專(zhuān)利名稱(chēng)：流量計(jì)和檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量計(jì)和檢測(cè)該流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障 的方法。
背景技術(shù)：
振動(dòng)管道傳感器(例如科里奧利質(zhì)量流量計(jì))通常通過(guò)檢測(cè)包含流 動(dòng)物質(zhì)的振動(dòng)管道的運(yùn)動(dòng)來(lái)操作。可通過(guò)處理從與該管道關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)換 能器接收的測(cè)量信號(hào)來(lái)確定與管道中的物質(zhì)相關(guān)的性質(zhì)，例如質(zhì)量流量 和密度等。填充物質(zhì)的振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)模式一般受到包含物質(zhì)的管道的 組合質(zhì)量、剛度和阻尼特性以及包含于該管道中的物質(zhì)的影響。
一般的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)包括一條或多條管道，這些管道串聯(lián)地 連接在管路或其它運(yùn)輸系統(tǒng)中并且在系統(tǒng)中輸送物質(zhì)，例如流體和泥漿 等。每條管道可視為具有一組固有振動(dòng)模式，包括例如單純彎曲、扭轉(zhuǎn)、 徑向和耦合模式。在一般的科里奧利質(zhì)量流量測(cè)量應(yīng)用中，當(dāng)物質(zhì)流經(jīng) 管道時(shí)以一種或多種振動(dòng)模式激勵(lì)該管道，并且在沿著該管道間隔的點(diǎn) 處測(cè)量該管道的運(yùn)動(dòng)。通常由以周期方式擾動(dòng)管道的致動(dòng)器提供激勵(lì)， 例如機(jī)電裝置，如音圏式驅(qū)動(dòng)器?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量在換能器位置處的運(yùn)動(dòng)之 間的時(shí)間延遲或相位差來(lái)確定質(zhì)量流率。通常采用兩個(gè)這樣的換能器
(或才企出傳感器(picko仔sensor))以便測(cè)量流動(dòng)管道的振動(dòng)響應(yīng)，并 且所述換能器通常位于致動(dòng)器的上游和下游位置處。這兩個(gè)檢出傳感器 通過(guò)電纜線路(例如獨(dú)立的兩對(duì)電線)連接到電子儀器。該儀器從所述 兩個(gè)檢出傳感器接收信號(hào)并處理這些信號(hào)以便得出質(zhì)量流率測(cè)量值。
當(dāng)科里奧利流量計(jì)的流動(dòng)管道清空時(shí)，則兩個(gè)檢出信號(hào)(pickoff signal)之間的相位差理想地為零。相反，在正常操作期間，由于科里 奧利效應(yīng)，經(jīng)過(guò)流量計(jì)的流量引起這兩個(gè)檢出信號(hào)之間的相移。該相移 與經(jīng)過(guò)管道的物質(zhì)流量成正比。因此，通過(guò)對(duì)信號(hào)差值進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量， 流量計(jì)可準(zhǔn)確地測(cè)量質(zhì)量流率。
科里奧利流量計(jì)通常使用線圏來(lái)驅(qū)動(dòng)流動(dòng)管道并測(cè)量由此引起的 流動(dòng)管道振動(dòng)。在很多情況中，流量傳感器設(shè)備(即，流動(dòng)管道、檢出傳感器和驅(qū)動(dòng)器)不與發(fā)射機(jī)電子設(shè)備一體地安裝。 一般的科里奧利流
量計(jì)包括9條捆扎在發(fā)射機(jī)/儀表電子設(shè)備和流量傳感器設(shè)備之間的電 纜中的電線。電纜線路通常包括3條用于電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)傳 感器的電線、2條用于第一檢出傳感器的電線、2條用于第二檢出傳感 器的電線和2條用于驅(qū)動(dòng)器的電線。
電纜線路通常在現(xiàn)場(chǎng)由用戶連接。這可能在電纜線路中導(dǎo)致問(wèn)題。 各對(duì)電線可能被互換。電線可能被弄混。不良的終端連接或失效的線圏 可造成開(kāi)路。例如，如果第一檢出傳感器沿第一定向連接，第二檢出傳 感器沿相反的第二定向連接，那么在調(diào)零操作期間測(cè)得的相移將會(huì)過(guò) 大。類(lèi)似地，當(dāng)連接到驅(qū)動(dòng)器的電線被互換時(shí)，那么將不會(huì)觀察到預(yù)期 的相位特性，并且驅(qū)動(dòng)電路的反饋回路可朝零點(diǎn)驅(qū)動(dòng)響應(yīng)而不是朝基頻 驅(qū)動(dòng)響應(yīng)。
可能出現(xiàn)的另 一個(gè)問(wèn)題是在部件之間斷開(kāi)或未連接的電線。在元件 開(kāi)始工作之前可能檢測(cè)不到斷開(kāi)或未連接的電線。在用戶所在地診斷故
障并解決問(wèn)題是成本高且費(fèi)時(shí)的。另外，用戶會(huì)受到停工期、費(fèi)用和挫 折的影響。
理想的是，發(fā)射機(jī)自動(dòng)地確定傳感器是否被正確地接線，如果不是， 則糾正遇到的問(wèn)題。另外，需要獨(dú)立于過(guò)程變化來(lái)確定是否正確接線。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的儀表電子設(shè)備。該儀表電子設(shè)備包括第一和第二檢出傳感器且 該電纜線路連接到所述第一和第二檢出傳感器。該電纜線路包含一條或 多條第一檢出電線(pickoffwire)和一條或多條第二檢出電線。該儀表 電子設(shè)備還包括連接到電纜線路的信號(hào)注入裝置。該信號(hào)注入裝置構(gòu)造 成產(chǎn)生注入信號(hào)并將該注入信號(hào)傳送到電纜線路中以及傳送給第 一和 第二檢出傳感器。該儀表電子設(shè)備還包括連接到電纜線路的信號(hào)調(diào)節(jié)電 路。