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用于運行諧振測量系統(tǒng)的方法與流程

文檔序號:12014596閱讀:239來源:國知局
用于運行諧振測量系統(tǒng)的方法與流程
本發(fā)明涉及一種用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的方法,其中科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備具有至少一個可由介質(zhì)流過的測量管、至少一個振動發(fā)生器、至少一個第一振動接收器、至少一個第二振動接收器和至少一個控制和分析單元,其中從控制和分析單元經(jīng)由至少一個激勵通道可以向振動發(fā)生器輸送激勵信號,其中從第一振動接收器經(jīng)由至少一個第一測量通道可以向控制和分析單元輸送第一感興趣的初級測量信號,并且從第二振動接收器經(jīng)由至少一個第二測量通道可以向控制和分析單元輸送第二感興趣的初級測量信號。此外本發(fā)明還涉及一種科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備,其中前述方法在該科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備上運行。

背景技術(shù):
科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備(Coriolis-Massedurchflussmessger?t)特別是在工業(yè)過程測量技術(shù)中在應(yīng)當以高精度確定質(zhì)量流的地方使用。科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的作用方式基于,被介質(zhì)流過的至少一個測量管由振動發(fā)生器激勵到振動,其中有質(zhì)量的介質(zhì)由于由兩個正交速度—流的速度和測量管的速度—所引起的科里奧利慣性力而反作用于測量管的壁。介質(zhì)對測量管的這種反作用導(dǎo)致測量管振動與測量管的未被流過的振動狀態(tài)相比的變化。通過檢測被流過的測量管的振動的這些特點—兩個測量管區(qū)域的偏轉(zhuǎn)之間的相位差以及從而時間差,所述兩個測量管區(qū)域在測量管的未被流過的狀態(tài)中同相地振動,可以高精度地確定流過測量管的質(zhì)量流量。在均質(zhì)介質(zhì)的情況下,利用高品質(zhì)的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備可以獲得測量值的大約0.04%的精度,因此科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備通常也用在有檢定義務(wù)的業(yè)務(wù)中(imeichpflichtigenVerkehr)。僅當科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的狀態(tài)被精確檢測并且影響測量結(jié)果的參量在計算質(zhì)量流量時被考慮時,才能遵守高的精度要求。為此經(jīng)由測量通道檢測攜帶信息的信號,也就是激勵信號(電流和/或電壓)和感興趣的初級測量信號—也就是測量管的偏轉(zhuǎn)。例如測量管的顯著位置處的溫度和機械應(yīng)力的其它公知影響參量也可以經(jīng)由測量通道檢測,并且通過用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的方法被用作確定質(zhì)量流量的基礎(chǔ)。這種方法通?;诳评飱W利質(zhì)量流量測量設(shè)備的數(shù)學模型,其內(nèi)部模型參數(shù)在測量運行期間被確定,從而可以在正在進行的運行中對質(zhì)量流量測量進行校正(例如Schr?der,T.,Kolahi,K.,R?ck,H.:“NeuartigeRegelungeinesCoriolis-Massedurchflussmessers”,TechnischesMessen71,2004,259-268頁)??