專利名稱：監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能的方法。
技術背景在工業(yè)測量技術中，為了測量體積流量而釆用磁感應流量測量傳 感器。對稍微具有導電性的測量介質中，為了測量其體積流量，將該介 質引導穿過測量管，該介質基本上由垂直于管軸線的磁場貫穿。磁場 通常由兩個彼此相對放置的線圈產生，測量管分布于兩個線圈之間。 垂直于磁場運動的載流子感應出垂直于穿流方向的電壓，可經電極檢 測到該電壓。對此，兩個彼此相對的電極例如以如下方式安置于測量 管的兩側，即兩個電極間虛擬的連接線垂直于線圈間的虛擬連接線。 電極與介質或者為電容耦合或者為電流耦合。感應電壓與經過測量管 橫截面的介質平均流動速度成比例，因而也就與體積流量成比例。在磁感應流量測量中，可能會出現(xiàn)干擾。該干擾又引起產生例如 非理想的磁場、例如通過腐蝕或者振動引起線圈內的匝間短路，或者 又引起產生其他干擾場。因此為了能夠識別相應干擾，最好是實施功能監(jiān)控。在US-A 6,763,729中，例如結合線圈極性變化而監(jiān)控線圈內電流 的增加，并與特征分布進行比較。在EP-A 1275940中描述了一種方法，在該方法中通過分開激勵兩
個線圈而產生暫時的，有意識不均勻的磁場。該方法通過電極檢測的， 由該磁場產生的感應電壓而實現(xiàn)監(jiān)控。但是只有在測量管內存在電導 性介質時，才采用這種形式來監(jiān)控。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的為，提供一種監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能 的方法，該方法能夠實現(xiàn)有針對性地監(jiān)控磁場的產生。
于是，本發(fā)明在于監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能的方法，該流 量測量傳感器具有-一測量管，
一磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器包括至少兩個線圈，
一一所述兩個線圈用于在測量操作中產生貫穿測量管的磁場，
一一所述兩個線圈此外還用于功能監(jiān)控，其中
一在功能監(jiān)控中
一一至少一個線圈用于發(fā)生器，
---該發(fā)生器產生時變磁場，該磁場貫穿其他線圈的至少一個
線圈，
一一其他線圈中的至少一個作為接收器，經過該接收器可以導出 接收信號，該接收信號由時變磁場而感生，并且
一流量測量傳感器的功能被依據接收信號而監(jiān)控。
根據一構造，將至少一個預定的線圈用作發(fā)生器并將至少另一個 預定線圈用作接收器。
根據另一構造，將至少一個線圈不僅僅用作發(fā)生器在另一時刻也 用作接收器。
根據本方法的一完善，在功能監(jiān)控中，時變電流流過發(fā)生器，由 此而導出接收器內感生的接收信號，并將電流時間分布與接收信號時
間分布進行對比。
根據本方法的另一完善，在功能監(jiān)控中，預知的時變電流流過發(fā) 生器，由此而導出接收器內感生的接收信號，并將該接收信號時間分 布與參考信號時間分布進行對比。
根據本方法的另一完善，根據功能監(jiān)控而導出狀態(tài)信號，可將該 狀態(tài)信號現(xiàn)場提供給用戶和/或上位單元。
根據一優(yōu)選安排，接收信號為經過接收器而下降的感應電壓。
此外，本發(fā)明還以磁感應流量測量傳感器為內容，具有， 一測量管，
一磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器包括至少兩個線圈，
