專(zhuān)利名稱(chēng)：渦流流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦流流量計(jì)，其具有測(cè)量管、殼體、阻流體和傳感器單元，其中傳感器單元用于檢測(cè)由阻流體引起的渦流測(cè)量信號(hào)。此外，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法，該渦流流量計(jì)具有傳感器單元和至少一個(gè)慣性傳感器。
背景技術(shù)：
渦流流量計(jì)已公知許久，其中測(cè)量原理基于如下事實(shí)在流體或氣體介質(zhì)中在被介質(zhì)繞流的阻流體后會(huì)形成渦街，其通過(guò)隨著流動(dòng)前進(jìn)的、與阻流體脫離的漩渦形成。漩渦與阻流體脫離的頻率與流動(dòng)速度有關(guān)，其中該相關(guān)性在一定的前提條件下近似為線性。在任何情況下，漩渦頻率的測(cè)量都是對(duì)于確定介質(zhì)流動(dòng)速度的合適手段，所以間接地(在附加考慮例如壓力和溫度的情況下)可以通過(guò)漩渦頻率測(cè)量來(lái)確定測(cè)量流量。在渦街中出現(xiàn)的介質(zhì)的漩渦導(dǎo)致局部壓力波動(dòng)，其可以由傳感器單元(通常為壓力傳感器)來(lái)探測(cè)。
由于在渦流流量計(jì)中流動(dòng)速度的確定基于壓力波動(dòng)的測(cè)量，所以渦流流量測(cè)量對(duì)整個(gè)設(shè)備中的振動(dòng)敏感，其中振動(dòng)因而可能影響測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于的任務(wù)是，說(shuō)明一種渦流流量計(jì)和一種用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法，借助其提高了測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)。
上述任務(wù)在這類(lèi)渦流流量計(jì)方面通過(guò)如下方式來(lái)解決附加地設(shè)置至少一個(gè)慣性傳感器來(lái)檢測(cè)作用于潤(rùn)流流量計(jì)上的干擾振動(dòng)(Stoerschwingungen)。慣性傳感器通常是微電機(jī)系統(tǒng)并且由轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器和磁性傳感器組成。它們利用質(zhì)量慣性和/或地磁場(chǎng)來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)、取向和位置。通過(guò)多個(gè)慣性傳感器組合成一個(gè)慣性測(cè)量單元，可以測(cè)量在六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度上的加速度(三個(gè)空間軸線上的平移和圍繞三個(gè)空間軸線的旋轉(zhuǎn))。在以下談及慣性傳感器時(shí)，于是因此始終不僅指的是單個(gè)用于檢測(cè)唯一的運(yùn)動(dòng)自由度的慣性傳感器而且指的是不同的慣性傳感器至用于檢測(cè)多種運(yùn)動(dòng)自由度的慣性測(cè)量單元的組合。渦流流量計(jì)的用于檢測(cè)渦流測(cè)量信號(hào)的傳感器單元也稱(chēng)作拾取器(Pickup)。
慣性傳感器有利地借助最佳聲學(xué)耦合器固定在渦流流量計(jì)上，使得作用于渦流流量計(jì)的干擾振動(dòng)可以被慣性傳感器檢測(cè)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明使用的慣性傳感器是加速度傳感器，其關(guān)于一個(gè)或多個(gè)、尤其是關(guān)于三個(gè)正交的空間軸線是敏感的。
從外部作用于渦流流量計(jì)的干擾振動(dòng)例如來(lái)自在管道系統(tǒng)中工作的泵、渦輪或閥以及其他流動(dòng)影響。通過(guò)分析慣性傳感器或加速度傳感器的測(cè)量信號(hào)可以校正和評(píng)估渦流流量計(jì)的渦流測(cè)量信號(hào)，使得可以提高測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)。
渦流流量計(jì)的制造開(kāi)銷(xiāo)根據(jù)第一擴(kuò)展方案被降低，其方式是慣性傳感器設(shè)置在測(cè)量和分析電子裝置的電路板上，其中測(cè)量和分析電子裝置設(shè)置在渦流流量計(jì)上。由于慣性傳感器直接設(shè)置在測(cè)量和分析電子裝置的電路板上，所以該慣性傳感器在制造電路板上時(shí)優(yōu)選通過(guò)自動(dòng)化的過(guò)程已經(jīng)固定并且連接在該電路板上，使得慣性傳感器的安裝開(kāi)銷(xiāo)保持盡可能低。測(cè)量和分析電子裝置的電路板通常牢固地與渦流流量計(jì)的殼體連接，使得由管道系統(tǒng)作用于渦流流量計(jì)上的振動(dòng)也會(huì)傳播到殼體上并且由此傳播到電路板上并且可以被慣性傳感器檢測(cè)。
