專利名稱：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和用于補(bǔ)償其輸入電路的傳輸誤差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和用于補(bǔ)償其輸入電路的傳 輸誤差的方法。
背景技術(shù)：
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在工業(yè)測量技術(shù)中用于測量一段管道中的介 質(zhì)的質(zhì)量流量。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)包括測量管，其在測量操作期間插入管道， 使得介質(zhì)流經(jīng)其中。令測量管振蕩。測量管的振蕩受到流經(jīng)的介質(zhì)的 影響。測量管和介質(zhì)共同形成可振蕩系統(tǒng)，其通常被激勵(lì)至其諧振頻 率。得到的測量管的振蕩運(yùn)動(dòng)通常由設(shè)置在測量管上的兩個(gè)振蕩傳感 器檢測。振蕩傳感器的傳感器信號(hào)被利用輸入電路接收并處理?；?處理的傳感器信號(hào)，確定質(zhì)量流量。傳感器信號(hào)的頻率等于測量管的 振蕩頻率。然而，這些信號(hào)彼此相移。相移是測量管中的介質(zhì)的質(zhì)量 流量的量度。
EP-A 1 298 421記載了這種質(zhì)量流量測量變送器，其中傳感器信號(hào) 被饋送至相關(guān)的輸入電路輸入支路，在那里它們被放大并數(shù)字化。經(jīng) 放大及數(shù)字化的傳感器信號(hào)被饋送至數(shù)字信號(hào)處理器，其基于這些信 號(hào)確定質(zhì)量流量。質(zhì)量流量的確定是根據(jù)已知方法進(jìn)行的，其中例如 兩個(gè)傳感器信號(hào)之間的相移或時(shí)移被計(jì)算并由此確定質(zhì)量流量。
在這種情況中，輸入支路中可能存在的放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和無 源濾波器通常產(chǎn)生不足以確定且漂移的相位旋轉(zhuǎn)或偏移。當(dāng)基于獨(dú)立 傳感器信號(hào)的并行分析來確定質(zhì)量流量時(shí)，由此得到的零點(diǎn)誤差是特別關(guān)鍵的。盡管通過使用傳感器信號(hào)的總和和/或差信號(hào)可以至少部分 補(bǔ)償這個(gè)零點(diǎn)誤差，在并行分析的情況中，輸入電路的輸入支路的每 一處不對(duì)稱都將導(dǎo)致零點(diǎn)誤差。
這種狀況導(dǎo)致確定質(zhì)量流量的測量精度通常只能通過麻煩的標(biāo)定 來得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其能夠?qū)崿F(xiàn)高測 量精度。
另一個(gè)目的是提供一種用于補(bǔ)償科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的輸入電路 的傳輸誤差的方法，通過該方法可以獲得高測量精度。
為此，本發(fā)明提供了一種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其包括 -測量管，其在操作期間被激勵(lì)振蕩并且由介質(zhì)流過，該介質(zhì)的質(zhì) 量流量要被測量；
-第一和第二傳感器，用于檢測測量管依賴于質(zhì)量流量的振蕩并且
用于產(chǎn)生第一和第二傳感器信號(hào)；
-至少一個(gè)參考信號(hào)發(fā)生器，其在第一和第二信號(hào)上疊加同一參考 信號(hào)；
-第一輸入支路，用于處理由第一傳感器信號(hào)和疊加的參考信號(hào)形 成的第一輔助信號(hào)；
-第二輸入支路，用于處理由第二傳感器信號(hào)和疊加的參考信號(hào)形 成的第二輔助信號(hào)；
-用于從處理的第一輔助信號(hào)濾波得出處理的第一傳感器信號(hào)和 處理的第一參考信號(hào)的裝置；
-用于從處理的第二輔助信號(hào)濾波得出處理的第二傳感器信號(hào)和 處理的第二參考信號(hào)的裝置；
-用于確定第一處理的參考信號(hào)和第二處理的參考信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差的裝置；
-用于基于第一和第二處理的參考信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間 差校正第一和第二處理的傳感器信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差的裝 置；和
-用于基于經(jīng)校正的處理的傳感器信號(hào)確定質(zhì)量流量的裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于從處理的第一輔助信號(hào)中濾波得出處理的 第一傳感器信號(hào)和處理的第一參考信號(hào)的裝置以及用于從處理的第二 輔助信號(hào)中濾波得出處理的第二傳感器信號(hào)和處理的第二參考信號(hào)的 裝置各自包括相同的兩組各自至少兩個(gè)濾波器，其中第一組用于從處 理的第一輔助信號(hào)中濾波得出處理的第一傳感器信號(hào)和處理的第一參 考信號(hào)，且第二組用于從處理的第二輔助信號(hào)中濾波得出處理的第二 傳感器信號(hào)和處理的第二參考信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入支路包括放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且濾波 器是數(shù)字濾波器。
在進(jìn)一步發(fā)展中，參考信號(hào)發(fā)生器是電壓發(fā)生器或數(shù)字參考信號(hào) 發(fā)生器，并且每一參考信號(hào)是具有預(yù)定頻率的振蕩電壓。
在另一發(fā)展中，傳感器各自具有線圈，并且參考信號(hào)發(fā)生器與一 個(gè)線圈的第一端子和另一線圈的第一端子相連。所說的一個(gè)線圈的第 二端子與第一輸入支路的輸入端相連，并且另一線圈的第二端子與第
二輸入支路的輸入端相連。
另外，本發(fā)明在于一種用于補(bǔ)償在分離的輸入支路中處理的科里 奧利質(zhì)量流量計(jì)傳感器信號(hào)的相位差或行程時(shí)間差的方法，其中 -參考信號(hào)被并行疊加在所有傳感器信號(hào)上； -每一由疊加形成的輔助信號(hào)經(jīng)過其自己的輸入支路； -從在輸入支路中處理的輔助信號(hào)分別濾波得出與輸入支路相關(guān)聯(lián)的處理的傳感器信號(hào)以及相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)；
-確定兩個(gè)處理的參考信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差；以及 -基于這個(gè)相位差或行程時(shí)間差，補(bǔ)償兩個(gè)傳感器信號(hào)之間的相位
差或行程時(shí)間差，這兩個(gè)傳感器信號(hào)在兩個(gè)輸入支路中被處理，兩個(gè)
參考信號(hào)也在這兩個(gè)輸入支路中被處理。
在方法的進(jìn)一步發(fā)展中，在一段時(shí)間上檢測兩個(gè)處理的參考信號(hào) 之間的相位差或行程時(shí)間差，并且為了補(bǔ)償兩個(gè)實(shí)際被處理的傳感器 信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差，考慮在這段時(shí)間上檢測的相關(guān)參考 信號(hào)相位差或行程時(shí)間差。
在方法的進(jìn)一步發(fā)展中，使用具有不同頻率的兩個(gè)或多個(gè)參考信 號(hào)。對(duì)于每一參考信號(hào)，確定相關(guān)的處理的參考信號(hào)的相位差或行程 吋間差。確定處理的參考信號(hào)對(duì)之間取決于輸入支路的相位差或行程 時(shí)間差的頻率依賴性，并且在補(bǔ)償中，考慮傳感器信號(hào)的頻率以及取 決于輸入支路的相位差或行程時(shí)間差的頻率依賴性。