评飱W利質(zhì)量流量測量設(shè)備不僅適用于確定質(zhì)量流量,所述科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備而更(vielmehr)可以還例如用于確定介質(zhì)的粘度和流體密度,正如它們也適用于檢測診斷參數(shù)、例如檢測多相流或檢測沉積物一樣。就這些參量來說,也存在對盡可能準確和特別是持久準確地檢測測量值的強烈興趣。對所確保的準確測量的愿望尤其還通過安全技術(shù)的考量而激發(fā),以例如達到特定的安全要求級別—安全完整性等級(SIL(Safety-IntegrityLevel))。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此本發(fā)明的任務(wù)是說明用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的方法以及相應(yīng)的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備,其允許以提高的精度和尤其是可靠地對相關(guān)的測量參量或診斷參數(shù)進行檢測。解決前面引出的并且展示的任務(wù)的根據(jù)本發(fā)明的用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的方法的特征首先在于,控制和分析單元至少間接地從經(jīng)由測量通道傳輸?shù)某跫墱y量信號中以比例方式(ratiometrisch)計算至少一個推導(dǎo)出的次級參量,其中感興趣的初級測量信號交替地經(jīng)由不同的測量通道被輸送給控制和分析單元,并且從經(jīng)由不同的測量通道獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值中計算所傳輸?shù)某跫墱y量信號的補償值,以及所述補償值被用作計算推導(dǎo)出的次級參量的基礎(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)認識到,為了實現(xiàn)高的測量精度不僅與科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的構(gòu)造元件直接關(guān)聯(lián)的參量是令人感興趣的,而且以測量技術(shù)要接收的并且感興趣的初級測量信號的檢測和處理以及其按照信號的傳輸而更是有大的意義。僅當在確定質(zhì)量流量的情況下由質(zhì)量流決定的相移不被由測量通道導(dǎo)致的相移覆蓋和影響時,才能達到開頭描述的高精度。這例如可以意味著,通過測量通道決定的相移不允許大于例如0.5μrad。但是通過常規(guī)的途徑,例如0.5μrad的測量通道的穩(wěn)定性只能通過用于嚴格遵守參考條件(Referenzbedingen)的非常明顯的構(gòu)造上的和費用多的耗費以及于是也只能在很小的時間—在秒范圍內(nèi)—得到保證,這顯然是令人不滿意的。本發(fā)明方法的目的在于,感興趣的—也就是用于計算推導(dǎo)出的次級參量所需要的—初級測量信號交替地經(jīng)由不同的測量通道傳導(dǎo)并且輸送給控制和分析單元,使得例如感興趣的第一初級測量信號有時經(jīng)由第一測量通道傳導(dǎo),并且有時經(jīng)由第二測量通道傳導(dǎo),并且此外第二感興趣的初級測量信號有時經(jīng)由第二測量通道傳導(dǎo)和有時經(jīng)由第一測量通道傳導(dǎo)。這導(dǎo)致,不同測量通道的傳輸行為同樣地作用于不同的感興趣的初級測量信號并且在所傳輸?shù)某跫墱y量信號的在測量通道的輸出端處獲得的值中表現(xiàn)出來。然后這些在經(jīng)過不同的測量通道之后獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的值被用于計算在所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值之間建立數(shù)值補償?shù)难a償值。然后利用如此所獲得的補償值計算推導(dǎo)出的次級參量。