為了有利地檢測(cè)作用到渦流流量計(jì)的干擾振動(dòng)，根據(jù)另一擴(kuò)展方案規(guī)定，慣性傳感器固定在殼體上。通過(guò)該擴(kuò)展方案，干擾振動(dòng)直接在渦流流量計(jì)的與測(cè)量管連接的部件上截取并且可以用于修正渦流測(cè)量信號(hào)。慣性傳感器為此剛性地與殼體連接，例如擰上或粘上。對(duì)于將慣性傳感器固定在殼體上可替選地，根據(jù)另一有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，慣性傳感器直接固定在渦流流量計(jì)的測(cè)量管上。慣性傳感器直接固定在測(cè)量管上能夠?qū)崿F(xiàn)直接在測(cè)量管上檢測(cè)尤其是通過(guò)管路傳播的干擾振動(dòng)，使得干擾振動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)改變，例如由于通過(guò)各個(gè)部件引起的衰減。[10]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案規(guī)定，慣性傳感器僅關(guān)于確定的空間軸線 是敏感的，尤其是關(guān)于渦流流量計(jì)的傳感器單元對(duì)于流量測(cè)量是敏感的這樣的空間軸線。該擴(kuò)展方案尤其是適于這樣的渦流流量計(jì)在其中用于檢測(cè)渦流測(cè)量信號(hào)的傳感器或傳感器單元僅關(guān)于唯一的空間軸線或關(guān)于兩個(gè)空間軸線是敏感的，使得無(wú)需對(duì)在非渦流傳感器單元檢測(cè)的空間方向上的干擾振動(dòng)進(jìn)行分析；慣性傳感器尤其是加速度傳感器于是僅關(guān)于也被分析以進(jìn)行測(cè)量流量的空間軸線是敏感的。[11]根據(jù)渦流流量計(jì)的擴(kuò)展方案，尤其是根據(jù)其殼體和測(cè)量管，按照另一擴(kuò)展方案已證明為有利的是，多個(gè)慣性傳感器固定在渦流流量計(jì)的不同位置上，尤其是其中每個(gè)慣性傳感器分別僅關(guān)于一個(gè)確定的空間方向是敏感的。通過(guò)渦流流量計(jì)的擴(kuò)展方案可以得到在渦流流量計(jì)的不同區(qū)域中的干擾振動(dòng)在不同空間方向上影響極大不同，使得例如有利的是尤其是在相應(yīng)的振動(dòng)成分在確定的空間方向上影響特別強(qiáng)的這種位置上安裝有加速度傳感器，其專(zhuān)門(mén)檢測(cè)該振動(dòng)成分。[12]在此，例如可以考慮如下渦流流量計(jì)，在其測(cè)量和分析電子裝置的電路板上例如安置有加速度傳感器，其在X方向上是敏感的，在渦流流量計(jì)的殼體上固定有加速度傳感器，其例如在y方向上是敏感的，并且在渦流流量計(jì)的測(cè)量管上固定有另一加速度傳感器，其在Z方向上是敏感的。當(dāng)然，關(guān)于加速度傳感器的位置和空間方向的選擇可以考慮任意的子組合。此外，例如也規(guī)定，在三個(gè)上述位置中的每個(gè)上分別有一個(gè)慣性傳感器，其關(guān)于所有三個(gè)空間方向都是敏感的，使得這三個(gè)慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)能夠彼此校正。[13]根據(jù)另一擴(kuò)展方案已證明為特別有利的是，至少一個(gè)慣性傳感器設(shè)置在圍繞渦流流量計(jì)的管道系統(tǒng)上。這種的慣性傳感器例如借助磁體固定在管道系統(tǒng)上，然而還可以與渦流流量計(jì)的測(cè)量和分析電子裝置通過(guò)線纜或無(wú)線電相連。此外，以此方式可以將設(shè)置在外部的慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)用于分析渦流測(cè)量信號(hào)。此外規(guī)定，分別在管道系統(tǒng)的那里的端部上在渦流流量計(jì)的兩側(cè)上設(shè)置有關(guān)于所有三個(gè)空間方向都敏感的加速度傳感器，使得例如可以更為精確地定位干擾振動(dòng)的來(lái)源或不同的干擾振動(dòng)。