005] 典型地，測試測量值在可以不同于健康檢查測試的參考條件的條件之下取得。在 健康檢查期間測量的傳感器時(shí)間周期可以因此反映不僅由于傳感器組件中的改變而且由 于參考與測試條件之間的差異所導(dǎo)致的振動(dòng)響應(yīng)中的變化。當(dāng)前健康檢查方法未能隔離由 于物理傳感器組件中的改變和測試條件中的改變所導(dǎo)致的振動(dòng)響應(yīng)中的改變。
[0006] 例如，傳感器時(shí)間周期測量可能受溫度影響。溫度可以影響傳感器時(shí)間周期的第 一原因是因?yàn)闇囟瓤梢杂绊憘鞲衅鹘M件自身的穩(wěn)定性。第二原因是因?yàn)樵趥鞲衅鹘M件中移 動(dòng)的流體的密度可能取決于溫度。溫度可以影響健康檢查的魯棒性的第三機(jī)制是在傳感器 組件未處于穩(wěn)定的溫度的情況下或者在存在溫度漂移的情況下。在常規(guī)振動(dòng)傳感器健康檢 查技術(shù)之下沒有計(jì)及這些溫度影響中的任一個(gè)，這可能導(dǎo)致傳感器組件或者有故障或者健 康的錯(cuò)誤指示。錯(cuò)誤可能導(dǎo)致不正確的客戶決定和不必要的服務(wù)調(diào)用。
[0007] 所需要的是傳感器健康評(píng)價(jià)，該傳感器健康評(píng)價(jià)校正由于溫度、壓強(qiáng)和密度所導(dǎo) 致的所測量的傳感器時(shí)間周期中的變化。還需要的是確定傳感器組件是否足夠穩(wěn)定以提供 來自空氣點(diǎn)健康檢查、真空點(diǎn)健康檢查或使用另一流體的健康檢查的精確結(jié)果的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供了一種用于儀表健康檢驗(yàn)的振動(dòng)元件儀表。振動(dòng)元件儀表包括傳感器組件、 至少一個(gè)溫度傳感器和儀表電子器件。傳感器組件包括振動(dòng)構(gòu)件、拾取/檢測傳感器和配 置成使振動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。儀表電子器件耦合到拾取/檢測傳感器、驅(qū)動(dòng)器和所述至 少一個(gè)溫度傳感器。儀表電子器件被配置成使用所述至少一個(gè)溫度傳感器測量多個(gè)溫度。 儀表電子器件還被配置成使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期。儀表電子器件還被配 置成根據(jù)所述多個(gè)溫度確定平均溫度。儀表電子器件還被配置成根據(jù)所述多個(gè)傳感器時(shí)間 周期確定平均傳感器時(shí)間周期。儀表電子器件還被配置成使用平均溫度來補(bǔ)償平均傳感器 時(shí)間周期以生成經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期。儀表電子器件還被配置成將經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí) 間周期與參考傳感器時(shí)間周期相比較。儀表電子器件還被配置成指示經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間 周期是否在參考傳感器時(shí)間周期的傳感器時(shí)間周期誤差限制內(nèi)。
[0009] 提供了一種用于傳感器檢驗(yàn)的方法。方法包括使用至少一個(gè)溫度傳感器測量多個(gè) 溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期的步驟。傳感器組件包括振動(dòng)構(gòu)件、拾取 /檢測傳感器和配置成使振動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。方法還包括根據(jù)所述多個(gè)溫度確定平均 溫度的步驟。方法還包括根據(jù)所述多個(gè)傳感器時(shí)間周期確定平均傳感器時(shí)間周期的步驟。 方法還包括使用平均溫度來補(bǔ)償平均傳感器時(shí)間周期以生成經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期的 步驟。方法還包括將經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期與參考傳感器時(shí)間周期相比較的步驟。方法 還包括指示經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期是否在參考傳感器時(shí)間周期的傳感器時(shí)間周期誤差 限制內(nèi)的步驟。
[0010] 提供了一種用于傳感器的健康檢驗(yàn)的方法。方法包括使用至少一個(gè)溫度傳感器測 量多個(gè)溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期的步驟。傳感器組件包括振動(dòng)構(gòu) 件、拾取/檢測傳感器和配置成使振動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。方法還包括使用包括多個(gè)溫度 或多個(gè)傳感器時(shí)間周期之一的第一數(shù)據(jù)集合計(jì)算第一標(biāo)準(zhǔn)偏差的步驟。方法還包括將第一 標(biāo)準(zhǔn)偏差與第一限制比較的步驟。方法還包括指示第一標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于第一限制的步 驟。
[0011] 提供了一種用于傳感器的健康檢驗(yàn)的方法。方法包括使用至少一個(gè)溫度傳感器測 量多個(gè)溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期的步驟。傳感器組件包括一個(gè)或多 個(gè)振動(dòng)元件、一個(gè)或多個(gè)拾取/檢測傳感器和配置成使所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)元件振動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)器。方法還包括根據(jù)所述多個(gè)溫度確定平均溫度的步驟。方法還包括根據(jù)所述多個(gè)傳感 器時(shí)間周期確定平均傳感器時(shí)間周期的步驟。方法還包括接收海拔的步驟。方法還包括使 用傳感器組件測量流體密度的步驟。方法還包括使用海拔和平均溫度針對(duì)參考密度與所測 量的密度之間的密度差異來補(bǔ)償傳感器時(shí)間周期的步驟。