該信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成響應(yīng)于注入信號(hào)從第一和第二檢出傳感器的 至少一個(gè)接收至少一個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并且確定電纜線路的一條或多條第一 檢出電線和一條或多條第二檢出電線之一或兩者中的檢出電線開(kāi)路故 障(pickoff open wire fault)和檢出連接定向故障(pickoff connection orientation fault)中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的儀表電子設(shè)備。該儀表電子設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)器、第一和第二檢出 傳感器，所述電纜線路連接到所述第一和第二檢出傳感器且連接到所述 驅(qū)動(dòng)器。該儀表電子設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路連接到電纜線路 并且構(gòu)造成產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送到電纜線路中以及傳送 給所述驅(qū)動(dòng)器。該儀表電子設(shè)備還包括連接到電纜線路的信號(hào)調(diào)節(jié)電 路。該信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)從第一和第二檢出傳感器的 至少一個(gè)接收至少一個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并且確定電纜線路的一條或多條驅(qū)動(dòng) 器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障和驅(qū)動(dòng)器連接定向故障中的一種或多 種。
根椐本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電
纜故障的方法。該方法包括將從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器中 的至少一個(gè)接收的響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行 比較，如果該注入信號(hào)分量未超過(guò)該預(yù)定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng)的 一條或多條第一檢出電線或相應(yīng)的一條或多條第二檢出電線中的檢出 電線開(kāi)路故障。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法。該方法包括將第一檢出響應(yīng)信號(hào)的第一檢出響應(yīng)相位 和第二檢出響應(yīng)信號(hào)的笫二檢出響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相 位差閾值進(jìn)行比較。經(jīng)由電纜線路從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器 接收所述第一檢出響應(yīng)信號(hào)和所述第二檢出響應(yīng)信號(hào)。該方法還包括 如果所述相位差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定檢出連接定向故障。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法。該方法包括將跨越驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻RD 的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù)定電壓閾值進(jìn)行比較，如果該驅(qū)動(dòng)電阻電壓未超過(guò) 該預(yù)定電壓閾值，則確定一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法。該方法包括將響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾 值進(jìn)行比較。該響應(yīng)信號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間 的差值。從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器中的至少一個(gè)接收該響應(yīng)信號(hào)相位。該方法還包括如果所述響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)所述預(yù)定驅(qū)動(dòng) 器相位差閾值，則確定一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法。該方法包括確定振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)幅度，如果該振 動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則確定一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線 中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法。該方法包括針對(duì)檢出電線開(kāi)路故障測(cè)試電纜線路的一 條或多條第一檢出電線和一條或多條第二檢出電線。所述一條或多條第 一檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線包含在電纜線路中并分別 連接到第一檢出傳感器和第二檢出傳感器。該方法還包括如果在所述 一條或多條第一檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線中確定沒(méi)有 檢出電線開(kāi)路故障，則針對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試所述一條或多條第一 檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線。該方法還包括針對(duì)驅(qū)動(dòng)器 電線開(kāi)路故障測(cè)試電纜線路的一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線。所述一條或多條 驅(qū)動(dòng)器電線連接到驅(qū)動(dòng)器。該方法還包括如果在所述一條或多條驅(qū)動(dòng) 器電線中確定沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障，則針對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè) 試所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線。