[14]此外，開(kāi)頭所述的任務(wù)借助用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法來(lái)解決，其方式是通過(guò)分析慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)來(lái)識(shí)別作用于渦流流量計(jì)的測(cè)量信號(hào)上的干擾振動(dòng)，并且至少部分通過(guò)所分析的慣性傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)控制渦流測(cè)量信號(hào)的處理。慣性傳感器的一個(gè)測(cè)量信號(hào)或慣性傳感器的多個(gè)測(cè)量信號(hào)為此通過(guò)合適的方法來(lái)分析，以便識(shí)別作用于渦流流量計(jì)上的干擾振動(dòng)。借助慣性傳感器(其優(yōu)選為加速度傳感器)的測(cè)量信號(hào)的分析可以將干擾振動(dòng)劃分為不同的振動(dòng)類(lèi)別，即一方面由短期影響、例如閥的操作引起的這種振動(dòng)，而另一方面為持續(xù)且恒定存在的這種振動(dòng)、例如由在管道系統(tǒng)上工作的泵和渦輪引起的振動(dòng)。[15]根據(jù)干擾振動(dòng)的類(lèi)型基于所分析的慣性傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)控制渦流測(cè)量信號(hào)的進(jìn)一步處理。例如，與相應(yīng)的干擾振動(dòng)疊加的渦流測(cè)量信號(hào)被舍棄，或(至少部分)通過(guò)優(yōu)選與干擾振動(dòng)相協(xié)調(diào)的濾波器來(lái)濾除這些干擾振動(dòng)。[16]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案，已證明為有利的是，渦流測(cè)量信號(hào)在自適應(yīng)濾波器中被處理，其中濾波器參數(shù)至少部分根據(jù)所分析的慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)來(lái)導(dǎo)出。對(duì)渦流測(cè)量信號(hào)的處理或再處理因此與慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的特征有關(guān)。自適應(yīng)濾波器的參數(shù)因此手動(dòng)地或自動(dòng)地單獨(dú)與相應(yīng)的干擾振動(dòng)的類(lèi)型和特征相匹配，使得始終實(shí)現(xiàn)有利的濾波效率。在短期干擾的情況下，例如完全濾除相應(yīng)的渦流測(cè)量信號(hào)是合適的，而在長(zhǎng)期干 擾振動(dòng)的情況下選擇性地濾除相應(yīng)的干擾振動(dòng)信號(hào)是必要的。[17]為了確定濾波器的參數(shù)，優(yōu)選的是根據(jù)另一擴(kuò)展方案形成慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的幅度譜，其中借助幅度譜來(lái)確定自適應(yīng)濾波器的濾波器參數(shù)。借助通過(guò)慣性傳感器記錄的測(cè)量信號(hào)的幅度譜例如可以識(shí)別出在測(cè)量信號(hào)中的由連續(xù)工作的渦輪和泵引起的干擾振動(dòng)。慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的幅度譜例如借助快速傅里葉變換或離散傅里葉變換來(lái)計(jì)算。在此，始終在一個(gè)模塊中計(jì)算所有離散譜分量。[18]例如為了實(shí)現(xiàn)在分析時(shí)的能量節(jié)約和/或存儲(chǔ)器節(jié)約，例如可以調(diào)用非模塊方式地工作的算法，因?yàn)橛纱藴p小了計(jì)算上的開(kāi)銷(xiāo)。在此，并非完整的幅度譜都在一個(gè)步驟中被計(jì)算，而是幅度譜逐步地被確定，使得在一個(gè)整個(gè)過(guò)程之后得到完整的幅度譜。例如，滑動(dòng)離散傅里葉變換或滑動(dòng)Goertzel算法適于作為計(jì)算算法。借助上述算法來(lái)計(jì)算各離散譜成分，使得可以頻率選擇性地進(jìn)行計(jì)算。管道振動(dòng)通常出現(xiàn)在低頻區(qū)中，其中頻率小于50Hz。[19]在本上下文中，根據(jù)該方法的另一擴(kuò)展方案已證明為有利的是，在幅度譜中出現(xiàn)的尖峰用作自適應(yīng)濾波器的參數(shù)。確定濾波器的參數(shù)或者手動(dòng)地通過(guò)由操作員設(shè)置濾波器參數(shù)的方式來(lái)進(jìn)行，或自動(dòng)地通過(guò)測(cè)量和分析電子裝置來(lái)進(jìn)行。例如帶阻濾波器尤其是陷波濾波器適于作為渦流測(cè)量信號(hào)的濾波器，該帶阻濾波器將根據(jù)幅度譜確定的干擾振動(dòng)頻率(干擾頻率)從渦流測(cè)量信號(hào)中濾除，使得(清除了干擾振動(dòng)的)渦流測(cè)量信號(hào)可以被轉(zhuǎn)發(fā)。[20]在此可以區(qū)分干擾頻率是否在渦流測(cè)量信號(hào)的測(cè)量頻率范圍中或干擾頻率是否在渦流測(cè)量信號(hào)的頻率之外。在測(cè)量頻率的范圍中的干擾盡管原理上也可以被濾除，但存在如下風(fēng)險(xiǎn)有用信號(hào)即渦流測(cè)量信號(hào)具有相同的頻率并且(至少部分)也被濾除。如果渦流測(cè)量信號(hào)和干擾振動(dòng)在過(guò)窄的頻率范圍中疊加，則例如會(huì)輸出相應(yīng)的信號(hào)報(bào)