感興趣的初級測量信號例如可以是振動接收器(Schwingungsaufnehmer)的速度信號,其中第一振動接收器被設(shè)置在測量管的入口側(cè)的區(qū)域中,而第二振動接收器被設(shè)置在測量管的出口側(cè)的區(qū)域中。如果推導(dǎo)出的次級參量—典型的是質(zhì)量流量—以比例方式從所傳輸?shù)某跫墱y量信號或從所傳輸?shù)某跫墱y量信號的補償值中被計算,也就是通過形成補償值方式的數(shù)學表達式的比例,則得出涉及減小測量誤差的特別有利的效果,其中補償值由于其計算而具有相同的干擾疊加。在確定質(zhì)量流量的情況下,質(zhì)量流量例如可以以比例方式通過形成一方面初級測量信號之差與另一方面初級測量信號之和的商來計算;這將在下面在附圖描述的范圍內(nèi)按方程式來詳細闡述。在本方法的優(yōu)選構(gòu)型中,通過由經(jīng)由不同測量通道獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值來形成平均值,尤其是通過形成算術(shù)平均值,計算所傳輸?shù)某跫墱y量信號的補償值。在本發(fā)明方法的另一構(gòu)型中,感興趣的初級測量信號交替地經(jīng)由不同的測量通道被輸送給控制和分析單元,從而不同的測量通道交錯地從事于不同的感興趣的初級測量信號的傳輸。在本方法的替換構(gòu)型中,每一個感興趣的初級測量信號同時經(jīng)由不同的測量通道傳輸至控制和分析單元,從而存在同時經(jīng)由不同的測量通道傳輸和獲得的、分別一個所傳輸?shù)某跫墱y量信號的值,并且可以由在一定程度上同時獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的這些值來計算補償值。優(yōu)選地,在其期間特定的初級測量信號經(jīng)由測量通道傳輸?shù)臏y量周期一直持續(xù)到測量通道的傳輸行為的瞬態(tài)被衰減為止。由此引起所獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值的偏差很?。╳enigstreuen),也就是尤其是當所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值在時間上依次獲得時偏差很小。其它誤差可以通過以下方式避免,即在切換測量通道之后第一測量值被丟棄,由此自動對不期望的瞬態(tài)過程不予考慮。本發(fā)明方法的以下構(gòu)型已被證明是完全特別有利的:其中用至少一個已知的參考信號來直接對至少一個測量通道加載,檢測所加載的測量通道的測量通道響應(yīng)信號,并且其中借助已知的參考信號和借助所檢測的測量通道響應(yīng)信號確定該測量通道的傳遞函數(shù)。由于該測量通道的所識別的傳輸行為隨后可以被用于進一步校正測量通道的傳輸行為,因此這是有利的。如果也就是說參考信號是已知的,則由此意味著參考信號在其原始產(chǎn)生的位置處是已知的,也就是例如在控制和分析單元—例如DSP—中是已知的,在該控制和分析單元處生成該參考信號并且因此在那里允許被看做是精確已知的。作為參考信號,在一種優(yōu)選構(gòu)型中簡單地使用針對測量管的激勵信號。本發(fā)明方法的另一特別有利的補充在于,用至少一個已知的參考信號直接對至少一個激勵通道加載,檢測所加載的激勵通道的響應(yīng)信號并且借助該已知的參考信號和借助所檢測的激勵通道響應(yīng)信號識別激勵通道的傳遞函數(shù)。在此也可以考慮將關(guān)于所識別的激勵通道的傳輸行為的知識用于校正測量值。已知的參考信號由控制和分析單元輸出并且在進一步的流程中通過后置部件的傳輸行為改變,總的來說也就是通過所使用的激勵通道和所使用的測量通道的傳輸行為改變。于是通道的平衡實際上根據(jù)所使用的參考通道進行。利用測量通道的所識別的傳遞函數(shù)或/和利用激勵通道的所識別的傳遞函數(shù),優(yōu)選——在計算上——校正測量通道的實際傳輸行為或/和激勵通道的實際傳輸行為。優(yōu)選地,該校正在頻域中進行,也就是其方式是將相應(yīng)的由控制和分析單元接收的所傳輸?shù)男盘柗纸鉃檎环至?,針對當前的激勵頻率將測量通道或激勵通道的所識別的傳遞函數(shù)的頻率特性(Frequenzgang)求逆(invertieren),并且計算得出的求逆的相位的正弦和余弦函數(shù),并且借助求逆的振幅特性計算兩個校正因子,利用所述校正因子對所測量的正交分量進行校正。