在方法的進(jìn)一步發(fā)展中，比較參考信號(hào)的幅度與相關(guān)的處理的參 考信號(hào)的幅度，并且由此對(duì)于每一輸入支路確定放大因子，在進(jìn)一步 加工處理的傳感器信號(hào)時(shí)考慮該放大因子。
另外，本發(fā)明在于一種用于確定在分離的輸入支路中處理的傳感 器信號(hào)之間取決于電路的相位差或行程時(shí)間差的方法或者科里奧利質(zhì) 量流量計(jì)的狀態(tài)診斷的方法，其中
-參考信號(hào)被并行饋送至兩條輸入支路
-確定在兩條輸入支路的輸出端在處理的參考信號(hào)之間的相位差 或行程時(shí)間差，并且由此得到對(duì)于傳感器信號(hào)期望的由輸入支路引起 的相位差或行程時(shí)間差。
另外，本發(fā)明包括一種用于確定根據(jù)本發(fā)明的科里奧利 量流量計(jì)的傳感器信號(hào)經(jīng)過輸入支路所需的行程時(shí)間的方法，其中參考信號(hào) 發(fā)生器產(chǎn)生參考信號(hào)序列，其經(jīng)過輸入支路并且所需的行程時(shí)間得到 測量。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，輸入電路的傳輸性能被持久監(jiān)控。由此，輸 入電路的復(fù)雜的標(biāo)定及其在儀表中的實(shí)施和使用都變成多余的。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，通過持久監(jiān)控，當(dāng)在輸入電路中代替
傳輸性能具有較小波動(dòng)的昂貴部件而使用更為廉價(jià)但有可能在傳輸性 能中具有明顯更大的波動(dòng)的元件時(shí)，也能夠避免測量誤差。


現(xiàn)在根據(jù)展示了不同實(shí)施例的附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明及其進(jìn)一步的 優(yōu)點(diǎn)；附圖中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記。附圖中 圖1是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測量變送器；圖2是本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的連接至傳感器的輸入電路；
圖3是用于輸入?yún)⒖夹盘?hào)的第一電路，其中參考信號(hào)發(fā)生器連接 至傳感器的線圈；
圖4是用于輸入?yún)⒖夹盘?hào)的第二電路，其中參考信號(hào)被經(jīng)由差分 放大器疊加在傳感器信號(hào)上；
圖5是連接至傳感器的輸入電路，其具有三個(gè)參考信號(hào)發(fā)生器；
和
圖6是取決于電路的行程時(shí)間差與頻率的依賴關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測量變送器1。測量變送器1 在測量操作中設(shè)置在(未顯示)的管道中，流量待測的介質(zhì)(例如氣 體或液體)流經(jīng)該管道。測量變送器1包括單獨(dú)的直的測量管3，其在 入口側(cè)通過端板5固定至法蘭7，并且在出口側(cè)通過端板9固定至法蘭 11。法蘭7、 11和端板5、 9固定在支承管13上或內(nèi)。本發(fā)明不限于具有單獨(dú)的直的測量管3的這種特定測量變送器1。 還可以結(jié)合其它已知的測量變送器使用。要提到的是具有懸臂質(zhì)量 的測量管的測量變送器，例如在EP-A 97810559中記載的；具有彎曲 測量管的測量變送器，諸如在EP-A 96 10 942中記載的；以及具有兩 條平行的直的或彎曲測量管的測量變送器，諸如在US-A 4，793，191或 US-A 4,127,028中記載的。
在測量期間激勵(lì)測量管3振蕩。為了產(chǎn)生測量管振蕩，在兩個(gè)端 板5、 9中間在測量管3上設(shè)置振蕩激勵(lì)器15。
適用于振蕩激勵(lì)器15的例如是由永磁體17和線圈19構(gòu)成的電磁 激勵(lì)器。線圈19固定至支承管13,永磁體17固定至測量管3。通過 在線圈19中流動(dòng)的電流，可以控制在繪圖平面中分布的測量管3的彎 曲振蕩的幅度和頻率。在這種情況中，振蕩系統(tǒng)優(yōu)選地被驅(qū)動(dòng)為諧振。
在繪圖平面中產(chǎn)生科里奧利力，這使得沿測量管3的所有點(diǎn)并不 同相振蕩。借助第一和第二傳感器21、 23檢測測量管3的振蕩。傳感 器21、 23優(yōu)選地關(guān)于振蕩激勵(lì)器15對(duì)稱設(shè)置。適用于傳感器21、 23 的例如是電磁換能器，其各自具有固定至支承管13的線圈25、 27和 設(shè)置在測量管3上的永磁體29、 31。測量管3的運(yùn)動(dòng)引起永磁體29、 31在線圈25、 27中的運(yùn)動(dòng)，并因而在各線圈25、 27中引起感生電壓。 感生電壓可以由線圈25、 27拾取并且用作由傳感器21、 23產(chǎn)生的第 —和第二模擬傳感器信號(hào)Sl、 S2。兩個(gè)傳感器信號(hào)Sl、 S2具有相同 的頻率&并且彼此相移。傳感器信號(hào)S1、 S2之間的相位差是質(zhì)量流量
的量度。頻率fs通常為幾百赫茲的量級(jí)。
圖2顯示了本發(fā)明的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的連接至傳感器21、 23 的輸入電路。輸入電路包括參考信號(hào)發(fā)生器33，其將同一參考信號(hào)R 疊加在第-和第二傳感器信號(hào)Sl、 S2上。優(yōu)選地，參考信號(hào)發(fā)生器33是電壓發(fā)生器，其將電壓疊加在傳感器信號(hào)S1、 S2上。這為所述的質(zhì) 量流量計(jì)提供了以下優(yōu)點(diǎn)避免了在合適條件下可能通過線圈25、 27 影響測量管振蕩的電流流動(dòng)。參考信號(hào)R優(yōu)選地是具有預(yù)定頻率fk的 振蕩電壓，該頻率與傳感器信號(hào)S1、 S2的頻率fs顯著不同。在例如傳 感器信號(hào)的頻率&為800 Hz的情況，參考信號(hào)R的頻率fk可以例如是 300 Hz。合適的參考信號(hào)發(fā)生器例如是壓控振蕩器(VCO)。參考信 號(hào)R也可以由數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器34以數(shù)字形式例如以正弦形式生 成，該數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器例如是當(dāng)前已經(jīng)存在的信號(hào)處理器39的組 成部分。然后，正如在圖2中由虛線指示的連接，數(shù)字參考信號(hào)Rd被 利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A以及可能的放大器A3轉(zhuǎn)換為模擬參考信號(hào)R并 被疊加在傳感器信號(hào)Sl、 S2上。數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器提供了以下優(yōu)點(diǎn) 非常精確地知道產(chǎn)生的數(shù)字參考信號(hào)Rd的相位。
通過將參考信號(hào)R疊加在第一和第二傳感器信號(hào)Sl、 S2上，獲 得第一和第二輔助信號(hào)H1、 H2。
第一輔助信號(hào)Hl被饋送至第一輸入支路35，其用于處理由第一 傳感器信號(hào)Sl和疊加的參考信號(hào)R形成的第一輔助信號(hào)Hl。類似地， 第二輔助信號(hào)H2被饋送至第二輸入支路37，其用于處理由第二傳感 器信號(hào)S2和疊加的參考信號(hào)R形成的第二輔助信號(hào)H2。