生口 o[21]為了識(shí)別和分類(lèi)例如由閥的操作引起的短期干擾振動(dòng)，根據(jù)另一擴(kuò)展方案規(guī)定，為了分析而確定慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的幅度變化曲線，并且對(duì)幅度變化曲線求微分，使得可以識(shí)別出突然的變化。根據(jù)幅度調(diào)制過(guò)的慣性傳感器測(cè)量信號(hào)，優(yōu)選借助解調(diào)器首先確定慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的幅度變化曲線，其中接著關(guān)于時(shí)間求幅度變化曲線的微分，使得借助對(duì)微分后的幅度變化曲線的分析可以識(shí)別和評(píng)估干擾振動(dòng)的突然的變化。借助分析所識(shí)別的干擾振動(dòng)例如可以引起所屬的渦流測(cè)量信號(hào)通過(guò)測(cè)量和分析電子裝置被舍棄或被自適應(yīng)濾波器濾除。渦流測(cè)量信號(hào)在此情況下于是并不與干擾振動(dòng)分離而是舍棄，因?yàn)榉凑菧u流測(cè)量信號(hào)的僅為短期的干擾。[22]對(duì)于渦流測(cè)量信號(hào)的舍棄附加地或可替選地，根據(jù)另一擴(kuò)展方案規(guī)定，生成和輸出信號(hào)報(bào)告，其指示“例如目前不能測(cè)量”。渦流測(cè)量信號(hào)的舍棄或?yàn)V除或信號(hào)報(bào)告的輸出優(yōu)選一直進(jìn)行，只要微分過(guò)的幅度信號(hào)達(dá)到、優(yōu)選超過(guò)預(yù)先確定的閾值。[23]此外，根據(jù)下一個(gè)擴(kuò)展方案規(guī)定，為了分析確定慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的幅度變化曲線，并且在預(yù)先確定的時(shí)段上尤其是滑動(dòng)(gleitenden)時(shí)段上確定平均幅度。幅度變化曲線又優(yōu)選根據(jù)慣性傳感器的幅度調(diào)制的測(cè)量信號(hào)通過(guò)解調(diào)器來(lái)確定。預(yù)先確定的時(shí)間段優(yōu)選是滑動(dòng)時(shí)段，即不斷步進(jìn)的幅度信號(hào)分別在數(shù)值上相同的時(shí)段上向后地被分析 和求平均，使得獲得平均幅度的值。其中，平均幅度的值的決定性改變是存在干擾振動(dòng)的征兆。[24]根據(jù)本發(fā)明的另一擴(kuò)展方案規(guī)定，當(dāng)平均幅度達(dá)到預(yù)先確定的閾值時(shí)，生成信號(hào)報(bào)告和/或舍棄渦流測(cè)量信號(hào)。渦流測(cè)量信號(hào)為此例如通過(guò)測(cè)量和分析電子裝置來(lái)舍棄或通過(guò)自適應(yīng)濾波器來(lái)濾除?？蛇x的信號(hào)報(bào)告說(shuō)明，例如在相應(yīng)時(shí)刻不能測(cè)量有效力的渦流測(cè)量信號(hào)，因?yàn)榇嬖诟蓴_振動(dòng)。優(yōu)選地，渦流測(cè)量信號(hào)一直被移除或?yàn)V波，只要平均幅度達(dá)到預(yù)先給定的閾值。[25]優(yōu)選地，慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)的分析同時(shí)借助三個(gè)所述的分析方法中的至少兩種來(lái)進(jìn)行，即，例如對(duì)幅度譜的分析與對(duì)微分過(guò)的幅度變化曲線的分析并行、或?qū)Ψ茸V的分析與對(duì)平均幅度的分析并行、或?qū)ζ骄鹊姆治雠c對(duì)微分過(guò)的幅度變化曲線的分析并行。完全優(yōu)選地，同時(shí)借助所有三種分析方法進(jìn)行分析。[26]詳細(xì)而言，現(xiàn)在存在許多如下可能性以構(gòu)建和改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的渦流流量計(jì)和根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法。為此不僅參照從屬于權(quán)利要求I和6的權(quán)利要求而且參照結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例的如下描述。