在所述儀表電子設(shè)備的一方面，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成將至少一 個(gè)響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較，如果該注入 信號(hào)分量未超過(guò)該預(yù)定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng)的一條或多條第一檢 出電線或相應(yīng)的一條或多條第二檢出電線中的檢出電線開(kāi)路故障。
在所述儀表電子設(shè)備的另一方面，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路接收第一檢出 響應(yīng)信號(hào)和第二檢出響應(yīng)信號(hào)，并且所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成將第一檢 出響應(yīng)相位和第二^r出響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相位差閾值 進(jìn)行比較，如果所述相位差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定相應(yīng) 的 一條或多條第 一檢出電線或相應(yīng)的 一條或多條第二檢出電線中的檢 出連接定向故障。
在所述儀表電子設(shè)備的又一方面，所迷信號(hào)注入裝置包括:數(shù)模 (D/A)轉(zhuǎn)換器，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)造成接收數(shù)字頻率指令并輸出頻率輸 入；注入信號(hào)發(fā)生器，該注入信號(hào)發(fā)生器從該D/A轉(zhuǎn)換器接收頻率輸入并輸出由該頻率輸入所規(guī)定頻率的注入信號(hào)；以及，變壓器，該變壓器 將該注入信號(hào)傳送到電纜線路中。
在所述儀表電子設(shè)備的又一方面，如果確定存在檢出連接定向故 障，則所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路還構(gòu)造成使從一個(gè)檢出傳感器接收的響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
在所述儀表電子設(shè)備的又一方面，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成將跨越 驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻rd的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù)定電壓閾值進(jìn)行 比較，如果該驅(qū)動(dòng)電阻電壓未超過(guò)該預(yù)定電壓閾值，則確定所述一條或 多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
在所述儀表電子設(shè)備的又一方面，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路構(gòu)造成將響應(yīng) 信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值進(jìn)行比較，如果該響應(yīng)信號(hào)相位差 超過(guò)該預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，則確定所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的 驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，該響應(yīng)信號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào) 相位之間的差值，從所述第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器中的至 少一個(gè)接收該響應(yīng)信號(hào)相位。
在所述儀表電子設(shè)備的又一方面，所述儀表電子設(shè)備還構(gòu)造成確定 振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)幅度，如果該振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào) 幅度，則確定所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
在所迷儀表電子設(shè)備的又一方面，如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故 障，則所述驅(qū)動(dòng)電路還構(gòu)造成使驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