前面引出的任務(wù)還在具有至少一個可由介質(zhì)流過的測量管、至少一個振動發(fā)生器、至少一個第一振動接收器、至少一個第二振動接收器和具有至少一個控制和分析單元的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備方面通過以下方式解決,即設(shè)置具有n+r個輸入端和m個輸出端的復(fù)用裝置,該復(fù)用裝置的n個輸入端可以被加載n個初級信號,該復(fù)用裝置的r個輸入端可以被加載r個參考信號,其中m>1,n>1和r>1成立,并且該復(fù)用裝置的m個輸出端直接或間接地經(jīng)由濾波器裝置與控制和分析單元的輸入端連接,從而經(jīng)由該復(fù)用裝置實現(xiàn)至少兩個可切換的測量通道,其中控制和分析單元被完全具體地設(shè)立為使得在運行中執(zhí)行前面描述的方法。該布置使得可以將n個初級測量信號和r個參考信號交替地切換到復(fù)用裝置的m個輸出端上,其中一個初級測量信號或一個參考信號可以被同時接通到復(fù)用裝置的不同輸出端上,從而該初級測量信號或該參考信號經(jīng)由多于一個的測量通道傳輸。在此,經(jīng)由不同測量通道傳輸?shù)南嗤跫墱y量信號經(jīng)受所參與的測量通道的相同的不可避免的干擾,也就是例如測量通道的并聯(lián)型(Gleichtakt-)以及串聯(lián)型干擾(Gegentaktst?rung)。通過用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的本發(fā)明方法的其它步驟—所獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值的平均值形成以及不同初級測量信號的平均值的相減,可以與測量通道的干擾無關(guān)地確定所尋找的推導(dǎo)出的次級參量,特別地是質(zhì)量流。測量通道和驅(qū)動通道的復(fù)用使得既可以將測量通道和激勵通道相互平衡又可以無干擾地確定次級參量。通道的平衡應(yīng)當理解為,如此影響這些通道,使得這些通道具有相同的傳輸行為,也就是導(dǎo)致相同的測量值,而與從絕對上來看是否存在(由于該平衡而相同的)測量誤差無關(guān)。如果補償值的確定基于從不同的相平衡的測量通道獲得的值的差形成和/或商形成,則這些測量誤差無論如何都不再起作用。優(yōu)選地,前面所描述的方法與具有至少三個測量通道的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備相關(guān)聯(lián)地被使用。于是總是有兩個測量通道可供實際的測量使用,而分別剩下的測量通道可以被識別。這樣獲得的冗余尤其是還有利于滿足SIL安全要求級別。附圖說明具體地現(xiàn)在存在構(gòu)成和改進用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的本發(fā)明方法以及本發(fā)明科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的不同可能性。為此參見置于權(quán)利要求1和11之后的權(quán)利要求并且參見結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描述。在附圖中:圖1示出本發(fā)明科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的示意圖以闡述用于運行科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的本發(fā)明方法,圖2示出本發(fā)明科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備的另一示意圖,圖3示出所識別的測量通道的振幅特性和相位特性、校正環(huán)節(jié)的頻率特性和測量通道的經(jīng)過校正的頻率特性,以及圖4示出用于闡述測量通道在頻域中的傳輸行為的校正的框圖。