[27]在附圖中示出[28]圖la-d在部分剖切的側(cè)視圖中示出了流量計(jì)的實(shí)施例，[29]圖2在部分剖切的側(cè)視圖中示出了流量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例，[30]圖3示出了用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，以及[31]圖4示出了用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法的另一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式[32]圖Ia至Id示出了帶有測(cè)量管2和殼體3的渦流流量計(jì)I。在測(cè)量管2內(nèi)，在該實(shí)施例中延伸通過(guò)整個(gè)直徑的阻流體4居中地設(shè)置在測(cè)量管2的流動(dòng)通道5中。在介質(zhì)在流動(dòng)通道5內(nèi)流動(dòng)時(shí)，阻流體4在阻流體4的側(cè)面處引起漩渦形成，其中漩渦的頻率通過(guò)傳感器單元6可檢測(cè)并且根據(jù)漩渦頻率形成渦流測(cè)量信號(hào)。在該實(shí)施例中，傳感器單元6由壓電元件構(gòu)成并且在阻流體4的背離流動(dòng)方向的側(cè)上持續(xù)地固定在其上。
[33]為了檢測(cè)作用于渦流流量計(jì)上的干擾振動(dòng)，在根據(jù)圖Ia的實(shí)施例中附加地設(shè)置有慣性傳感器7，用于檢測(cè)干擾振動(dòng)。根據(jù)圖la，慣性傳感器7是加速度傳感器，其關(guān)于三個(gè)空間軸線是敏感的。慣性傳感器7設(shè)置在測(cè)量和分析電子裝置8的電路板上并且與其連接。[34]根據(jù)圖Ib的實(shí)施例，慣性傳感器7固定在渦流流量計(jì)I的殼體3上。在根據(jù)圖Ic的實(shí)施例中，慣性傳感器7固定在渦流流量計(jì)I的測(cè)量管2上。在根據(jù)圖Id的實(shí)施例中，設(shè)置有兩個(gè)慣性傳感器7，其中在渦流流量計(jì)I的側(cè)上各一個(gè)慣性傳感器7固定在圍繞的管道系統(tǒng)9上。[35]慣性傳感器7在根據(jù)圖Ia至Id的所有四個(gè)實(shí)施例中關(guān)于所有三個(gè)空間軸線是敏感的，使得可以對(duì)作用于渦流流量計(jì)I上的干擾振動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)分析。此外，所有慣性傳 感器7與渦流流量計(jì)I的測(cè)量和分析電子裝置8相連，使得慣性傳感器7的測(cè)量信號(hào)在那里可被分析。此外，渦流流量計(jì)I的傳感器單元6也與測(cè)量和分析電子裝置8連接，始終用于傳輸測(cè)量信號(hào)。[36]圖2示出了渦流流量計(jì)I的另一實(shí)施例，其在基本構(gòu)造方面基本上對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖Ia至Id的實(shí)施例，其中在該實(shí)施例中三個(gè)慣性傳感器7a、7b、7c設(shè)置在渦流流量計(jì)I上的三個(gè)不同的位置上，即測(cè)量和分析電子裝置8的電路上設(shè)置第一慣性傳感器7a、在殼體3上設(shè)置第二慣性傳感器7b以及在測(cè)量管2上設(shè)置第三慣性傳感器7c。慣性傳感器7a、7b,7c分別僅對(duì)一個(gè)空間方向是敏感的，其中慣性傳感器7a對(duì)z方向z敏感，慣性傳感器7b對(duì)y方向y敏感而慣性傳感器7c對(duì)x方向敏感。慣性傳感器7a、7b、7c的三個(gè)測(cè)量信號(hào)被組合并且共同由測(cè)量和分析電子裝置8來(lái)分析。慣性傳感器7a、7b、7c的分離的布置具有如下優(yōu)點(diǎn)慣性傳感器7a、7b、7c的每個(gè)都設(shè)置在一個(gè)位置上，其對(duì)于針對(duì)其相應(yīng)空間方向的干擾振動(dòng)的檢測(cè)是最佳的。[37]圖3示出了用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法的流程圖的一個(gè)實(shí)施例。在渦流流量計(jì)運(yùn)行中，借助傳感器單元6來(lái)檢測(cè)疊加有干擾振動(dòng)101的渦流測(cè)量信號(hào)100。