在所述方法的一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定存在檢出 電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的另一個(gè)實(shí)施例中，所述比較和確定還包括將來(lái)自第 一檢出傳感器的第一響應(yīng)信號(hào)的第一注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾 值進(jìn)行比較，如果該第一注入信號(hào)分量未超過(guò)該預(yù)定檢出幅度閾值，則 確定所述一條或多條第 一檢出電線中的第 一檢出電線開(kāi)路故障；將來(lái)自 第二檢出傳感器的第二響應(yīng)信號(hào)的第二注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度 閾值進(jìn)行比較，如果該第二注入信號(hào)分量未超過(guò)該預(yù)定檢出幅度閾值， 則確定所述一條或多條第二檢出電線中的笫二檢出電線開(kāi)路故障。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定存在檢 出連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在所迷確定之后，如果確定存在檢出連接定向故障，則使從一個(gè)檢出傳感器接收的響應(yīng)信 號(hào)翻轉(zhuǎn)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定存在驅(qū) 動(dòng)器電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定存在驅(qū) 動(dòng)器連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在所述確定之后， 如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻 轉(zhuǎn)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定存在驅(qū) 動(dòng)器連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在所述確定之后， 如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定在所述 一條或多條第一檢出電線中、在所述一條或多條第二檢出電線中、或在 所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中存在電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括如果確定在所述 一條或多條第一檢出電線中、在所迷一條或多條第二檢出電線中、或在 所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中存在連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述針對(duì)檢出電線開(kāi)路故障測(cè)試一 個(gè)或多個(gè)檢出傳感器包括將從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器中的 至少一個(gè)接收的響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比 較，如果該注入信號(hào)分量未超過(guò)該預(yù)定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng)的一 條或多條第 一檢出電線或相應(yīng)的 一條或多條第二檢出電線中的檢出電 線開(kāi)路故障。
在所迷方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述針對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試所 述一條或多條第一檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線包括將第 一檢出響應(yīng)信號(hào)的第一檢出響應(yīng)相位和第二檢出響應(yīng)信號(hào)的第二檢出 響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相位差閾值進(jìn)行比較，經(jīng)由電纜線路 從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器接收所述第一檢出響應(yīng)信號(hào)和所 述第二檢出響應(yīng)信號(hào)，如果所述相位差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定檢出連接定向故障。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在所述針對(duì)檢出 連接定向故障測(cè)試之后，如果確定存在檢出連接定向故障，則使來(lái)自一 個(gè)檢出傳感器的響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)電線開(kāi)路測(cè)試所述驅(qū)動(dòng)器包 括將跨越驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻RD的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù)定電 壓閾值進(jìn)行比較，如果該驅(qū)動(dòng)電阻電壓未超過(guò)該預(yù)定電壓閾值，則確定 所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述針對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè)試 所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線包括將響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位 差閾值進(jìn)行比較，該響應(yīng)信號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位 之間的差值，從所述第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器中的至少一 個(gè)接收該響應(yīng)信號(hào)相位，如果該響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)該預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位 差閾值，則確定所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述針對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè)試 所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線包括確定振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)幅度，如果 該振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則確定所述一條或多條驅(qū) 動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