具體實施方式在圖1和2中首先完全示意性地示出科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1,其具有可由介質(zhì)流過的測量管(未示出)和兩個振動發(fā)生器2a,2b以及第一振動接收器3a和第二振動接收器3b(圖1)。振動發(fā)生器2a,2b例如通過具有永久磁鐵的可通電線圈形成,從而在對線圈加載電流時對測量管施加力。此外科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1具有控制和分析單元4,其中通過控制和分析單元4產(chǎn)生激勵信號,這些激勵信號分別經(jīng)由激勵通道Cha1,Cha2輸送給相應(yīng)的振動發(fā)生器2a,2b??刂坪头治鰡卧?此外還經(jīng)由第一測量通道Ch1從第一振動接收器3a接收第一感興趣的初級測量信號,并且此外控制和分析單元4經(jīng)由至少一個第二測量通道Ch2從第二振動接收器3b接收第二感興趣的初級測量信號。感興趣的初級測量信號在此是由振動接收器3a,3b檢測的測量管運動的速度信號。在圖1中所示的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1的部件當前這樣運行,使得控制和分析單元4間接地從經(jīng)由測量通道Ch1,Ch2傳輸?shù)某跫墱y量信號以比例方式計算質(zhì)量流量形式的推導(dǎo)出的次級參量,其中感興趣的初級測量信號交替地經(jīng)由不同的測量通道Ch1,Ch2被輸送給控制和分析單元4。然后從經(jīng)由不同的測量通道Ch1,Ch2獲得的、所傳輸?shù)某跫墱y量信號的不同值和計算所傳輸?shù)某跫墱y量信號的補償值。在此表示經(jīng)由測量通道Chn獲得和測量的、感興趣的初級測量信號的值。于是所計算的補償值被用作用于計算推導(dǎo)出的次級參量,當前是質(zhì)量流量的基礎(chǔ)。控制和分析單元4在當前情況下是數(shù)字信號處理器(DSP),其中不同的、處理信號的功能單元被集成在一個組件中。顯然還可以選擇分立的、根據(jù)硬件的結(jié)構(gòu),在本發(fā)明的情況下這并不重要。測量通道Ch1,Ch2的短期、中期和/或長期變化的傳輸行為對于測量精度的問題在根據(jù)方程式觀察測量路段的情況下變得明顯。測量通道的傳輸行為變化的原因例如可能在于溫度依賴性,通過所采用的部件的老化過程或者通過傳輸行為的頻率依賴性引起。在圖1所示的實施例中,測量管在位置a和b處的速度經(jīng)由兩個電磁傳感器形式的振動接收器3a,3b檢測,并且借助測量通道Ch1和Ch2利用傳遞函數(shù)和來測量。振動接收器3a,3b將所檢測的運動—感興趣的初級測量信號—變形為相應(yīng)的電壓。因此針對測量路段的確定方程式如下所示:方程式1在此:表示速度傳感器形式的振動接收器3a,3b在測量管位置a和b處的傳遞函數(shù),表示測量通道Ch1和Ch2的傳遞函數(shù),表示測量管在位置a和b處的復(fù)速度,表示振動接收器3a,3b的復(fù)電壓,表示測量管的經(jīng)由測量通道測量的速度Va,Vb的復(fù)值,表示激勵的角頻率。在當前的情況下,以與測量管的第一本質(zhì)形式的固有諧振角頻率相應(yīng)的頻率激勵測量管。于是在對測量管通電的情況下,自動以第二本質(zhì)形式出現(xiàn)測量管的振動,其中測量管的入口側(cè)振動和出口側(cè)振動依據(jù)質(zhì)量流量而相互有相移,并且在入口側(cè)和出口側(cè)所檢測的振動之間的相移或時間延遲是用于質(zhì)量流量的直接度量。測量管的入口側(cè)和出口側(cè)振動之間的相位差在復(fù)速度的情況下可以表示為這些復(fù)值參量的差??偟膩碚f,在當前的情況下通過以下關(guān)聯(lián)以比例方式來計算質(zhì)量流:方程式2在此是測量管振動的第一本質(zhì)形式的速度,并且是測量管振動的第二本質(zhì)形式的速度。該計算因此是比例方式的,因為感興趣的初級測量信號之差除以感興趣的初級測量信號之和,感興趣的初級測量信號在經(jīng)由測量通道Ch1,Ch2傳輸時遭受相同的影響。