同時(shí)，慣性傳感器7單獨(dú)地檢測(cè)測(cè)量信號(hào)102，該測(cè)量信號(hào)基本上對(duì)應(yīng)于干擾振動(dòng)101。在測(cè)量信號(hào)102通過(guò)慣性傳感器7檢測(cè)之后，從測(cè)量信號(hào)102中識(shí)別出103干擾振動(dòng)101的類(lèi)型，使得根據(jù)干擾振動(dòng)101的類(lèi)型可以導(dǎo)出相應(yīng)的濾波器參數(shù)103。[38]濾波器參數(shù)104用于確定自適應(yīng)濾波器105的參數(shù)，其基于濾波器參數(shù)104將渦流測(cè)量信號(hào)100與干擾振動(dòng)101分離并且接著輸出清潔過(guò)的渦流信號(hào)100，其中濾波器參數(shù)從測(cè)量信號(hào)102并且由此從干擾振動(dòng)101中獲得。在僅短期出現(xiàn)干擾振動(dòng)101的情況下，渦流測(cè)量信號(hào)100本身優(yōu)選被舍棄或完全被濾除，使得例如僅輸出信號(hào)報(bào)告106，該信號(hào)報(bào)告說(shuō)明，由于干擾振動(dòng)101而不能輸出渦流測(cè)量信號(hào)100。[39]根據(jù)圖4的、示出用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法的另一實(shí)施例的流程圖基本上對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖3的流程圖，其中識(shí)別103劃分成至少兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的分析過(guò)程。一方面，形成由慣性傳感器7檢測(cè)的測(cè)量信號(hào)102的幅度譜107，其中根據(jù)幅度譜107導(dǎo)出濾波器參數(shù)104。尤其是，由幅度譜107導(dǎo)出的濾波器參數(shù)104是陷波濾波器的相應(yīng)濾波器頻率，其從在幅度譜107中出現(xiàn)的尖峰來(lái)導(dǎo)出。[40]此外，形成通過(guò)慣性傳感器7檢測(cè)的測(cè)量信號(hào)102的幅度變化曲線108。隨后，對(duì)幅度變化曲線108微分，其中求導(dǎo)109能夠?qū)崿F(xiàn)識(shí)別出測(cè)量信號(hào)102的突然變化并且由此識(shí)別出干擾振動(dòng)101。在測(cè)量信號(hào)102的可從求導(dǎo)109中識(shí)別的、跳躍式的變化的情況下，例如在超過(guò)預(yù)先給定的閾值時(shí)通過(guò)求導(dǎo)109形成相應(yīng)的濾波器參數(shù)104，其完全濾除所屬的渦流測(cè)量信號(hào)100，只要所述求導(dǎo)109超過(guò)預(yù)先確定的閾值。[41]此外，在預(yù)先確定的時(shí)段上從幅度變化曲線108中形成平均幅度110。如果平均幅度110超過(guò)預(yù)先確定的閾值或經(jīng)受顯著變化，則由此導(dǎo)出另一濾波器參數(shù)104，其優(yōu)選完全濾除相應(yīng)的渦流測(cè)量信號(hào)100。在完全濾除渦流測(cè)量信號(hào)100的情況下(例如通過(guò)由求導(dǎo)109或由平均幅度110確定的濾波器參數(shù)104)，優(yōu)選也輸出信號(hào)報(bào)告106，其說(shuō)明在相應(yīng)的時(shí)刻不能輸出渦流測(cè)量信 號(hào)100。
權(quán)利要求
1.一種渦流流量計(jì)(I)，其具有測(cè)量管(2)、殼體(3)、阻流體(4)和傳感器單元￠)，其中傳感器單元(6)用于檢測(cè)通過(guò)阻流體(4)引起的渦流測(cè)量信號(hào)， 其特征在于， 附加地設(shè)置至少一個(gè)慣性傳感器(7)，用于檢測(cè)作用于渦流流量計(jì)(I)上的干擾振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，所述慣性傳感器(7)設(shè)置在測(cè)量和分析電子裝置(8)的電路板上，該測(cè)量和分析電子裝置(8)設(shè)置在渦流流量計(jì)(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，所述慣性傳感器(7)固定在殼體⑶上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，所述慣性傳感器(7)固定在測(cè)量管⑵上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，所述慣性傳感器(7)僅關(guān)于確定的空間軸線(x,y,z)是敏感的,尤其是關(guān)于如下這樣的空間軸線(x,y,z)是敏感的為了流量測(cè)量所述渦流流量計(jì)(I)的傳感器單元(6)也對(duì)所述空間軸線是敏感的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，多個(gè)慣性傳感器(7a，7b, 