在所述方法的又一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在所述針對(duì)驅(qū)動(dòng) 器連接定向故障測(cè)試所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線之后，如果確定存在驅(qū) 動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自所述驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。


圖1示出包括流量計(jì)組件和儀表電子設(shè)備的科里奧利流量計(jì)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流量計(jì)的一部分的圖示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的
電纜故障的方法的流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的
電纜故障的方法的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的
電纜故障的方法的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的 電纜故障的方法的流程圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流量計(jì)。
具體實(shí)施例方式
圖卜8和以下說(shuō)明描述了教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用本發(fā)明 的最佳方式的具體示例。為了示教發(fā)明原理的目的， 一些常規(guī)方面已被簡(jiǎn) 化或省略。本領(lǐng)域技術(shù)人員可從落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的這些示例想到變 型。本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到能以各種方式結(jié)合下文所述的特征以形成本發(fā) 明的多種變型。因此，本發(fā)明不限于下文所述的具體示例，而是僅由權(quán)利 要求及其等同權(quán)利要求所限定。
圖1示出包括流量計(jì)組件10和儀表電子設(shè)備20的科里奧利流量計(jì)5。 儀表電子設(shè)備20經(jīng)由導(dǎo)線100連接到儀表組件10,從而在通路26上提供 密度、質(zhì)量流率、體積流率、總質(zhì)量流量、溫度及其它信息。對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可供任何類(lèi)型的科里奧利流量計(jì)使用而 不用考慮驅(qū)動(dòng)器、檢出傳感器、流動(dòng)管道的數(shù)量或振動(dòng)的操作模式。雖然 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是本發(fā)明可實(shí)施為振動(dòng)管密度計(jì)而不需要 由科里奧利流量計(jì)提供的附加測(cè)量能力，但是仍然描述科里奧利流量計(jì)的 結(jié)構(gòu)。
流量計(jì)組件10包括一對(duì)法蘭101和101，、歧管102和102，、驅(qū)動(dòng)器 104、；險(xiǎn)出傳感器105-105，、以及流動(dòng)管道103A和103B。驅(qū)動(dòng)器104和 檢出傳感器105和105，連接到流動(dòng)管道103A和103B。
法蘭101和IOI，固定到歧管102和102，。歧管102和102，固定到間隔 器106的相對(duì)端部。間隔器106維持歧管102和102，之間的間距，從而避 免流動(dòng)管道103A和103B中不希望的振動(dòng)。當(dāng)流量計(jì)組件IO插入運(yùn)送所 測(cè)量的物質(zhì)的管路系統(tǒng)(未示出)中時(shí)，所述物質(zhì)通過(guò)法蘭101進(jìn)入流量 計(jì)組件IO,經(jīng)過(guò)進(jìn)口歧管102 (在該處，物質(zhì)的總量被引導(dǎo)進(jìn)入流動(dòng)管道 103A和103B),流過(guò)流動(dòng)管道103A和103B并返回到出口歧管102，(在 該處，所述物質(zhì)通過(guò)法蘭IOI，離開(kāi)流量計(jì)組件10)中。
選取流動(dòng)管道103A和103B并將所述流動(dòng)管道適當(dāng)?shù)匕惭b到進(jìn)口歧 管102和出口歧管102，，使得所述流動(dòng)管道分別繞彎曲軸線W-W和W，-W，基本上具有相同的質(zhì)量分布、慣性矩和彈性模數(shù)。所述流動(dòng)管道以基本平 行的方式從所述歧管向外延伸。
流動(dòng)管道103A-B由驅(qū)動(dòng)器104關(guān)于所述流動(dòng)管道的相應(yīng)彎曲軸線W 和W，沿相反方向以所謂的流量計(jì)彎曲模式的第一輸出(first out)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)器104可包括很多種公知裝置之一，例如安裝到流動(dòng)管道103A的磁 體和安裝到流動(dòng)管道103B的反作用線圏。交流電經(jīng)過(guò)該反作用線圏以促 使這兩個(gè)管道振蕩。由儀表電子設(shè)備20經(jīng)由導(dǎo)線110向驅(qū)動(dòng)器104提供 合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