一一所述兩個線圈用于在測量操作中產生貫穿測量管的磁場，
一一電路，該電路連接于線圈，用于功能監(jiān)控，
---所述電路包括發(fā)生器電路，在功能監(jiān)控中，該電路使時變
電流流過至少一個線圈，由該電流產生可變化磁場，該磁場貫穿其他 線圈中的至少一個線圈，并且
---所述電路還包括接收電路，該接收電路接收在另一線圈感
生的接收信號，以及
一監(jiān)控單元，該監(jiān)控單元用于依據接收信號而監(jiān)控流量測量傳感 器的功能。
根據本方法的一完善，磁感應流量測量傳感器包括至少一個線圈， 將該線圈分配給一電路，該電路在測量操作中，用于產生磁場且在功 能監(jiān)控中用作發(fā)生器電路。
根據所述上一完善的進一步完善，在測量操作中將這些線圈串聯(lián) 且由唯一的電路供電。在功能監(jiān)控中，發(fā)生器由該電路供電，但是接收器與該電路電分離。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，即使在測量管內不存在介質，也可以進 行功能監(jiān)控。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，如果在功能監(jiān)控中，根據流過發(fā)生器 的電流和由該電流在接收器內感生的電壓而安排功能監(jiān)控，則功能監(jiān) 控將最大程度地獨立于溫度和測量管內的介質。


現(xiàn)根據附圖和附圖中顯示的兩個實施例對本發(fā)明和其他優(yōu)點進行 詳述；相同部分在附圖中使用了相同的標識。圖1以框圖形式示意性部分顯示了根據本發(fā)明的磁感應流量測量 傳感器的結構；圖2顯示了 H-電路； 圖3顯示了T-電路；圖4顯示了測量操作中流過線圈的電流分布圖； 圖5顯示了接收器電路；圖6顯示了流過激發(fā)器的鋸齒型分布的電流和所屬的在接收器內 感生電壓的分布；圖7顯示了流過激發(fā)器的電流分布，該分布包括線性上升和隨后 的線性下降以及所屬接收器內感生電壓的分布；圖8顯示了流過激發(fā)器的電流的正弦分布和所屬接收器內感生電 壓的分布；圖9顯示了具有圖4的流過激發(fā)器電流的分布和所屬接收器內感 生電壓的分布；和圖IO顯示了包括兩個線圈的電路系統(tǒng)。
具體實施例方式
圖1以框圖形式示意性部分顯示了根據本發(fā)明的磁感應流量測量 傳感器的結構，其用于測量至少稍微導電的流動介質的體積流量。其 包括在運轉中由介質流過的測量管1。
此外提供磁場發(fā)生器，用于在測量操作中產生貫穿測量管1的磁 場。該磁場發(fā)生器包括至少兩個線圈3， 5。例如無芯勵磁線圈或者軟 芯勵磁線圈為合適的線圈。在圖1顯示的實施例中提供了兩個彼此相
對放置于測量管1兩側的線圈3， 5。也可采用用于產生磁場的線圈系
統(tǒng)，在該系統(tǒng)中在測量管l的周圍配置多于兩個的線圈。
垂直于磁場運動的載流子感生出垂直于其穿流方向的電壓。在顯
示的實施例中提供了兩個電極7， 9，該兩個電極彼此相對配置于測量 管1兩側，配置方式為兩個電極7， 9間的虛擬連接線垂直于線圈3， 5 間的虛擬連接線。電極7， 9與介質或者為電容耦合或者為電流耦合。 感應電壓與經過測量管1橫截面的介質平均流動速度成比例，因而也 就與體積流量成比例。其中為了避免感應電壓的短接，測量管1與介 質的接觸區(qū)域或者由非導電材料做成或者帶有絕緣層。
電極7與差動放大器11的同相端連接且電極9與差動放大器11 的反相端連接。從電極7， 9檢測到的壓差與由磁場感生的電壓成比例。 差動放大器11的輸出端與分析單元13連接，在測量操作中，該分析 單元由引導至自身的信號而確定流量，該信號再現(xiàn)了感應電壓并且能 夠后續(xù)顯示，分析和/或處理。