完全具體地,用于確定質(zhì)量流量的函數(shù)可以如下來實現(xiàn),但是在細節(jié)上它并不重要:其中第一本質(zhì)形式的速度,第二本質(zhì)形式的速度,實部和虛部,正常模式中的科里奧利系數(shù),測量管的第二本質(zhì)形式的傳遞函數(shù),以及測量管半部的與速度成比例的耦合的系數(shù)。隨后為了提高一目了然性忽略復(fù)自變量jω。首先進行的觀察針對以下情況敘述測量,即兩個速度信號中的每一個經(jīng)由兩個無關(guān)的測量通道中的總是同一個來確定,如這也由現(xiàn)有技術(shù)已知;接著首先本發(fā)明所基于的問題變得明顯。首先在方程式2中感興趣的初級測量信號—在測量管的位置a和b處的實際測量管速度—被所測量的參量所代替,這導(dǎo)致:方程式3簡化地、但是不限制一般性地假定,兩個速度傳感器3a,3b的傳遞函數(shù)是相同的,也就是這些傳遞函數(shù)相互平衡,這可以通過選擇性地選擇振動接收器(線圈和磁鐵)來實現(xiàn)。由此成立的是:方程式4此外,當兩個測量通道Ch1,Ch2的傳輸行為彼此相差時成立的是:通過使用方程式4中的該關(guān)聯(lián),導(dǎo)致:方程式5由于測量通道的傳遞函數(shù)的偏差小于測量通道的傳遞函數(shù)的相同部分,因此成立的是:方程式6由此可以用下式來近似描述方程式5:方程式7從上述觀察中得出,測量的精度直接取決于測量通道的傳輸行為的相對偏差,其中根據(jù)經(jīng)驗成立的是:從而開頭所提到的所希望的精度不能容易地實現(xiàn)。這個問題通過本發(fā)明的和下面描述的方法解決?;舅枷胧紫仍谟冢?jīng)由無關(guān)的測量通道Ch1,Ch2檢測感興趣的初級測量信號。在圖1中所示的實施例中,為了抑制測量通道Ch1,Ch2對測量的影響交錯地經(jīng)由兩個測量通道Ch1,Ch2來測量感興趣的初級測量信號,從而在預(yù)定義的時間內(nèi)速度信號經(jīng)由測量通道Ch1測量,并接著經(jīng)由測量通道Ch2測量。完全一樣地對待速度信號,其中優(yōu)選針對兩個測量通道Ch1,Ch2的測量持續(xù)時間被選擇得相同。然后考慮這樣獲得的不同的值用于計算補償值當前也就是通過形成算術(shù)平均值來計算。于是對于第一感興趣的初級測量信號,也就是速度信號,測量方程式(方程式8)如下:方程式8相應(yīng)的適用于第二感興趣的初級測量信號,也就是速度信號方程式9:方程式9如果現(xiàn)在利用這些補償值根據(jù)方程式2計算質(zhì)量流,則得到:在若干變形之后最后導(dǎo)致:如果又認為兩個振動接收器3a,3b的傳遞函數(shù)通過選擇性地選擇傳感器元件(線圈和磁鐵)來得到相互平衡,也就是相同,則得出:方程式10由于簡化的該可能性,在所示出的實施例中第一振動接收器3a和第二振動接收器3b這樣來實施,即它們具有相同的機械和電傳輸行為,從而所述平衡通過選擇就已經(jīng)引起。由以下關(guān)聯(lián):方程式11方程式12和方程式13由方程式10得出:方程式14由于測量通道Ch1,Ch2的傳遞函數(shù)的共同部分大于測量通道的傳遞函數(shù)的偏差,因此成立的是:因此在考慮該關(guān)聯(lián)的條件下,由方程式14得到:方程式15針對感興趣的初級測量信號交錯地使用測量通道的結(jié)果(方程式15)與嚴格使用僅僅一個測量通道的結(jié)果之比較表明,通過相偏差的測量通道傳遞函數(shù)引起的誤差被顯著減小,也就是被減小倍(reduziertistumdenFaktor)。當速度信號在兩個交錯的測量周期1和2期間的變化相同或者這些變化根本就非常小時,也就是如果成立,則導(dǎo)致完全與測量通道的傳輸行為無關(guān)的質(zhì)量流量測量:方程式16從而基于測量參量的質(zhì)量流量實際上與在使用未受測量通道影響的和感興趣的初級測量信號的情況下確定的質(zhì)量流量相應(yīng);于是成立的是:測量通道的切換在圖1中以及也在圖2中通過復(fù)用裝置10來實現(xiàn),該復(fù)用裝置允許經(jīng)由不同的測量通道Ch1,Ch2來引導(dǎo)感興趣的初級測量信號。在根據(jù)圖1的實施例中,復(fù)用裝置10由多個單獨的復(fù)用器10a,10b,10c,10d組成。測量周期在圖1和2中所示的利用復(fù)用器的實現(xiàn)情況下通過相應(yīng)的復(fù)用器循環(huán)給定,并且在當前情況下在毫秒范圍內(nèi)選擇。