輸入支路35、 37用于信號(hào)處理。信號(hào)處理可以例如包括放大、濾 波和/或數(shù)字化。輸入支路可以以許多不同方式實(shí)現(xiàn)。在所示實(shí)施例中， 僅顯示了輸入支路35、 37通常存在的元件，作為例子。其它更為復(fù)雜 的實(shí)施例形式同樣可用于合適的場合。優(yōu)選地，兩條輸入支路35、 37 等同地構(gòu)成。所示的輸入支路35、 37各自包括放大器A1A2、濾波器 Fl、 F2和模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D。 A/D2。濾波器Fl、 F2例如是無源濾波器 或防混疊濾波器。這種類型的部件產(chǎn)生不充分特定且漂移的相移或相 位旋轉(zhuǎn)。因而，甚至兩條完全相同構(gòu)造的輸入支路35、 37也表現(xiàn)出彼 此不同的傳遞特性。相應(yīng)地，因此，甚至在同時(shí)處理兩個(gè)同樣的信號(hào)時(shí)，在輸入支路35、 37的輸出端在處理的信號(hào)之間存在相位差或行程 時(shí)間差。這個(gè)取決于電路的相位差或行程時(shí)間差越大，輸入支路彼此 的差別越大。因?yàn)樵趥鞲衅餍盘?hào)S1、 S2之間實(shí)際存在的相位差或行程 時(shí)間差是依賴于質(zhì)量流量的測量變量并且借助于科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 確定，所以這個(gè)取決于電路的相位差或行程時(shí)間差是不期望的。于是， 每一取決于電路的相位差或行程時(shí)間差對(duì)于測量精度具有負(fù)面影響。 在傳統(tǒng)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的情況中努力將這個(gè)誤差保持得盡量 小，例如通過在輸入支路中僅使用帶寬極高的部件。作為例子，在傳 感器信號(hào)Sl、 S2的頻率&為800 Hz的情況中，使用帶寬為100 MHz 量級(jí)的部件。本發(fā)明避免了這種測量精確性。于是，可以使用具有顯 著較低帶寬的部件。根據(jù)本發(fā)明，輸入支路35、 37的帶寬優(yōu)選大于參 考信號(hào)R的頻率f^且大于傳感器信號(hào)Sl、 S2的頻率fs。在參考信號(hào)R 的頻率fR為300 Hz且傳感器信號(hào)Sl、S2的頻率fs為800 Hz的情況中， 例如1 MHz量級(jí)的帶寬就足夠了。
根據(jù)本發(fā)明，參考信號(hào)R疊加在傳感器信號(hào)Sl， S2上，并且通 過這個(gè)疊加形成的輔助信號(hào)Hl， H2各自經(jīng)過一條輸入支路35、 37。 在第- -'輸入支路35之后是用于從處理的第一輔助信號(hào)HI濾波得出處 理的第一傳感器信號(hào)Sl'和處理的第一參考信號(hào)Rl的裝置。在第二輸 入支路37之后是用于從處理的第二輔助信號(hào)H2濾波得出處理的第二 傳感器信號(hào)S2'和處理的第二參考信號(hào)R2的裝置。
在所示實(shí)施例中，這些裝置包括兩組同樣的濾波器，分別是兩個(gè) 濾波器FS1和FR1、 FS2和FR2，其中第一組用于從處于第一輸入支路 35輸出端的處理的第一輔助信號(hào)Hl'濾波得到處理的第一傳感器信號(hào) Sl'和處理的第一參考信號(hào)Rl',其中第二組用于從處于第二輸入支路 37輸出端的處理的第二輔助信號(hào)H2'濾波得到處理的第二傳感器信號(hào) S2鄰處理的第二參考信號(hào)R2'。由于處理的輔助信號(hào)Hl'和H2'以數(shù)字 形式存在，所以濾波器FS1和FRl, FS2和FR2是數(shù)字濾波器。然而， 兩個(gè)裝置也可以具有復(fù)雜很多的結(jié)構(gòu)?？梢岳缡褂没祛l器和其它部件實(shí)現(xiàn)各個(gè)處理的傳感器信號(hào)S1'， S2'與處理的參考信號(hào)R1'， R2'的分 離。
提供裝置39，其用于確定第一處理的參考信號(hào)Rl'和第二處理的 參考信號(hào)R2'之間的相位差或行程時(shí)間差。在所示實(shí)施例中，這個(gè)任務(wù) 由數(shù)字信號(hào)處理器39承擔(dān)，在其輸入端有濾波器FS1、 FR1、 FS2和 FR2的輸出信號(hào)。濾波器FS1、 FR1、 FS2和FR2在這里表示為自足的 部件，以便于更好的理解?，F(xiàn)代信號(hào)處理器具有較高的功能性并且可 以用于多種任務(wù)。特殊地，它們非常適用于承擔(dān)濾波器FS1、 FR1、 FS2 和FR2的功能。相應(yīng)地，濾波器FS1、 FR1、 FS2和FR2可以集成在信 號(hào)處理器39中。這在圖2中以點(diǎn)劃線表示。
相位差A(yù)(p(Rl'， R2')是通過比較第一和第二處理的參考信號(hào)Rl'， R2'而直接給出的，并且可以利用已知方法以多種方式獲得，這些方法 例如有零點(diǎn)比較、相關(guān)形成等等。相關(guān)的行程時(shí)間差A(yù)t(Rl'， R2')等于 相位差A(yù)(p(Rl'， R2')與參考信號(hào)R的頻率&之商。<formula>formula see original document page 15</formula>
由于兩個(gè)處理的參考信號(hào)Rl'， R2'源自同一參考信號(hào)R，所以處 理的參考信號(hào)R1', R2'的行程時(shí)間差A(yù)t(Rl'， R2')是純?nèi)Q于電路的行 程時(shí)間差并且相位差A(yù)cp(Rl'， R2')是純?nèi)Q于電路的相位差。在這種情 況中，檢測從疊加點(diǎn)直至輸出端的整個(gè)輸入電路的傳遞特性。
取決于電路的行程時(shí)間差幾乎依賴于頻率。相應(yīng)地，在處理的傳
感器信號(hào)sr、 S2'之間存在行程時(shí)間差A(yù)t(sr，S2')，其幾乎等于取決于
電路的行程時(shí)間差與傳感器信號(hào)Sl、 S2之間實(shí)際存在的依賴于質(zhì)量流 量的行程時(shí)間差A(yù)t(Sl， S2)之和。
根據(jù)本發(fā)明，提供裝置39，用于校正第一和第二處理的傳感器信號(hào)S1'、 S2'之間的相位差或行程時(shí)間差A(yù)(p(Sl'， S2')、 At(Sl'， S2')。校 正基于先前得到的在第一和第二處理的參考信號(hào)Rl'、 R2'之間的相位 差或行程時(shí)間差A(yù)(P(R1'， R2')、 At(Rl', R2')進(jìn)行。在所示實(shí)施例中，裝 置39包括數(shù)字信號(hào)處理器。在那里基于第一和第二處理的參考信號(hào) Rl'、 R2'之間的相位差A(yù)(p(Rl'， R2')或行程時(shí)間差A(yù)t(Rl'， R2')，進(jìn)行處 理的傳感器信號(hào)S1'、 S2'的校正。
優(yōu)選地，傳感器信號(hào)S1'和S2'不是被單獨(dú)校正，而是直接進(jìn)行期 望測量變量(即，相位差或行程時(shí)間差)的校正。在這種情況中，處
理的傳感器信號(hào)sr、S2，的相位差或行程時(shí)間差A(yù)(p(sr， s2')、At(sr， S2')
被例如以與處理的參考信號(hào)Rl'、 R2'的相位差或行程時(shí)間差A(yù)(p(Rl'， R2')、 M(R1',R2')相同的方式確定。這種確定優(yōu)選地同樣在數(shù)字信號(hào)處 理器39中進(jìn)行。
處理的傳感器信號(hào)S1'、 S2'的行程時(shí)間差A(yù)t(Sl', S2')的校正優(yōu)選 地根據(jù)以下公式進(jìn)行
At(Sl'， S2')kor = At(Sl'， S2') - At(Rl'， R2')
其中
At(Sl'， S2')kw是處理的傳感器信號(hào)Sl'、S2'之間校正的行程時(shí)間差；
At(sr，S2')是處理的信號(hào)sr、 S2'之間測量的行程時(shí)間差；和