在測量操作中，為了使由線圈3， 5產生的磁場均勻貫穿測量管1， 在測量操作中線圈3， 5例如以彼此一樣的電向驅動，以使相同電流流 過兩個線圈3， 5。電流由電路15生成并且優(yōu)選調節(jié)到恒定電流值，例 如85mA。優(yōu)選地周期性改變電流方向，尤其借此可以盡可能地補償電 極7, 9的電化學干擾電壓。
圖l顯示的實施例中，為每一線圈3， 5提供了自己的電路15。替
代地也可以將兩個線圈3， 5串聯(lián)并由唯一的電路15供電。這樣的優(yōu) 點為，只需一個電路15并且兩個線圈3， 5自動由相同的電流流過。 同步化在此就成為了多余。
流過線圈3，5的電流和該電流引起的從屬磁場可以由多個電路15 或者一個電路15對流過線圈3， 5的電流進行調節(jié)而生成。同樣，可 以通過相應布線而調節(jié)施加到線圈3， 5的電壓。這兩種情況是等效的。 例如如EP-A1 0969 268所述的，這種電路15可以為所謂的H-電路和 所謂的T-電路。
圖2顯示了這種電路15的第一實施例的方塊電路圖。該電路包括 電橋19，該電橋構成H-電路。在第一橋臂內有第一晶體管21的控制 電流通路，在第二橋臂內有第二晶體管23的控制電流通路，在第三橋 臂內有第三晶體管25的控制電流通路，在第四橋臂內有第四晶體管27 的控制電流通路。由該結構而得出H-電路的4個節(jié)點19a， 19b， 19c， 19d。晶體管21， 23由19c連接，晶體管23， 27由19b連接，晶體管 25， 27由19d連接，晶體管21， 25由19a連接。第一電橋對角線位于 19a和19b之間，第二電橋對角線位于19c和19d之間。線圈系統(tǒng)17 位于第二電橋對角線上，也就是說，線圈系統(tǒng)17的第一連接端連接于 節(jié)點19c，第二連接端連接于19d。
在測量操作中，或者將第一和第四晶體管21， 27控制同時導電或 者將第二和第三晶體管23， 25控制同時導電。由此在第一種情況中(第 一和第四晶體管21， 27導電)，從節(jié)點19a到節(jié)點19b的電流以實線 所示箭頭方向流過線圈系統(tǒng)17。相反地，如果將第二和第三晶體管23， 25控制同時導電，則相同電流以反方向流過線圈系統(tǒng)17，如圖以虛線 所示的方向。
節(jié)點19b經過電阻29鄰接于電路零點SN。電阻29與H-電路構
成串聯(lián)電路并且線圈電流流過該電阻。H-電路由受控電源31供電，該電源包括電壓輸出端31C并且電壓由串聯(lián)電路，也就是節(jié)點19a和電路零點SN間的電壓確定，此處假設 為正電壓。受控電源31由電網經過兩個連接31a， 31b供電。該電源經 過輸出端31d鄰接于電路零點SN。輸出端31c的電壓經過二極管33 的陰陽極間隙連接于節(jié)點19a。電容35將二極管33和節(jié)點19a引導至 電路零點35，該電容容量為C。由控制器37激勵晶體管21， 23， 25， 27，該控制器通過相應的控 制輸出與晶體管21， 23， 25， 27的控制輸入連接。例如適當編程的微 處理器適合作為控制器37。圖3顯示了這種電路15的另一實施例的方塊電路圖。此處為T-電路，該電路具有線圈系統(tǒng)17，該線圈系統(tǒng)具有第一和第二連接端39， 41以及第一和第二晶體管43， 45。其中兩個晶體管43， 45與線圈系 統(tǒng)17構成了T字，其中兩個晶體管43， 45構成了T字的橫梁，線圈 系統(tǒng)17構成了T字的軀干。線圈系統(tǒng)17經過串聯(lián)的電阻47連接于電路零點SN。其中線圈系 統(tǒng)17通過其第一連接端39連接于電阻47。正如圖2所示的實施例，電路15由連接于電網的可控電源49供 電。該受控電源49經連接端49a， 49b由電網供電，并經過輸出端49c 連接于電路零點SN。受控電源49包括一個正電壓輸出端49d，該輸出端經過二極管51 的陰陽極間隙鄰接于第一開關晶體管43電流路徑的第一連接端。第一 開關晶體管43電流路徑的第二連接端與線圈系統(tǒng)的第二連接端41連 接。