7c)固定在渦流流量計(jì)(I)的不同位置上，尤其是其中每個(gè)慣性傳感器(7a，7b，7c)分別僅關(guān)于一個(gè)確定的空間方向(X, y, z)是敏感的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的渦流流量計(jì)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)慣性傳感器(7)設(shè)置在圍繞渦流流量計(jì)(I)的管道系統(tǒng)(9)上。
8.一種用于運(yùn)行渦流流量計(jì)的方法，尤其是用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的渦流流量計(jì)的方法，該渦流流量計(jì)具有傳感器單元(6)和至少一個(gè)慣性傳感器(7)， 其特征在于， 通過(guò)分析所述慣性傳感器(7)的測(cè)量信號(hào)(102)來(lái)識(shí)別出作用于渦流流量計(jì)的測(cè)量信號(hào)(100)上的干擾振動(dòng)(101)，以及至少部分通過(guò)所述慣性傳感器(7)的所分析的測(cè)量信號(hào)(102)來(lái)控制渦流測(cè)量信號(hào)(100)的處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，渦流測(cè)量信號(hào)(100)在自適應(yīng)濾波器(105)中被處理，其中濾波器參數(shù)(104)至少部分從所述慣性傳感器(7)的所分析的測(cè)量信號(hào)(102)中導(dǎo)出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，形成所述慣性傳感器的測(cè)量信號(hào)(102)的幅度譜(107)，其中根據(jù)幅度譜(107)確定自適應(yīng)濾波器(105)的濾波器參數(shù)(104)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于， 在幅度譜(107)中出現(xiàn)的尖峰用作自適應(yīng)濾波器(105)的濾波器參數(shù)(104)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的方法，其特征在于，為了分析而確定所述慣性傳感器⑵的測(cè)量信號(hào)(102)的幅度變化曲線(108)，以及將所述幅度變化曲線(108)微分，使得能夠識(shí)別出突然的變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12之一所述的方法，其特征在于，為了分析而確定所述慣性傳感器(7)的測(cè)量信號(hào)(102)的幅度變化曲線(108)，并且在預(yù)先確定的時(shí)段上尤其是在滑動(dòng)的時(shí)段上確定平均幅度(110)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，當(dāng)微分過(guò)的幅度變化曲線(109)達(dá)到預(yù)先確定的閾值時(shí)，生成信號(hào)報(bào)告(106)和/或舍棄渦流測(cè)量信號(hào)(100)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，當(dāng)平均幅度(110)達(dá)到預(yù)先確定的閾值時(shí)，生成信號(hào)報(bào)告(106)和/或舍棄渦流測(cè)量信號(hào)(100)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦流流量計(jì)(1)，其具有測(cè)量管(2)、殼體(3)、阻流體(4)和傳感器單元(6)，其中傳感器單元(6)用于測(cè)量通過(guò)阻流體(4)引起的渦流測(cè)量信號(hào)。渦流流量計(jì)(1)通過(guò)附加地設(shè)置至少一個(gè)慣性傳感器(7)來(lái)檢測(cè)作用于渦流流量計(jì)(1)上的干擾振動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)提高。
文檔編號(hào)G01F1/32GK102680030SQ20121007242
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者K·戈斯納 申請(qǐng)人:克洛納測(cè)量技術(shù)有限公司