At(Rl'， R2')是處理的參考信號(hào)Rl'、 R2'之間取決于電路的行程時(shí)間差。
處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2'的相位差A(yù)cp(Sl'， S2')的校正優(yōu)選地根 據(jù)以下公式進(jìn)行
A(p(Sl'， S2')k。r = Acp(Sr， S2')國At(Rl'， R2') 2兀fs其中
A(p(Sl'， S2')b是處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2'之間的校正的相位差； A(p(Sl', S2')是處理的信號(hào)Sl'、 S2'之間的測量的相位差； At(Rl'， R2')是處理的參考信號(hào)R1'、 R2'之間取決于電路的行程時(shí) 間差；和
fs是傳感器信號(hào)Sl、 S2的頻率。
另外，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)包括用于基于校正的處理的傳感器信 號(hào)S1'、 S2'，特別是基于校正的相位差或行程時(shí)間差A(yù)(p(Sl', S2')k。r、 At(Sl', S2')k。r確定質(zhì)量流量的裝置39。
這些裝置39也以所示實(shí)施例中的數(shù)字信號(hào)處理器的形式實(shí)現(xiàn)。質(zhì) 量流量的確定可以以許多已知方式進(jìn)行。于是，所以已知的確定方式 都可以使用，將傳感器信號(hào)的相位差或行程時(shí)間差用作特征測量變量。 質(zhì)量流量的確定可以例如基于傳感器信號(hào)的行程時(shí)間差與質(zhì)量流量的 比例而進(jìn)行。比例常數(shù)以及可能的例如對(duì)于液體溫度或密度的相關(guān)依 賴性通常是設(shè)備特定的，并且可以以標(biāo)定數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在設(shè)備中并 且在確定期間通過合適的算法得到考慮。
參考信號(hào)R的疊加可以以許多不同方式進(jìn)行。圖3和4給出了兩 個(gè)實(shí)施例，顯示了它們?nèi)绾闻c圖1的線圈25、 27的傳感器21、 23連 接使用。
在圖3所示的實(shí)施例中，參考信號(hào)發(fā)生器33是壓控振蕩器，其與 線圈25的第一端子41和線圈27的第一端子43相連。線圈25的第二 端子45與第一輸入支路35的輸入端相連，線圈27的第二端子47與 第二輸入支路37的輸入端相連。同樣，這里可以使用已經(jīng)結(jié)合圖2描 述的數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器34。這在圖3中以虛線表示，其中，數(shù)字參 考信號(hào)發(fā)生器34通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A以及根據(jù)需要通過放大器A3連 接線圈25的第一端子41和線圈27的第一端子43。這些電路的優(yōu)點(diǎn)在于，感生電壓以及參考信號(hào)R的電壓疊加，而 參考信號(hào)R不會(huì)導(dǎo)致電流流經(jīng)線圈25、 27，因?yàn)檫@可能影響測量管3 的振蕩特性。
在圖4所示的實(shí)施例的情況中，疊加是通過與輸入支路35、 37相 關(guān)的加法或差分放大器49、 51實(shí)現(xiàn)的。在這種情況中，加法或差分放 大器49、 51可以連接在輸入支路35、 37前面，或者它們可以是輸入 支路35、 37的一部分，放置在圖2所示的放大器A1、 A2的位置。這 里，與圖3所示實(shí)施例的情況完全相同，可應(yīng)用模擬參考信號(hào)發(fā)生器 33和數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器34。參考信號(hào)發(fā)生器33與參考電位，例如 大地或電路零點(diǎn)相連。參考信號(hào)R位于第一輸入支路35與加法或差分 放大器49相關(guān)的第一輸入端53以及第二輸入支路37與加法或差分放 大器51相關(guān)的第一輸入端55上。線圈25、 27也通過它們的第一端子 41、 43處于參考電位。線圈25的第二端子45與第一輸入支路35與加 法或差分放大器49相關(guān)的第二輸入端57相連，并且線圈27的第二端 子47與第二輸入支路37的與加法或差分放大器51相關(guān)的第二輸入端 59相連。
利用所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，如上所述，執(zhí)行本發(fā)明的方法， 以補(bǔ)償由分離的輸入支路處理的測量儀表信號(hào)的取決于電路的相位差 或行程時(shí)間差。根據(jù)本發(fā)明的方法，參考信號(hào)被并行疊加在至少兩個(gè) 信號(hào)上，并且每一通過疊加形成的輔助信號(hào)經(jīng)過其自己的輸入支路。 從輸入支路中處理的輔助信號(hào)濾波得到與輸入支路相關(guān)的處理的信號(hào) 以及相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)。確定在兩個(gè)處理的參考信號(hào)之間存在 的相位差或行程時(shí)間差。然后，根據(jù)本發(fā)明，基于這個(gè)相位差或行程 時(shí)間差補(bǔ)償在兩個(gè)信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差，這兩個(gè)信號(hào)在兩 條輸入支路中被處理，而兩個(gè)參考信號(hào)也在這兩條輸入支路中被處理。
這個(gè)方法不限于科里奧利流量測量。只要期望補(bǔ)償由在分離的輸入支路中處理的測量儀表信號(hào)的取決于電路的相位差或行程時(shí)間差， 就可以應(yīng)用該方法。當(dāng)信號(hào)的相位差或行程時(shí)間差是測量變量或者對(duì) 于確定測量變量重要時(shí)，這種補(bǔ)償就是有優(yōu)點(diǎn)的。
方法可應(yīng)用于任何數(shù)目的信號(hào)和輸入支路。作為例子，考慮具有 三個(gè)、四個(gè)或更多傳感器以及相應(yīng)數(shù)目輸入支路的科里奧利質(zhì)量流量 計(jì)。于是，可以根據(jù)本發(fā)明的方法，對(duì)于每兩個(gè)信號(hào)的信號(hào)對(duì)和相關(guān) 聯(lián)的兩條輸入支路進(jìn)行補(bǔ)償。
取決于電路的相位差或行程時(shí)間差通常依賴于溫度以及輸入支路 分離元件的狀態(tài)，并且因此僅緩慢變化。于是，本發(fā)明的方法的精確 度可以通過以下方式額外改進(jìn)在一段時(shí)間檢測在兩個(gè)處理的參考信 號(hào)之間存在的取決于電路的相位差或行程時(shí)間差；并且為了補(bǔ)償兩個(gè)
實(shí)際處理的信號(hào)之間的相位差或行程時(shí)間差，考慮在一段時(shí)間上檢測 的相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)的相位差或行程時(shí)間差?？梢曰诠烙?jì)值 或者例如基于溫度測量結(jié)果而得到檢測相位差或行程時(shí)間差的時(shí)間的
長度。在這種情況中，優(yōu)選地測量在輸入支路35、 37區(qū)域中的溫度。 為此，在圖2所示實(shí)施例中，提供溫度傳感器60,其測量結(jié)果被饋送 至信號(hào)處理器39。如果測量的溫度近似恒定，那么選擇更長的時(shí)間段； 然而，如果溫度正在改變，則相應(yīng)縮短時(shí)間段的長度。為此，下面基 于上述科里奧利質(zhì)量流量計(jì)介紹兩個(gè)例子。
在第一變型中，在一定時(shí)間段中檢測在兩個(gè)處理的參考信號(hào)R1'、 R2'之間存在的取決于電路的相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Rl', R2')、 Acp(Rl', R2')，并且從在時(shí)間段內(nèi)按時(shí)間順序逐個(gè)排列的相位差或行程時(shí)間差 At(Rl'，R2')、 A(p(Rl'， R2')的值形成平均值A(chǔ)T,(R1', R2')、 A0)"R1'， R2')。