受控電源49還包括一個負電壓輸出端49e，該負電壓輸出端經過 二極管53的陰陽極間隙鄰接于第一開關晶體管45電流路徑的第一連 接端。第一開關晶體管45電流路徑的第二連接端與線圈系統(tǒng)17的第 二連接端41連接。
在測量操作中，優(yōu)選地將第一晶體管43和第二晶體管45控制為 交替導電，所以流過線圈系統(tǒng)17的電流交替改變方向，如圖3中兩個 箭頭所示。
控制器55激勵晶體管43， 45，該控制器通過相應的控制輸出端與 晶體管43， 45的控制輸入端連接。例如經過適當編程的微處理器適合 作為控制器55。
在所述兩個電路15的實施例中，線圈電流流過與線圈系統(tǒng)17串 聯(lián)的電阻29， 47?？捎呻S后電阻29， 47處的壓降而導出流過線圈系統(tǒng) 17的電流。此外在兩種情況中，在電阻29或電阻47上都提供了分接 點57，該分接點經過測量電路59與控制器37或55連接。
根據本發(fā)明而實施了功能監(jiān)控的方法，其中將線圈3， 5中的至少 一個用作發(fā)生器，該發(fā)生器產生時變磁場。該時變磁場貫穿至少另一 個作為接收器的線圈5， 3。經過該接收器可以導出接收信號，該接收 信號由時變磁場而感生，并依據該接收信號而監(jiān)控流量測量傳感器的 功能。
本發(fā)明的磁感應流量測量傳感器包括連接于線圈3， 5的電路，將 該電路用于功能監(jiān)控。
該電路包括發(fā)生器電路，在功能監(jiān)控中，該發(fā)生器電路使時變電 流流過線圈3， 5中的至少一個。
發(fā)生器電路可以為獨立的電路，可將該電路置于功能測量操作中 電路15的位置。但是這里優(yōu)選采用了相同的電路15，在測量操作中該 電路也用于產生磁場。在圖l顯示的實施例中，提供了兩個線圈系統(tǒng)n，這兩個線圈系 統(tǒng)分別包括一個線圈3或線圈5。根據圖2和圖3所示實施例中的構造， 由所分配的電路15分開激勵兩個線圈3， 5。上位單元61使整個過程 同步，例如微控制器或者時鐘發(fā)生器。如上所述，在測量操作中，調節(jié)到恒定電流值的電流優(yōu)選地同步 流過兩個線圈3， 5，例如85mA的電流，其電流方向最好周期性改變。 圖4顯示了流過線圈3的第一電流I,和流過線圈5的第二電流12的時 間分布。功能監(jiān)控在測量操作以外進行。其中只有用作激勵器的線圈有源 工作，而用作接收器的線圈無源工作。在下述例子中，將線圈3用作發(fā)生器，將線圈5用作接收器。為了產生時變磁場，時變電流ir流過線圈3。只要這個電流^隨時間變化，則其時間分布開始為一任意分布。可由上述電路15產生這個電流Ila 同樣也可以其他方式產生該電流。對于本發(fā)明來說，該電流非恒定才 是重要的。每一變化的電流都會引起時變磁場，該磁場在接收器內引 起由磁場控制的感應。在用作發(fā)生器的線圈上施加時變電壓，也可以由此而產生時變電 流。但是應考慮，電流基本上直接控制磁場，而電壓與磁場間的物理 關系不僅僅依賴于溫度而且也依賴于測量管內的介質，因為溫度和介 質影響線圈的電性能。由于線圈的電感，可能在發(fā)生器所處的電壓與 所產生的電流或與所產生的磁場之間形成時間延遲。例如電流可以具有作為時間函數(shù)的鋸齒分布，該分布包括恒定上 升和/或恒定下降或者作為時間函數(shù)的正弦分布。同樣也可采用前述測 量操作中的分布。通過前述電流方向的周期性轉向，在轉向期間形成 了在時間上的變化，該變化在這個時間范圍內引起時變磁場。