由此保證等待復(fù)用器通道的起振時間并且測量不由于復(fù)用器通道的動態(tài)開關(guān)特性而失真。等待時間在當前情況下通過以下方式來實現(xiàn),即直接在切換之后不考慮預(yù)定數(shù)量的采樣的測量值。由方程式15得知,如果速度信號形式的感興趣的初級測量信號在兩個交錯的測量周期期間的動態(tài)性由過程決定地是大的(參見確定方程式15中的第二項),則可能形成測量安全性。為了也能對付這樣的動態(tài)變化,此外還規(guī)定識別測量通道Ch1,Ch2的傳遞函數(shù),也即其方式是直接用至少一個已知的參考信號來對測量通道Ch1,Ch2加載,和檢測所加載的測量通道Ch1,CH2的測量通道響應(yīng)信號,并且借助已知的參考信號和借助所檢測的測量通道響應(yīng)信號識別測量通道的傳遞函數(shù)。于是,測量通道Ch1,Ch2的傳遞函數(shù)的識別使得可以對測量通道的實際傳輸行為進行校正。在所示的實施例中,同樣地對待激勵通道的傳遞函數(shù)。因此參考信號是已知的,因為它們由控制和分析單元4生成和輸出。作為參考信號例如可以使用該當前的驅(qū)動信號或多個驅(qū)動信號,其實際上具有保持相同的頻率和振幅。當事先存在關(guān)于通道傳輸行為的足夠知識時,由此獲得的信息對于識別來說可能是足夠的。測量通道Ch1,Ch2的傳輸行為以及激勵通道Cha1,Cha2的傳遞函數(shù)的識別當前通過利用正弦形參考信號在改變頻率和振幅的條件下激勵測量通道或激勵通道來進行,從而測量通道Ch1,Ch2和激勵通道Cha1,Cha2的頻率特性可以被確定。下面以測量通道Ch1為例闡述測量通道的識別和校正。在識別的情況下,基于下面以頻率f作為參數(shù)的測量通道Ch1的傳遞函數(shù):在此參照圖1測量通道Ch1的傳遞函數(shù)由復(fù)用器10a、測量放大器11a和A/D轉(zhuǎn)換器12a的子傳遞函數(shù)組成。是在D/A轉(zhuǎn)換器13a的輸出端處的參考電壓并且假定為已知的,從而在絕對識別驅(qū)動通道和測量通道的情況下維持D/A轉(zhuǎn)換器的傳遞函數(shù)的不確定性,但是在驅(qū)動通道和測量通道相互平衡的情況下所述不確定性變得失效。在圖3a中示出測量通道Ch1的所測量的振幅特性、校正器振幅特性和經(jīng)校正的振幅特性,并且在圖3b中示出測量通道Ch1的所測量的相位特性、校正器相位特性和經(jīng)校正的相位特性??梢匀菀椎乜闯?,通過所進行的校正,測量通道Ch1的傳輸行為實際上已被中性化,該測量通道既不導(dǎo)致測量信號的數(shù)值上的變化也不導(dǎo)致測量信號的相位變化。該校正在所示的實施例中在頻域中執(zhí)行并且在圖4中借助方框簡圖示意性地說明。在框中,測量通道Chx的振幅特性被存放為解析函數(shù),當前作為頻率的三階多項式。在其它實施例中,測量通道CH1的振幅特性被作為表格來存儲。在框中,相應(yīng)地存放測量通道Chx的相位特性。在接下來的框中,對于當前的激勵頻率的頻率特性求逆,并且形成由該求逆得出的相位的余弦和正弦函數(shù)。由此借助求逆的振幅特性計算兩個校正因子,分別一個針對實部并且一個針對虛部,并且利用這些校正因子對測量通道Chx的當前測量的實部和當前測量的虛部進行校正。該校正或平衡可以相應(yīng)地針對所有激勵通道和測量通道來執(zhí)行。在當前的情況下通過以下多項式來描述振幅特性:。經(jīng)校正的振幅在特定頻率f的情況下由所測量的振幅與之商得出。此外在當前的情況下通過以下多項式來描述相位特性:其中經(jīng)校正的相位由所測量的相位與之差得出。下面示范性地針對激勵通道Cha2闡述激勵通道Cha1,Cha2的識別和校正或平衡。激勵通道Cha2由以下傳遞函數(shù)組成(圖1):D/A轉(zhuǎn)換器13a的傳遞函數(shù),功率放大器14的傳遞函數(shù),驅(qū)動線圈2a的傳遞函數(shù),用于驅(qū)動電流的測量電阻15的傳遞函數(shù),以及用于測量驅(qū)動線圈上的電壓的分壓器16的傳遞函數(shù)。假定通過驅(qū)動線圈2a的電流經(jīng)由精密電阻15上的電壓降來測量,從而傳遞函數(shù)可以被描述為P環(huán)節(jié),該P環(huán)節(jié)的比例因子是已知的。