然后，如上所述確定處理的傳感器信號(hào)sr、 S2'的校正的相位差或行
程時(shí)間差，其中，在相關(guān)的處理的參考信號(hào)Rl' R2'的相位差和行程 時(shí)間差厶t(Rl'，R2')、 Acp(Rl', R2')的位置，使用它們的平均值厶T"R1'， R2')、 AO,(Rl'，R2')。在第二變型中，通過記錄較長時(shí)間間隔中的處理的參考信號(hào)R1'、 R2'，在一定時(shí)間段中檢測在兩個(gè)處理的參考信號(hào)R1'、 R2'之間存在的 取決于電路的相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Rl'， R2')、 Acp(Rl', R2');并且通 過以上面解釋的方式得到相位差或行程時(shí)間差，確定對(duì)于相位差或行 程時(shí)間差的長期值A(chǔ)T2(R1'，R2')、線(R1', R2')，然而，其中，考慮了 在整個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)記錄的處理的參考信號(hào)R1'、 R2'的信號(hào)序列。然后， 如上所述確定處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2'的校正的相位差或行程時(shí)間 差，其中，在相關(guān)的處理的參考信號(hào)Rl'、 R2'的相位差和行程時(shí)間差 At(Rl'， R2')、 Acp(Rl'， R2')的位置，使用相應(yīng)的長期值A(chǔ)T2(R1'， R2')、 △0>2(Rr， R2')。
本方法的精確度的進(jìn)一步改進(jìn)可以通過考慮輸入支路傳遞特性的 頻率依賴性而實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在通過例子，基于上述科里奧利質(zhì)量流量計(jì)詳 細(xì)解釋這個(gè)改進(jìn)的方法。圖5顯示了相應(yīng)電路的例子。
使用具有不同頻率f^、 fRy、 f^的兩個(gè)或多個(gè)頻率信號(hào)Rx、 Ry、 Rz。參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz可以被例如通過圖2所示參考信號(hào)發(fā)生器 33的相應(yīng)觸發(fā)而順序饋送?；蛘撸鐖D5所示，它們可以由相應(yīng)數(shù)目 的參考信號(hào)發(fā)生器33x、 33y、 33z同時(shí)提供并且疊加在傳感器信號(hào)Sl、 S2上。與上述實(shí)施例的情況相同，這里可以使用數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器 34，其數(shù)字參考信號(hào)Rd被數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A以及可能的放大器A3轉(zhuǎn)換 為模擬參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz。這里在圖5中以虛線顯示了這個(gè)變型。 在這種情況中， 一個(gè)或多個(gè)數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器34集成在信號(hào)處理器 39中。通過疊加，形成兩個(gè)輔助信號(hào)H1、 H2,其經(jīng)過它們相關(guān)的輸入 支路35、 37。隨后，對(duì)于每一參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz，確定相關(guān)的處理 的參考信號(hào)Rxl和Rx2、 Ryl和Ry2以及Rzl和Rz2的相位差或行程 時(shí)間差A(yù)t(Rxl， Rx2)、 A(p(Rxl， Rx2)、 At(Ryl， Ry2)、 Acp(Ryl, Ry2)和 At(Rz 1 ， Rz2) 、 A(p(Rz 1, Rz2)。為此，再次提供用于將處理的輔助信號(hào)Hl'、 H2'分離到分離元件 中的裝置。例如，在各個(gè)輸入支路35、 37的輸出端，有分別用于處理 的傳感器信號(hào)S1'、 S2，的濾波器FS1、 FS2，以及對(duì)于各個(gè)處理的參考 信號(hào)Rxl或Rx2、 Ryl或Ry2、 Rzl或Rz2的濾波器FRxl或FRx2、 FRyl或FRy2、 FRzl或FRz2。相關(guān)的處理的參考信號(hào)Rxl和Rx2、 Ryl和Ry2、 Rzl和Rz2的相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Rxl， Rx2)、 Acp(Rxl, Rx2)、 At(Ryl， Ry2)、 Acp(Ryl, Ry2)和At(Rzl, Rz2)、 Acp(Rzl， Rz2)的確 定與已經(jīng)描述的確定相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Rl'， R2')、 A(p(Rl', R2')的 方式相同。
基于相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)對(duì)Rxl和Rx2、 Ryl和Ry2、 Rzl 和Rz2的確定的相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Rxl， Rx2)、 Acp(Rxl, Rx2)、 At(Ryl，Ry2)、 Acp(Ryl, Ry2)和At(Rzl， Rz2)、 Acp(Rzl， Rz2)，確定取決 于輸入支路35、37的相位差或行程時(shí)間差的頻率依賴關(guān)系A(chǔ)t(f)、A(p(f)。 圖6顯示了取決于輸入支路35、 37的行程時(shí)間差A(yù)t(f)，其作為頻率的 函數(shù)，其中基于分離的參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz確定的行程時(shí)間差A(yù)t(Rxl, Rx2)、 At(Ryl， Ry2)和At(Rzl， Rz2)被輸入作為測量點(diǎn)。曲線在低頻區(qū) 域具有近似恒定的分布，并且在高頻降低。取決于輸入支路35、 37的 行程時(shí)間差的頻率依賴關(guān)系A(chǔ)t(f)可以例如通過在測量點(diǎn)擬合多項(xiàng)式而
確定?；谶@種多項(xiàng)式，可以確定對(duì)于在測量點(diǎn)的頻率fRx、 fRy、 fRz
周圍的任何頻率，特別是對(duì)于傳感器信號(hào)S1、 S2的頻率fs，期望的行 程吋間差A(yù)t(f)。
如果僅使用兩個(gè)不同參考信號(hào)，例如Rx和Ry，那么例如通過內(nèi) 插確定取決于輸入支路35、 37的行程時(shí)間差的頻率的依賴關(guān)系A(chǔ)t(f)。 優(yōu)選地，在這種情況中，這樣選擇頻率fRx、 fRy，使得一個(gè)大于傳感器 信號(hào)S1、 S2的頻率fs，另一個(gè)小于該頻率fs。同樣以這種方式，可以 對(duì)于在測量點(diǎn)的頻率fRx、 fky周圍的任何頻率，特別是對(duì)于傳感器信號(hào) Sl、 S2的頻率f;，確定期望的行程時(shí)間差A(yù)t(f)。在上述步驟之后，補(bǔ)償處理的信號(hào)sr、 S2，的相位差或行程時(shí)間
差A(yù)t(Sl'， S2')、 A(p(Sl'，S2')，其中考慮傳感器信號(hào)S1、 S2的頻率fs以 及取決于輸入支路的行程時(shí)間差對(duì)于頻率的依賴關(guān)系A(chǔ)t(f)。
為此，例如根據(jù)以下公式確定處理的傳感器信號(hào)sr、 S2'的校正
的行程時(shí)間差A(yù)t(Sr，S2')h :