在圖2和圖3中顯示的電路15中，可通過控制器37，或55對晶 體管21， 23， 25， 27或43， 45進行相應激勵從而調整電流的時間分 布。時間分布由運行在控制器37或55內的過程控制而得出。此外該 分布可借助測量電路59而通過電阻29或47上的壓降而測量到。線圈3產生的時變磁場貫穿線圈5。作為接收器的線圈5無源運行， 也就是說該線圈在功能監(jiān)控期間不由連接的電路15供電。此外例如分 配給線圈5的電路15的所有晶體管21， 23, 25， 27或43， 45不能夠 導電接通。由于時變磁場，在用作接收器的線圈5內會出現(xiàn)感應。如 圖5所示，由連接于線圈5的接收電路63記錄相應感生的接收信號并 使其可繼續(xù)處理和/或分析。不僅感生電壓而且感生電流也適合作為接收信號。雖然在激勵器 側由電流決定磁場，但在接收器側由基本與磁場成正比的感生電壓決 定磁場，而感生電流不僅依賴于測量電路的結構也依賴于測量管1內 的溫度和介質?？紤]這方面的影響，電流作為接收信號用于功能監(jiān)控 也是合適的。優(yōu)選采用感生電壓作為接收信號。在圖5顯示的接收電路63中此外還包括電壓測量電路65。該電路 與線圈5并聯(lián)地連接于線圈5的兩端，并記錄經過線圈5下降的感生 電壓Uind。借助模數(shù)A/D轉換器將測量電路65的輸出信號數(shù)字化并引 導至監(jiān)控單元。分析單元13優(yōu)選地作為監(jiān)控單元。當然也可提供單獨 的單元。然而這樣呈現(xiàn)了為流量測量而提供的分析單元13的益處可根據第一方案實現(xiàn)功能檢測，其中將時變電壓或者時變電流施加到發(fā)生器，這里為線圈3，借助接收電路63將接收器內(線圈5)產生的時變感生電壓或者產生的感生電流引導出，并將兩個電壓或者 電流的分布進行對比。由于前述原因，優(yōu)選地將流過發(fā)生器的電流L分布與在接收器的感生電壓Uind的分布進行對比。在圖2和圖3所示的實施例中，流過發(fā)生器的電流^分布由運行在控制器37， 55內的程 序產生。該分布也可經電阻29或47借助測量電路59導出，電阻29 或者47與線圈3串聯(lián)并且線圈電流流過該電阻。這樣的優(yōu)點是，功能監(jiān)控基本上獨立于溫度和測量管1內的介質。 這兩個分布通過磁場可以彼此直接耦合。不存在干擾時，感生電壓Uw 的時間分布表現(xiàn)為電流I,分布根據時間的導數(shù)。圖6至圖9顯示了流過發(fā)生器電流h和在接收器處產生的感生電壓Uind的時間分布的四個顯著例子。在圖6顯示的例子中，流過激勵器的電流Ii具有鋸齒形分布。在電流Ii線性升高過程中的時間范圍內，這里為感生電壓Uind的接收信號為恒定且在電流Ii降到零的時間點具有負峰值。在圖7顯示的例子中，流過激勵器的電流L具有線性升高和隨后直接線性減低的分布。在電流L線性升高過程中，感生電壓Uw具有 恒定的正值。在電流h線性降低過程中，感生電壓Uind具有恒定的負 值。在圖8顯示的例子中，流過激勵器的電流I,具有正弦分布。相應的感生電壓Uind具有余弦分布。在圖9顯示的例子中，電流h具有如圖4的分布，該分布也可用于測量操作中。得到的感生電壓Uind在恒定電流流過的時間間隔內為 零且當電流方向轉向時總是具有顯著的峰值。在電流下降時，峰值電