[0012] 本申請(qǐng)的各方面 優(yōu)選地，使用溫度傳感器測量多個(gè)溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期還 包括清洗傳感器組件。
[0013] 優(yōu)選地，使用溫度傳感器測量多個(gè)溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周 期還包括利用環(huán)境空氣填充傳感器組件。
[0014] 優(yōu)選地，使用溫度傳感器測量多個(gè)溫度和使用傳感器組件測量多個(gè)傳感器時(shí)間周 期還包括將傳感器組件放置于真空之下。
[0015] 優(yōu)選地，使用溫度傳感器測量多個(gè)溫度和使用傳感器測量多個(gè)傳感器時(shí)間周期還 包括利用具有精確已知的密度的流體填充傳感器組件或者將傳感器組件插入到具有精確 已知的密度的流體中。
[0016] 優(yōu)選地，儀表電子器件還被配置成使用多個(gè)溫度和多個(gè)傳感器時(shí)間周期之一來計(jì) 算標(biāo)準(zhǔn)偏差，將標(biāo)準(zhǔn)偏差與限制比較，并且指示標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于限制。
[0017] 優(yōu)選地，儀表電子器件還被配置成接收海拔，并且使用海拔補(bǔ)償經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅?時(shí)間周期。
[0018] 優(yōu)選地，儀表電子器件還被配置成使用傳感器組件測量流體的密度，并且使用海 拔和平均溫度針對(duì)參考密度與所測量的密度之間的密度差異補(bǔ)償經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周 期。
[0019] 優(yōu)選地，方法還包括使用包括多個(gè)溫度或多個(gè)傳感器時(shí)間周期之一的第二數(shù)據(jù)集 合計(jì)算第二標(biāo)準(zhǔn)偏差，將第二標(biāo)準(zhǔn)偏差與第二限制比較，以及指示第二標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于 第二限制的步驟，其中第一數(shù)據(jù)集合不同于第二數(shù)據(jù)集合。
【附圖說明】
[0020] 在所有附圖上，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。附圖未必是按比例的。
[0021] 圖1描繪了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的振動(dòng)元件儀表5。
[0022] 圖2描繪了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的儀表電子器件20。
[0023] 圖3描繪了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的方法300。
[0024] 圖4描繪了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的方法400。
[0025] 圖5描繪了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的方法500。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 圖1-5和以下描述描繪具體示例以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何做出和使用本申請(qǐng) 的最佳模式。出于教導(dǎo)發(fā)明原理的目的，簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 從這些示例領(lǐng)會(huì)到落在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，以下描述的特 征可以以各種方式組合以形成本申請(qǐng)的多個(gè)變型。作為結(jié)果，本申請(qǐng)不限于以下所描述的 具體示例，而是僅由權(quán)利要求及其等同物限制。
[0027] 圖1示出振動(dòng)元件儀表5、密度儀表。振動(dòng)元件儀表5包括傳感器組件10和儀表 電子器件20。然而，密度儀表的實(shí)施例不意圖是限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到， 本文所描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例可以被應(yīng)用于液體密度儀表、氣體密度儀表、液體粘度儀表、 氣體/液體比重儀表、氣體/液體相對(duì)密度儀表、氣體分子量儀表和/或任何類型的振動(dòng)儀 表的檢驗(yàn)。
[0028] 振動(dòng)元件儀表5可以被配置成測量諸如例如液體或氣體之類的流體的密度。振動(dòng) 元件儀表5包括外殼11，其中振動(dòng)構(gòu)件12至少部分地位于外殼11內(nèi)。外殼11的一部分被 切掉以示出振動(dòng)構(gòu)件12。振動(dòng)元件儀表5可以例如被同軸放置在現(xiàn)有管線中。可替換地， 外殼11可以包括具有用于接收例如流體樣本的孔的閉合端。因此，雖然未示出凸緣，但是 在許多實(shí)例中，外殼11或振動(dòng)構(gòu)件12可以包括凸緣或用于以液密方式將振動(dòng)元件儀表5 操作地耦合到管線或類似的流體遞送設(shè)備的其它構(gòu)件。根據(jù)所示的示例，振動(dòng)構(gòu)件12被懸 臂安裝到外殼11。振動(dòng)構(gòu)件