At(Sl'， S2')k。r = At(Sl'， S2') - At(fs)
其中
At(Sl'， S2')^是處理的傳感器信號(hào)Sr、 S2'之間的校正的行程時(shí) 間差；
△t(sr， S2')是處理的傳感器信號(hào)sr、 S2'之間的測量的行程時(shí)間
差；
At(fJ是在傳感器信號(hào)頻率為fs時(shí)基于參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz或Rx、 Ry確定的取決于電路且依賴于頻率的行程時(shí)間差A(yù)t(f);和 fs是傳感器信號(hào)Sl、 S2的頻率。
類似地，根據(jù)以下公式確定處理的傳感器信號(hào)的校正的相位差 Acp(Sl', S2'):
A(p(S 1 '， S2') kor = A(p(S 1 '， S2') - A(p(fs)
其中
Acp(Sl'， S2')是處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2'之間的校正的相位差； A(p(Sl', S2')是處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2，之間的測量的相位差； At(fs)是在傳感器信號(hào)頻率為fs時(shí)基于參考信號(hào)Rx、 Ry、 Rz或Rx、 Ry確定的取決于電路且依賴于頻率的行程時(shí)間差A(yù)t(f);和 fs是傳感器信號(hào)Sl、 S2的頻率。以完全類似的方式，可以確定取決于輸入支路35、 37的相位差的 頻率依賴關(guān)系A(chǔ)cp(f)，類似地，基于它可以補(bǔ)償處理的傳感器信號(hào)S1'、 S2，的相位差或行程時(shí)間差A(yù)t(Sl'， S2')、 Acp(Sl'， S2')，在這種情況中， 考慮傳感器信號(hào)Sl、 S2的頻率fs以及取決于輸入支路35、 37的相位 差的頻率依賴關(guān)系A(chǔ)(p(f)。
優(yōu)選地，參考信號(hào)用于檢測輸入支路35、 37在相位和行程時(shí)間上 以及在幅度上的傳遞特性。當(dāng)利用測量儀表附加得到液體的粘度時(shí)， 有關(guān)輸入電路關(guān)于幅度的傳遞特性的知識(shí)特別具有優(yōu)點(diǎn)。在已知的用 于確定粘度的方法中，幅度被作為測量變量輸入。
如果僅有一個(gè)參考信號(hào)R用于檢測相關(guān)于幅度的傳遞特性，那么 例如參考信號(hào)R的幅度AR與相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)Rl、 R2的幅度 AR1、 Ar2比狡，并且由此對(duì)于每一輸入支路35、 37確定放大因子V1、 V2，其在進(jìn)一步加工處理的傳感器信號(hào)Sl'、 S2'時(shí)得到考慮。在這種 情況中，通常足以觀察分離的信號(hào)的最大幅度。優(yōu)選地在數(shù)字信號(hào)處 理器39中通過確定最大幅度并由此計(jì)算放大因子VI、 V2，而確定放 大因子VI、 V2。于是，得到
VI := AR1 / AR
V2 := AR2 / AR
其中
VI是第一輸入支路35的放大因子；
V2是第二輸入支路37的放大因子；
AR1是處理的參考信號(hào)Rl在第一輸入支路35中的幅度；
A^是處理的參考信號(hào)R2在第二輸入支路37中的幅度；
Ak是參考信號(hào)R的幅度。然后，例如通過將各個(gè)處理的傳感器信號(hào)sr、 S2'乘以它們相關(guān) 聯(lián)的放大因子VI、 V2的倒數(shù)，校正處理的傳感器信號(hào)sr、 S2'的幅
度AS1，、 AS2，。
與對(duì)于相位和行程時(shí)間的以上實(shí)施方式類似，在這種情況中，可
以基于不同頻率的兩個(gè)或多個(gè)參考信號(hào)確定放大因子V1、V2的頻率依
賴關(guān)系，并且它可以在校正中得到適當(dāng)考慮。
如果至少--個(gè)輸入支路35、 37具有放大器A1、 A2，放大器具有 可控的放大因子，那么其放大因子可以被對(duì)應(yīng)于確定的放大因子VI、 V2而控制，使得兩條輸入支路35、 37都實(shí)現(xiàn)相同的放大。
在上述本發(fā)明實(shí)施例的情況中，總是使用輔助信號(hào)H1、 H2，其是 通過將參考信號(hào)R、 Rx、 Ry、 Rz疊加在傳感器信號(hào)Sl、 S2上形成的。 然而，也可以在沒有傳感器信號(hào)的情況下，確定在分離的輸入支路中 處理的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的傳感器信號(hào)的取決于電路的相位差或行 程時(shí)間差。
這例如可以利用圖2或圖5中示出的電路實(shí)現(xiàn)，其中將傳感器21、 23解耦。當(dāng)測量變送器1還沒有連接至后續(xù)電路或者當(dāng)沒有激勵(lì)振蕩 時(shí)，是這樣的情況。或者，可以插入開關(guān)，從而傳感器可以切換。
在這種方法中，至少一個(gè)參考信號(hào)被并行饋送至兩個(gè)輸入支路35、 37，并且確定在處理的參考信號(hào)Rl、 R2之間在兩個(gè)輸入支路35、 37 的輸出端產(chǎn)生的相位差或行程時(shí)間差。由此，正如以上基于前面的實(shí) 施例所述，得到對(duì)于傳感器信號(hào)所期望的且由輸入支路引起的相位差 或行程時(shí)間差。
剛剛提到的方法可以用于獨(dú)立于測量變送器1測試質(zhì)量流量計(jì)的 整個(gè)輸入電路的存在及功能以及用于生成狀態(tài)診斷和/或故障報(bào)告。在科里奧利流量測量技術(shù)中，包括測量管3的振蕩系統(tǒng)優(yōu)選地被 激勵(lì)為以其諧振頻率振蕩。為此，通常提供控制回路，傳感器23、 25 經(jīng)由它與振蕩激勵(lì)器15相連。例如如圖2所示，這通過將處理的傳感 器信號(hào)S1'饋送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A2實(shí)現(xiàn)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A2的輸出電壓
被利用壓流轉(zhuǎn)換器U/I轉(zhuǎn)換為電流I，該電流被作為激勵(lì)電流Ierr而經(jīng)由
可控放大器A4饋送至振蕩激勵(lì)器15。流經(jīng)振蕩激勵(lì)器15的線圈19 的激勵(lì)電流1^使得振蕩系統(tǒng)振蕩，這通過傳感器21、 23和輸入支路 35、 37獲得。為了實(shí)現(xiàn)諧振，需要相位校正反饋。這通過在傳感器信 號(hào)Sl、 S2的接收與它們到振蕩激勵(lì)器15的反饋之間相應(yīng)調(diào)諧延遲時(shí) 間而獲得。延遲時(shí)間優(yōu)選地在數(shù)字信號(hào)處理器39中通過延遲轉(zhuǎn)發(fā)而實(shí) 現(xiàn)。優(yōu)選地，延遲時(shí)間是基于行程時(shí)間確定的，這是信號(hào)從數(shù)字信號(hào) 處現(xiàn)器39出發(fā)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A2、振蕩激勵(lì)器15、傳感器21、 23、 輸入支路35、 37再回到數(shù)字信號(hào)處理器39流過整個(gè)控制回路所需要 的。