儀表電子設(shè)備20分別接收導(dǎo)線111和lll，上的傳感器信號(hào)。儀表電 子設(shè)備20在導(dǎo)線110上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)促使驅(qū)動(dòng)器104使流 動(dòng)管道103A和103B振蕩。儀表電子設(shè)備20處理來(lái)自檢出傳感器105和 105，的左速度信號(hào)和右速度信號(hào)以便計(jì)算質(zhì)量流率。通路26提供允許儀表 電子設(shè)備20與操作者進(jìn)行交互的輸入和輸出裝置。對(duì)圖1的說(shuō)明僅僅提 供作為流量計(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)的示例，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的教導(dǎo)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流量計(jì)5的一部分的圖示。流量計(jì) 5包括第一檢出傳感器201a、第二檢出傳感器201b、驅(qū)動(dòng)器204和儀表電 子設(shè)備20。儀表電子設(shè)備20可操作為質(zhì)量流量計(jì)或者可操作為密度計(jì)， 包括操作為科里奧利流量計(jì)。除了其它部件以外，儀表電子設(shè)備20可包 括驅(qū)動(dòng)電路220、信號(hào)注入裝置203和信號(hào)調(diào)節(jié)電路202。儀表電子設(shè)備 20由電纜線路205連接到檢出傳感器201和驅(qū)動(dòng)器204。電纜線路205將 第一檢出傳感器201a和第二檢出傳感器201b連接到信號(hào)調(diào)節(jié)電路202和 信號(hào)注入裝置203。電纜線路205將驅(qū)動(dòng)器204連接到驅(qū)動(dòng)電路220。在 一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)調(diào)節(jié)電路202和信號(hào)注入裝置203通過(guò)線路210相互 連接。
電纜線路205可包括將第一和第二檢出傳感器201a和201b電連接到 信號(hào)調(diào)節(jié)電路202的任何形式的電線、電纜、光纖等。在一個(gè)實(shí)施例中， 電纜線路205包括圖1的導(dǎo)線100的至少一部分。
一般的流量計(jì)包括9條捆扎在發(fā)射機(jī)/儀表電子設(shè)備20和流量計(jì)組件 10之間的電纜線路205中的電線。電纜線路205通常包括3條用于電阻式 溫度檢測(cè)器(RTD)傳感器的電線、2條用于第一檢出傳感器的電線、2 條用于第二檢出傳感器的電線和2條用于驅(qū)動(dòng)器的電線。
在一個(gè)實(shí)施例中，儀表電子設(shè)備20可對(duì)該儀表電子設(shè)備20和片企出傳感器201a、 201b之間的電纜線路205進(jìn)行電纜故障確定。在一個(gè)實(shí)施例
路205進(jìn)行電纜故障確定。
驅(qū)動(dòng)電路220產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送給驅(qū)動(dòng)器204。驅(qū)動(dòng) 器204根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)使流動(dòng)管道103A和103B振動(dòng)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)因此包括 幅度特性和頻率特性。在儀表電子設(shè)備20實(shí)施閉環(huán)驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)和 響應(yīng)信號(hào)之間的差值用作修正該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的反饋。例如，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)和響 應(yīng)信號(hào)之間的相位差可包括該反饋。理想地，在無(wú)流動(dòng)條件下，如果流量 計(jì)被準(zhǔn)確地校準(zhǔn)，那么該相位差將基本為零。
驅(qū)動(dòng)電路220可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括由 該驅(qū)動(dòng)電路220產(chǎn)生的操作驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中該信號(hào)使流動(dòng)管道103振動(dòng)。 在信號(hào)調(diào)節(jié)電路202中可接收由此產(chǎn)生的該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)?；蛘撸?br> 根據(jù)本發(fā)明可特別針對(duì)故障測(cè)試來(lái)產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
信號(hào)注入裝置203可產(chǎn)生注入信號(hào)并且可經(jīng)由電纜線路205將該注入 信號(hào)傳送給第一檢出傳感器201a和第二檢出傳感器201b之一或兩者。信 號(hào)注入裝置203可根據(jù)注入信號(hào)指令產(chǎn)生注入信號(hào)，可通過(guò)線路210從信 號(hào)調(diào)節(jié)電路202接收該注入信號(hào)指令。該注入信號(hào)可包括任何期望頻率。 該注入信號(hào)可包含高于、低于或等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。
信號(hào)調(diào)節(jié)電路202從檢出傳感器20la和201b均接收響應(yīng)信號(hào)。該信 號(hào)調(diào)節(jié)電路202可檢測(cè)和/或處理所述響應(yīng)信號(hào)。該信號(hào)調(diào)節(jié)電路202可處 理所迷響應(yīng)信號(hào)以便產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧髁繙y(cè)量。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 該信號(hào)調(diào)節(jié)電路202可處理所述響應(yīng)信號(hào)以便檢測(cè)電纜線路205中的故 障。