這意味著:。此外假定,驅(qū)動線圈2a—振動發(fā)生器2a—上的電壓經(jīng)由精密分壓器16來測量,該精密分壓器16的傳遞函數(shù)同樣具有P行為并且其放大因子是已知的。因此成立的是:。由此激勵通道Gha2的識別簡化成傳遞函數(shù)和的識別。為了確定這些傳遞函數(shù),根據(jù)圖1可以列出以下關(guān)系:復(fù)參量是在D/A轉(zhuǎn)換器13a的輸入端處的、經(jīng)由DSP(數(shù)字信號處理器)形式的控制和分析單元4生成的已知值,并且復(fù)參量是在控制和分析單元4的測量輸入端處的、測量并由此已知的復(fù)值。在上述方程式的若干變形之后得到下式,其中自變量f出于一目了然性原因又被忽略:由此功率放大器14的傳遞函數(shù)以及驅(qū)動線圈形式的振動發(fā)生器2a的傳遞函數(shù)可以得到確定。激勵通道Cha1,Cha2的識別當前既可以在實際測量運行之前又可以在質(zhì)量流量設(shè)備1的使用期間執(zhí)行。在此,激勵通道Cha1,Cha2的傳遞函數(shù)的識別和校正在測量運行之前執(zhí)行。于是在運行中相應(yīng)地僅測量和校正在離散頻率的情況下激勵通道Cha1,Cha2的傳遞函數(shù)的變化。在其它實現(xiàn)的情況下,在離散頻率的情況下測量激勵通道在測量運行期間的變化并且識別例如驅(qū)動線圈2a,2b的電阻的預(yù)定參數(shù)。然后將它們與預(yù)定極限值進行比較,并且在超出或低于極限值的情況下引入預(yù)定的措施。屬于這些措施例如有激勵通道Cha1,Cha2的重新識別和校正和/或誤差通知。激勵通道Cha1,Cha2的頻率特性的檢測以及傳輸行為的校正或其平衡根據(jù)在測量通道Ch1,Ch2情況下闡述的做法進行。激勵通道Cha1,Cha2的識別可以用不同的頻率來進行,這些頻率也不與激勵頻率一致。激勵通道Cha1,Cha2的識別用于對激勵通道Cha1,Cha2的影響進行補償。由此一方面可以與激勵通道Cha1,Cha2的特性無關(guān)地確定測量管的參數(shù),并且另一方面可以準確地駛近優(yōu)選的工作點并保持所述優(yōu)選的工作點。工作點的精確調(diào)整例如對于用科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備執(zhí)行的密度測量的精度和對于在流量測量時獲得良好的信噪比是有利的。最后在圖2中示意性地示出用于執(zhí)行上述方法的另一科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1,其中科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1又具有可由介質(zhì)流過的測量管、振動發(fā)生器、第一振動接收器、第二振動接收器和控制和分析單元4,以及有(n+r)個輸入端和m個輸出端的復(fù)用裝置10,其中可以用n個初級信號對復(fù)用裝置10的n個輸入端加載,和可以用r個參考信號對復(fù)用裝置10的r個輸入端加載,其中m>1,n>1和r>1成立,并且其中復(fù)用裝置的m個輸出端直接或間接經(jīng)由濾波器裝置20與控制和分析單元4的輸入端連接,以及其中控制和分析單元4完全具體地被設(shè)立和編程為使得在運行中執(zhí)行前面闡述的方法。復(fù)用裝置10的使用允許實現(xiàn)多個(未在圖2中詳細示出,但是在圖1中已經(jīng)示出和闡述的)測量通道(Ch1,Ch2,Chn),這些測量通道由于復(fù)用裝置10的功能而可以被切換。在根據(jù)圖1的科里奧利質(zhì)量流量測量設(shè)備1中,復(fù)用裝置1由多個單獨的復(fù)用器10a,10b,10c,10d實現(xiàn),從而為了一方面實現(xiàn)測量通道Ch1,Ch2,Chn和為了實現(xiàn)激勵通道Cha1,Cha2,Chan而設(shè)置單獨的復(fù)用器,這使得可以在不同強烈的和不同有噪聲(verrauscht)的信號之間實現(xiàn)干凈的分離。
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