在這種情況中，傳感器信號(hào)S1、 S2為了經(jīng)歷輸入支路35、 37所 需要的行程時(shí)間T通常表現(xiàn)為初始未知且可變的量。這個(gè)行程時(shí)間T 可以基于參考信號(hào)而非常精確地確定。現(xiàn)在基于圖2中給出的實(shí)施例 詳細(xì)解釋。為此，優(yōu)選地利用圖2中顯示的數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器34產(chǎn) 生短的參考信號(hào)序列RS。參考信號(hào)序列RS被利用數(shù)字信號(hào)處理器39 饋送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A。在這種情況中，檢測在數(shù)字信號(hào)處理器39中 發(fā)出參考信號(hào)序列的時(shí)間點(diǎn)。這可以例如通過以"發(fā)出"開始時(shí)間測 量而實(shí)現(xiàn)。參考信號(hào)序列RS經(jīng)過輸入支路35、 37并反回?cái)?shù)字信號(hào)處 理器39。信號(hào)序列RS返回的時(shí)間點(diǎn)在數(shù)字信號(hào)處理器39中被檢測， 并且終止時(shí)間測量?；谠谛盘?hào)序列RS的發(fā)出和返回之間的時(shí)間差， 確定期望的行程時(shí)間T并且可以對(duì)于各輸入支路35、 37分離地確定。附圖標(biāo)記列表
1測量變送器
3測量管
5端板
7法蘭
9端板
11法蘭
13支承管
15振蕩激勵(lì)器
17永磁體
19線圈
21傳感器
23傳感器
25線圈
27線圈
29永磁體
31永磁體
33參考信號(hào)發(fā)生器
35輸入支路
37輸入支路
39數(shù)字信號(hào)處理器
41第一端子
43第一端子
45第二端子
47第二端子
49差分放大器
51差分放大器
53第一輸入端
55第—輸入端57 第二輸入端 59 第二輸入端
權(quán)利要求
1.科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，包括-測量管(3)，其在操作期間被激勵(lì)振蕩并且由流體流過，該流體的質(zhì)量流量要被測量；-第一和第二傳感器(21，23)，用于檢測測量管(3)依賴于質(zhì)量流量的振蕩并且用于產(chǎn)生第一和第二傳感器信號(hào)(S1，S2)；-至少一個(gè)參考信號(hào)發(fā)生器(33，33x，33y，33z，34)，其在第一和第二傳感器信號(hào)(S1，S2)上疊加同一參考信號(hào)(R，Rx，Ry，Rz)；-第一輸入支路(35)，用于處理由第一傳感器信號(hào)(S1)和疊加的參考信號(hào)(R，Rx，Ry，Rz)形成的第一輔助信號(hào)(H1)；-第二輸入支路(35)，用于處理由第二傳感器信號(hào)(S2)和疊加的參考信號(hào)(R，Rx，Ry，Rz)形成的第二輔助信號(hào)(H2)；-用于從處理的第一輔助信號(hào)(H1’)濾波得出處理的第一傳感器信號(hào)(S1’)和處理的第一參考信號(hào)(R1，Rx1，Ry1，Rz1)的裝置；-用于從處理的第二輔助信號(hào)(H2’)濾波得出處理的第二傳感器信號(hào)(S2’)和處理的第二參考信號(hào)(R2，Rx2，Ry2，Rz2)的裝置；-用于確定第一處理的參考信號(hào)(R1’，Rx1，Ry1，Rz1)和第二處理的參考信號(hào)(R2’，Rx2，Ry2，Rz2)之間的相位差或行程時(shí)間差( id="icf0001" file="A2006800192460002C1.tif" wi="5" he="4" top= "180" left = "29" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(R1′，R2′)，Δt(R1′，R2′)； id="icf0002" file="A2006800192460002C2.tif" wi="5" he="4" top= "180" left = "83" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Rx1，Rx2)，Δt(Rx1，Rx2)； id="icf0003" file="A2006800192460002C3.tif" wi="5" he="4" top= "180" left = "142" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Ry1，Ry2)，Δt(Ry1，Ry2)； id="icf0004" file="A2006800192460002C4.tif" wi="5" he="4" top= "188" left = "56" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Rz1，Rz2)，Δt(Rz1，Rz2))的裝置(39)；-用于基于第一和第二處理的參考信號(hào)(R1’，Rx1，Ry1，Rz1，R2’，Rx2，Ry2，Rz2)之間的相位差或行程時(shí)間差( id="icf0005" file="A2006800192460002C5.tif" wi="5" he="4" top= "204" left = "130" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(R1′，R2′)，Δt(R1′，R2′)； id="icf0006" file="A2006800192460002C6.tif" wi="5" he="4" top= "212" left = "36" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Rx1，Rx2)，Δt(Rx1，Rx2)； id="icf0007" file="A2006800192460002C7.tif" wi="5" he="4" top= "212" left = "96" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Ry1，Ry2)，Δt(Ry1，Ry2)； id="icf0008" file="A2006800192460002C8.tif" wi="5" he="4" top= "213" left = "156" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(Rz1，Rz2)，Δt(Rz1，Rz2))校正第一和第二處理的傳感器信號(hào)(S1’，S2’)之間的相位差或行程時(shí)間差( id="icf0009" file="A2006800192460002C9.tif" wi="5" he="4" top= "229" left = "87" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>(S1′，S2′)，Δt(S1′，S2′))的裝置(39)；和-用于基于經(jīng)校正的處理的傳感器信號(hào)確定質(zhì)量流量的裝置(39)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其中用于從處理的第一輔助信號(hào)(Hi')中濾波得出處理的第一傳感器信號(hào)(sr)和處理的第一參考信號(hào)(Rl， Rxl， Ryl， Rzl)的裝置以及用于從處理的 第二輔助信號(hào)(H2，)中濾波得出處理的第二傳感器信號(hào)(S2')和處理 的第二參考信號(hào)(R2， Rx2， Ry2， Rz2)的裝置各自包括相同的兩組 各自至少兩個(gè)濾波器(FS1， FR1， FRxl， FRyl， FRzl; FS2， FR2， FRx2， FRy2， FRz2)，其中第一組(FS1， FR1， FRxl， FRyl， FRzl) 用于從處理的第一輔助信號(hào)(Hl')中濾波得出處理的第一傳感器信號(hào) (S1，)和處理的第一參考信號(hào)(R1， Rxl， Ryl， Rzl),且第二組(FS2， FR2, FRx2, FRy2， FRz2)用于從處理的第二輔助信號(hào)(H2')中濾波 得出處理的第二傳感器信號(hào)(S2')和處理的第二參考信號(hào)(R2， Rx2, Ry2， Rz2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其中輸入支路 (35， 37)包括放大器(Al， A2)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D1， A/D2)，并且濾波器(FS1， FR1， FRxl， FRyl， FRzl， FS2， FR2， FRx2, FRy2， FRz2)是數(shù)字濾波器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其中參考信號(hào)發(fā) 生器(33， 33x， 33y， 33z)是電壓發(fā)生器或數(shù)字參考信號(hào)發(fā)生器(34)， 并且每一參考信號(hào)(R， Rx， Ry， Rz)是具有預(yù)定頻率(fR， fRx， fRy， fRz)的振蕩電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其中 -傳感器(21， 23)各自具有線圈(25， 27)， -參考信號(hào)發(fā)生器(33， 34)與線圈(25)的第一端子(41)和線圈(27)的第一端子(43)相連，-線圈(25)的第二端子(45)與第一輸入支路(35)的輸入端相 連，并且線圏(27)的第二端子(47)與第二輸入支路(37)的輸入 端相連。