可由檢出傳感器201根據(jù)流量計(jì)5的正常操作來(lái)產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)?；蛘?， 可由檢出傳感器201響應(yīng)于流動(dòng)管道103的任何形式的測(cè)試振動(dòng)來(lái)產(chǎn)生所 述響應(yīng)信號(hào)。在另一種替代方案中，可由檢出傳感器201響應(yīng)于來(lái)自信號(hào) 注入裝置203的注入信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述響應(yīng)信號(hào)。
信號(hào)調(diào)節(jié)電路202可為每個(gè)檢出傳感器確定響應(yīng)信號(hào)幅度。信號(hào)調(diào)節(jié) 電路202可確定從第一檢出傳感器201a和第二檢出傳感器201b接收的響 應(yīng)信號(hào)之間的相位差。所迷幅度和相位差可用來(lái)確定電纜線路205中的連
接定向故障。
在一個(gè)實(shí)施例中，儀表電子設(shè)備20可包括處理器(未示出)和電纜故障診斷軟件程序。該處理器可以為電纜線路205執(zhí)行電纜故障診斷軟件 程序并且可以啟動(dòng)并監(jiān)控電線開(kāi)路和連接定向故障的測(cè)定。該電纜故障診 斷軟件程序可啟動(dòng)進(jìn)入檢出傳感器201a和201b中的信號(hào)。所述處理器和 程序可從電線開(kāi)路和連接定向故障測(cè)試接收測(cè)量值/數(shù)據(jù)，并且可以進(jìn)行適 當(dāng)?shù)墓收洗_定。如果檢測(cè)到問(wèn)題，則所述處理器和程序可產(chǎn)生警報(bào)。另夕卜， 所述處理器和程序可實(shí)施補(bǔ)償技術(shù)，包括使信號(hào)或信號(hào)響應(yīng)翻轉(zhuǎn)以便補(bǔ)償 不適當(dāng)?shù)慕泳€定向?；蛘?，信號(hào)調(diào)節(jié)電路202、信號(hào)注入裝置203、驅(qū)動(dòng)
圖3是根據(jù)Zi明的二個(gè)實(shí)施例:^V檢測(cè)流量計(jì)的電纜線:中的電 纜故障的方法的流程圖300。在該方法中，進(jìn)行檢出電線開(kāi)路故障確定。 檢出電線開(kāi)路故障測(cè)試可檢測(cè)電線開(kāi)路故障，例如電纜線路205的相應(yīng)檢 出電線中的斷線或未連接的電線。
在步驟301中，注入信號(hào)被傳送到電纜線路205的一條或多條檢出電 線中。因此，該注入信號(hào)被傳送給第一檢出傳感器201a和第二檢出傳感 器201b的至少一個(gè)。例如，該注入信號(hào)可由信號(hào)注入裝置203產(chǎn)生。當(dāng) 注入信號(hào)由信號(hào)注入裝置203產(chǎn)生時(shí)，信號(hào)調(diào)節(jié)電路202應(yīng)當(dāng)基本上同時(shí) 從檢出傳感器201a和201b接收響應(yīng)信號(hào)。
在步驟302中，響應(yīng)信號(hào)與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較。只有當(dāng)檢出 電線未開(kāi)路時(shí)，發(fā)送到檢出傳感器201的注入信號(hào)才會(huì)為信號(hào)調(diào)節(jié)電路202 產(chǎn)生兩個(gè)不同的返回信號(hào)。第一信號(hào)(注入信號(hào)分量)是注入信號(hào)的反射 并且基本上與注入信號(hào)處于相同的頻率。如果檢出電線未開(kāi)路，那么該注 入信號(hào)分量在幅度上應(yīng)當(dāng)類(lèi)似于注入信號(hào)并因此可與閾值進(jìn)行比較。由于 流動(dòng)管道103的振動(dòng)效應(yīng)且由于流動(dòng)通道103的流動(dòng)物質(zhì)的影響，第二信 號(hào)是響應(yīng)信號(hào)分量并且在頻率上不同于原始注入信號(hào)。然而，該響應(yīng)信號(hào) 分量可在幅度上變化并且在一些情況中可能是不可檢測(cè)的。因此，在一個(gè) 實(shí)施例中，響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分量用來(lái)進(jìn)行比較。
在步驟303中，如果注入信號(hào)分量不超過(guò)預(yù)定檢出幅度閾值，那么所 述方法進(jìn)行至步驟304。在步驟304,確定響應(yīng)信號(hào)未被接收并且確定相 應(yīng)檢出傳感器的電線是斷開(kāi)的或是未連接的。否則，如果注入信號(hào)分量超 過(guò)預(yù)定檢出幅度閾值，那么所述方法轉(zhuǎn)移繞過(guò)步驟304。因此，確定響應(yīng)
°在步驟304中，因?yàn)?;l入信號(hào)分量未超過(guò)預(yù)定i出幅度閾值，所以相應(yīng)的檢出電線被確定具有電線開(kāi)路故障。隨后，儀表電子設(shè)備20可執(zhí)行 其它作用，包括產(chǎn)生指示電線開(kāi)路故障的警報(bào)。
在單個(gè)檢出傳感器和單個(gè)響應(yīng)信號(hào)幅度的情形下討論了上述步驟。然 而，應(yīng)當(dāng)理解，可對(duì)來(lái)自檢出傳感器201a和201b的響應(yīng)信號(hào)均實(shí)施步驟 302-304。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法的流程圖400。在該方法中，進(jìn)行檢出傳感器連接定向故障 確定》
在步驟401中，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器204施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由電纜線路205 從一個(gè)或兩個(gè)檢出傳感器接收響應(yīng)信號(hào)。