壓為負；在電流升高時，峰值電壓為正。根據功能監(jiān)控的第一方案，前面己經講述如何確定流過激勵器的 電流L并將該電流引導至監(jiān)控單元，這里為分析單元13。該分析單元 確定該電流對時間的導數(shù)。例如該導數(shù)幅值與期望的感生電壓Uind幅 值的匹配可以根據換算表或者由換算表導出的換算規(guī)則而實現(xiàn)，該換 算表由參考測量而決定。分析單元13也同樣可以實現(xiàn)該匹配。由此而 得出期望感生電壓的分布和幅值。由監(jiān)控單元實現(xiàn)期望感生電壓分布與實際獲得的接收信號分布的 對比。如果只確定了期望感生電壓的分布，則可以通過計算而實現(xiàn)所 述對比，例如計算額定期望感生電壓與額定接收信號的最小差值平方。 由上述而得出偏差的數(shù)量標準。如果額外執(zhí)行了幅值的匹配，則可以 直接采集到期望分布與接收信號實際分布間數(shù)量化的偏差。如果該偏差超過給定的允許閾值，則功能監(jiān)控輸出誤差功能，該 功能例如以出錯信息而顯示，引起報警，輸出干擾信息，和/或使流量 測量傳感器產生有關安全的輸出信號。此外還可執(zhí)行接收信號的分析。例如依據期望和實際接收信號的 差，而推斷當前存在的誤差源。這里優(yōu)選引入了具體誤差源的典型作 用，其中的幾個以實施例形式而加以說明。一可能的誤差源為強干擾場。該干擾場引起磁性相關材料的飽和。 這樣會使接收信號幅值明顯降低。將接收信號進行分析后而沒有得出 可測的幅值變化，則可以反向推導而認為干擾場不具有明顯的影響。另一誤差源為線圈內的匝間短路。匝間短路在所述線圈中會引起 改變的幅值比，該幅值比在發(fā)送側可依據電流Ii的幅值而識別或者在 接收側可依據接收信號的幅值而識別。 腐蝕會改變所含材料的磁特性。由此也同樣會導致幅值比的變化。又一誤差源為振動。如果存在機械不穩(wěn)定性，則振動總會產生誤 差。例如線圈部分松動的機械連接以及極腳與線圈鐵芯間的同樣松動 等機械不穩(wěn)定性，將會導致不穩(wěn)定的幅值比。也可實施進一步的分析。這些分析的優(yōu)點是可以準確導出用于顯 示的相應誤差消息或者誤差估計，并為用戶提供誤差修復的幫助。依據功能監(jiān)控而優(yōu)選導出狀態(tài)消息，通過測量傳感器上的顯示器 67和/或通過連接于測量管傳感器的上位單元69將該狀態(tài)消息現(xiàn)場提供給用戶。例如這樣的上位單元69可以為通過總線連接而連接的過程控制中心，可編程控制器或者其他中央或者非中央控制單元。根據第二方案，在功能監(jiān)控中，時變電流ir流過激勵器，該激勵器的分布是給定的。與第一方案的區(qū)別為，并非每次都將流過激勵器 的電流導出并引導至監(jiān)控單元，而是給定該電流，例如通過配置于激勵器的電路15所作的相應過程控制而給定該電流。優(yōu)點是，不必在每一過程中重新確定期望感生接收信號。而是可以通過例如工廠內的測 試過程而確定相當于該期望接收信號的參考信號，并將該參考信號存 儲于測量傳感器內。在功能監(jiān)控中，則將實際獲得的接收信號與參考 信號進行比較。.在前述實施例中，將至少一個預定的線圈(這里是線圈3)用作發(fā) 生器，并將至少一個另外的預定線圈(這里是線圈5)用作接收器。或 者，可以將一個線圈既用作發(fā)生器也在另一時刻用作接收器。相應地， 在如圖l所示實施例中，兩個線圈3和5具有接收電路63且兩個電路 15以及兩個接收電路63與監(jiān)控單元連接，這里為分析單元13，所以 該分析單元13不僅可供分別流過線圈3或者5的電流使用，而且也可
供分別導出的感生接收信號使用。在所示實施例中只提供了兩個線圈3， 5。采用多于兩個線圈的磁 感應流量計的功能監(jiān)控也完全類似，其中有針對地將一個線圈用作激 勵器，將另外線圈中的至少一個用作接收器。在測量操作中，如前所述，相同電流同向流過兩個線圈。在測量 操作中將這兩個線圈串聯(lián)并由唯一的電路15供電。在這種情況下，圖2和圖3所示的線圈系統(tǒng)17在測量操作中包括兩個串聯(lián)線圈71和73。如果所有線圈都由一唯一電路15供電，也可以實施功能監(jiān)控。