6. 用于補(bǔ)償在分離的輸入支路(35， 37)中處理的科里奧利質(zhì)量 流量計(jì)傳感器信號(hào)(Sl，S2)的相位差或行程時(shí)間差(Acp(Sl'， S2'),At(Sl', S2'))的方法，其中-參考信號(hào)(R， Rx， Ry， Rz)被并行疊加在所有傳感器信號(hào)(Sl， S2)上；-每一由疊加形成的輔助信號(hào)(Hl， H2)經(jīng)過其自己的輸入支路 (35， 37);-從在輸入支路(35， 37)中的處理的輔助信號(hào)(Hl'， H2，)濾波 得出與輸入支路(35， 37)相關(guān)聯(lián)的處理的傳感器信號(hào)(Sr， S2')以 及相關(guān)聯(lián)的處理的參考信號(hào)(Rl'， R2'; Rxl, Rx2; Ryl， Ry2; Rzl, Rz2);-確定兩個(gè)處理的參考信號(hào)(Rl'， R2'; Rxl， Rx2; Ryl， Ry2; Rzl， Rz2)之間的相位差或行程時(shí)間差(Acp(Rl'， R2')， At(Rl'， R2'); Acp(Rxl， Rx2)， At(Rxl， Rx2); Acp(Ryl， Ry2)， At(Ryl， Ry2); Acp(Rzl, Rz2)， At(Rzl，Rz2));以及-基于這個(gè)相位差或行程時(shí)間差(A(p(Rr， R2')， At(Rl'， R2'); Aq)(Rxl， Rx2)， At(Rxl， Rx2); Acp(Ryl, Ry2)， At(Ryl， Ry2); Acp(Rzl， Rz2)， At(Rzl, Rz2))，補(bǔ)償兩個(gè)傳感器信號(hào)(SI', S2')之間的相位差或行程時(shí)間差 (A(p(Sl'，S2')， At(Sl'，S2'))，這兩個(gè)傳感器信號(hào)在兩個(gè)輸入支路(35， 37)中被處理，兩個(gè)參考信號(hào)(Rl'， R2': Rxl, Rx2; Ryl， Ry2; Rzl， Rz2)也在這兩個(gè)輸入支路中被處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在一段時(shí)間上檢測兩個(gè)處理 的參考信號(hào)(Rl'， R2'; Rxl, Rx2; Ryl， Ry2; Rzl， Rz2)之間的相 位差或行程吋間差(A(p(Rl'，R2')， At(Rl',R2'); Acp(Rxl， Rx2)， At(Rxl, Rx2): Acp(Ryl， Ry2)， At(Ryl, Ry2); Acp(Rzl， Rz2)， At(Rzl, Rz2)),并且為了補(bǔ)償兩個(gè)實(shí)際被處理的傳感器信號(hào)(sr， S2')之間的相位差或行程時(shí)間差(A(p(Sl',S2')， At(Sl', S2')),考慮在這段時(shí)間上檢測的 相關(guān)參考信號(hào)(Rl'， R2'; Rxl, Rx2; Ryl， Ry2; Rzl， Rz2)的相位差或行程時(shí)間差(A(p(Rl'， R2')， At(Rl'， R2'); Acp(Rxl， Rx2)， At(Rxl， Rx2); Acp(Ryl，Ry2)， At(Ryl,Ry2); A(p(Rzl， Rz2), At(Rzl，Rz2))。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中-使用具有不同頻率的兩個(gè)或多個(gè)參考信號(hào)(Rx， Ry， Rz)， -對(duì)于每一參考信號(hào)(Rx， Ry， Rz),確定相關(guān)的處理的參考信 號(hào)(Rxl， Rx2， Ryl， Ry2， Rzl， Rz2)的相位差或行程時(shí)間差(Acp(Rxl， Rx2)， At(Rxl， Rx2); A(p(Ryl， Ry2)' At(Ryl， Ry2); A(p(Rzl, Rz2)， At(Rzl, Rz2))，-確定處理的參考信號(hào)對(duì)(Rxl， Rx2; Ryl， Ry2; Rzl, Rz2)之 間取決于輸入支路(35, 37)的相位差或行程時(shí)間差(Acp(Rxl，Rx2)， At(Rxl， Rx2); A(p(Ryl， Ry2)， At(Ryl， Ry2); A(p(Rzl， Rz2)， At(Rzl， Rz2)) 的頻率依賴關(guān)系(Acp(f)， At(f))，并且-在補(bǔ)償中，考慮傳感器信號(hào)(Sl， S2)的頻率(fs)以及取決于 輸入支路(35， 37)的相位差或行程時(shí)間差的頻率依賴關(guān)系(Acp(f)， At(f))。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中比較參考信號(hào)(R)的幅度 (AR)與相關(guān)的處理的參考信號(hào)(Rl， R2)的幅度(AR1， AR2)，并且由此對(duì)于每一輸入支路(35， 37)確定放大因子(Vl， V2)，在進(jìn) 一步加工處理的傳感器信號(hào)(SI', S2')時(shí)考慮該放大因子。
10. 用于確定在分離的輸入支路(35， 37)中處理的傳感器信號(hào) (Sl， S2)之間取決于電路的相位差或行程時(shí)間差或者用于測量儀表的狀態(tài)診斷的方法，其中-參考信號(hào)(R)被并行饋送至兩條輸入支路(35， 37);-確定在兩條輸入支路(35， 37)的輸出端在處理的參考信號(hào)(Rl， R2)之間的相位差或行程時(shí)間差(A(p(Rl，R2)， At(Rl，R2))，并且由 此得到對(duì)于傳感器信號(hào)(Sl， S2)期望的由輸入支路(35， 37)引起 的相位差或行程時(shí)間差。
11.用于確定根據(jù)權(quán)利要求1的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的傳感器信號(hào)(Sl， S2)經(jīng)過輸入支路(35， 37)所需的行程時(shí)間(T)的方法， 其中參考信號(hào)發(fā)生器(34)產(chǎn)生參考信號(hào)序列(RS)，該參考信號(hào)序 列經(jīng)過輸入支路(35， 37)并且所需的行程時(shí)間得到測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和用于補(bǔ)償其輸入電路的傳輸誤差的方法，利用它能夠獲得高測量精度，其中基于至少一個(gè)參考信號(hào)(R)檢測至少具有兩條輸入支路(35，37)的輸入電路的傳輸誤差，該參考信號(hào)同時(shí)經(jīng)過所有輸入支路(35，37)。
文檔編號(hào)G01F1/84GK101563587SQ200680019246
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2006年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者羅伯特·拉拉, 馬蒂亞斯·羅斯特 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司