但 是這樣必須確保在功能監(jiān)控中，至少一個線圈有源工作，其他線圈中 的至少一個無源工作。根據本發(fā)明，這些可由相應布線而實現(xiàn)，其中在測量操作中線圈串聯(lián)并由唯一的電路15供電，在功能監(jiān)控中，只有 發(fā)生器由唯一的電路15供電，該電路也被用作發(fā)生電路，而接收器與 該電路電分離。圖10顯示了正如可與圖2和圖3所示電路15結合使用的一種相 應電路系統(tǒng)。該電路系統(tǒng)包括線圈系統(tǒng)17，該線圈系統(tǒng)位于連接端39， 41之間或者節(jié)點19c， 19d之間。該線圈系統(tǒng)17包括兩個線圈71， 73。 在每一線圈71， 73的兩側都具有可控開關75， 77， 79， 81，經過該開 關可分別將中間的線圈71， 73連接入將連接端39, 41或者節(jié)點19c， 19d相連的縱向支路L內?？赏ㄟ^例如圖2和圖3顯示的控制器37或 者55的相應連接而激勵開關75， 77， 79， 81。如果將縱向支路L中的 兩個線圈71， 73接通，則它們?yōu)榇?lián)連接。為每一線圈71， 73提供 了可接通至各個線圈71、 73的并聯(lián)支路83， 85代替可控開關75， 77， 79， 81，通過該并聯(lián)支路可分別跨接各個線圈71或者73。在測量操作中，將縱向支路L中的兩個線圈71， 73接通。在功能 監(jiān)控中，相反只接通縱向支路L中線圈71， 73中的一個，而另一個則
由替代其接通的并聯(lián)支路83， 85跨接。在圖IO中通過箭頭表示開關位置。實線所示的開關位置表示，其 中線圈73位于縱向支路L內并由此而有源驅動而且跨接線圈71，因而 該線圈71無源驅動。虛線所示的開關位置表示，其中線圈71位于縱 向支路L內并由此而有源驅動而且跨接線圈73，因而該線圈73無源驅 動。在功能監(jiān)控中，如果將線圈中的一個(例如線圈71)總是用作發(fā) 生器，而將另一個(例如線圈73)總是用作接收器，當然可以放棄采 用可控開關和并聯(lián)支路，例如兩個開關75， 77和并聯(lián)開關S3。對于所有可采用相應布線作為接收器的線圈71， 73，提供了接收 電路87，其結構類似于圖5所示的接收電路63。其中每一線圈71， 73 連接于并聯(lián)的測量電路65，該測量電路記錄經過各自線圈71， 73而下 降的感生電壓Uind。測量電路65的輸出信號通過模數(shù)轉換器A/D數(shù)字 化并被引導至分析單元13。在測量操作中，將線圈71， 73串聯(lián)，其中開關75， 77合入圖10 中虛線表示的開關位置且開關79， 81合入圖10中實線表示的開關位 置。
權利要求
1.一種用于監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能的方法，該流量測量傳感器具有-測量管(1)，-磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器包括至少兩個線圈(3，5，71，73)，--所述線圈用于在測量操作中產生貫穿測量管(1)的磁場，--所述線圈此外還用于功能監(jiān)控，其中-在功能監(jiān)控中--線圈(3，5，71，73)中的至少一個用作發(fā)生器，---該發(fā)生器產生時變磁場，該磁場貫穿其他線圈(3，5，71，73)中的至少一個，--這些其他線圈(3，5，71，73)中的至少一個用作接收器，經過該接收器可以導出由時變磁場而感生的接收信號，并且-流量測量傳感器的功能被依據接收信號而監(jiān)控。
2. 根據權利要求l所述的方法，其中將至少一個預定的線圈(3) 用作發(fā)生器并將至少另一個預定線圈(5)用作接收器。
3. 根據權利要求l所述的方法，其中將至少一個線圈(3， 5， 71， 73)不僅僅用作發(fā)生器而且在另一時刻也用作接收器。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中 一在功能監(jiān)控中，發(fā)生器由時變電流(1》流過， 一導出接收器內感生的接收信號，以及一將電流(1》的時間分布與接收信號的時間分布進行對比。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中 一在功能監(jiān)控中，發(fā)生器由預知的時變電流(1。流過， 一導出接收器內感生的接收信號，以及 —將該接收信號的時間分布與參考信號的時間分布進行對比。
6. 根據權利要求l所述的方法，其中根據功能監(jiān)控而導出狀態(tài)信 號，可將該狀態(tài)信號現(xiàn)場提供給現(xiàn)場用戶和/或上位單元。
7. 根據權利要求l所述的方法，其中接收信號為經過接收器而下 降的感應電壓(Uind)。
8. —種磁感應流量測量傳感器，具有，一測量管(1)，一磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器包括至少兩個線圈(3， 5， 71， 73),一一該線圈用于在測量操作中產生貫穿測量管(1)的磁場，一 —電路，該電路連接于線圈，用于功能監(jiān)控，---該電路包括發(fā)生器電路，在功能監(jiān)控中，該電路發(fā)生器使得至少一個線圈(3， 5， 71， 73)由時變電流(1。流過，由該電流產生可變 磁場，該磁場貫穿其他線圈中的至少一個線圈(3， 5， 71， 73)，并且---該電路還包括接收電路(63， 87)，該接收電路接收在另一線圈(3， 5， 71， 73)感生的接收信號，以及一監(jiān)控單元，該監(jiān)控單元用于依據接收信號而監(jiān)控流量測量傳感 器的功能。
9. 根據權利要求8的磁感應流量傳感器，包括至少一個線圈(3， 5, 71， 73)，將該線圈分配給一電路(15)，該電路在測量操作中用 于產生磁場且在功能監(jiān)控中用作發(fā)生器電路。
10. 根據權利要求9的磁感應流量傳感器，其中 一這些線圈(71， 73)在測量操作中串聯(lián)且由唯一的電路(15)供電，以及一在功能監(jiān)控中，發(fā)生器由該電路(15)供電，并且接收器與該 電路(15)電分離。
全文摘要
一種用于監(jiān)控磁感應流量測量傳感器功能的方法，具有測量管(1)和磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器具有至少兩個線圈(3，5，71，73)，在測量操作中，該線圈用于產生貫穿測量管(1)的磁場，本方法能夠有針對性地監(jiān)控磁場的產生，其中的線圈(3，5，71，73)此外也用于功能監(jiān)控，其中在功能監(jiān)控中，線圈(3，5，71，73)中的至少一個線圈用作發(fā)生器，該發(fā)生器產生時變磁場，該磁場貫穿至少一個其他線圈(3，5，71，73)，將其他線圈(3，5，71，73)中的至少一個用作接收器，經過該接收器可導出由時變磁場而感生的接收信號，并且依據該接收信號而監(jiān)控流量測量傳感器的功能。
文檔編號G01F1/60GK101111746SQ200580047443
公開日2008年1月23日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權日2004年11月29日
發(fā)明者彼得·恰博爾德, 托馬斯·布德米格 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司