在流量計(jì)5中無(wú)流動(dòng)條件下，左和右(或第一和第二)檢出信號(hào)之間 的相位差將基本為零。在流動(dòng)條件下，根據(jù)經(jīng)過(guò)流量計(jì)5的流動(dòng)物質(zhì)的質(zhì) 量流率，第一檢出信號(hào)的相位將與第二檢出信號(hào)的相位相差相對(duì)小的量。 然而，如果這兩個(gè)檢出信號(hào)之間的相位差過(guò)大，那么就存在連接定向故障。
在步驟402中，相位差與預(yù)定檢出相位差閾值進(jìn)行比較。該相位差包 括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間的差值。
在步驟403中，如果該相位差超過(guò)預(yù)定檢出相位差閾值，那么所述方 法進(jìn)行至步驟404。如果該相位差不超過(guò)預(yù)定檢出相位差閾值，那么所述 方法轉(zhuǎn)移繞過(guò)步驟404。
在步驟404中，因?yàn)橄辔徊畛^(guò)預(yù)定檢出相位差閾值，所以確定相應(yīng) 的檢出電線中存在連接定向故障。例如，所述兩個(gè)響應(yīng)信號(hào)可具有大約180 度的相位差，加上或減去對(duì)流動(dòng)管道103中的流動(dòng)物質(zhì)的響應(yīng)所引起的相 對(duì)小的相位差部分。如前所述，如果確定存在連接定向故障，則可產(chǎn)生警 報(bào)條件。另外，儀表電子設(shè)備20可使從受影響的檢出傳感器接收的所有 后續(xù)響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。這樣，可以糾正不適當(dāng)?shù)倪B接定向。
在單個(gè)檢出傳感器和單個(gè)相位差的情形下討論了上述步驟。然而，應(yīng) 當(dāng)理解，可對(duì)來(lái)自檢出傳感器201a和201b的響應(yīng)信號(hào)均實(shí)施步驟 402-頓。
圖5是根椐本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路205中 的電纜故障的方法的流程圖500。在該方法中，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障 確定。驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障測(cè)試可檢測(cè)電線開(kāi)路故障，例如斷線或未連接 的電線。在步驟501中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳送到電纜線路205的一條或多條驅(qū)動(dòng)器 電線中并傳送給驅(qū)動(dòng)器204。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)可由驅(qū)動(dòng)電路220產(chǎn)生，如前所 迷。驅(qū)動(dòng)信號(hào)可包括正常操作驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者可包括適于電線開(kāi)路故障測(cè)試
所產(chǎn)生的任何信號(hào)。
返回參考圖2，驅(qū)動(dòng)電路220在輸出端中包含驅(qū)動(dòng)電阻RD。運(yùn)算放大 器221跨接驅(qū)動(dòng)電阻Ro。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算放大器221放大跨越驅(qū)動(dòng) 電阻RD的電壓并且輸出驅(qū)動(dòng)電阻電壓。該驅(qū)動(dòng)電阻電壓可包括可與預(yù)定 電壓閾值進(jìn)行比較的模擬電壓信號(hào)。
再次參考圖5，在步驟502中，跨越驅(qū)動(dòng)電阻Ro的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù) 定電壓閾值進(jìn)行比較。如果在運(yùn)算放大器221的輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻電壓 超過(guò)預(yù)定電壓閾值，那么預(yù)期電平的電流就通過(guò)電纜線路205流向驅(qū)動(dòng)器 204。
在步驟503中，如果驅(qū)動(dòng)電阻電壓不超過(guò)預(yù)定電壓閾值，那么所述方 法進(jìn)行至步驟504。否則，如果驅(qū)動(dòng)電阻電壓超過(guò)預(yù)定電壓閾值，那么可 以確定不存在電線開(kāi)路狀況，因此所述方法轉(zhuǎn)移繞過(guò)步驟504。
在步驟504中，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電阻電壓不超過(guò)預(yù)定電壓閾值，所以可以確
可包括產(chǎn)生警報(bào)條件，如前所述。
或者，運(yùn)算放大器221可包括比較器裝置，該比較器裝置將驅(qū)動(dòng)電阻 Ro的電纜線路一側(cè)的電壓與某一電壓(即，預(yù)定電壓閾值)進(jìn)行比較并產(chǎn) 生真或假數(shù)字輸出。因此，如果驅(qū)動(dòng)電阻電壓超過(guò)預(yù)定電壓，則該數(shù)字輸 出包括第一數(shù)字輸出電平，如果驅(qū)動(dòng)電阻電壓不超過(guò)預(yù)定電壓，則該數(shù)字 輸出包括第二數(shù)字輸出電平。步驟502的比較因此可包括比較器裝置的內(nèi) 部比較，其中，預(yù)定電壓閾值包括對(duì)比較器裝置的電壓輸入。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法的流程圖600。在該方法沖，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器連接定向故障確定。
在步驟601中，驅(qū)動(dòng)電路220產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并經(jīng)由電纜線路205將該 驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送給驅(qū)動(dòng)器204，如前所迷。因此，驅(qū)動(dòng)器204使用該驅(qū)動(dòng)信 號(hào)在流動(dòng)管道103A和103B中產(chǎn)生物理激勵(lì)。從而，信號(hào)調(diào)節(jié)電路202 響應(yīng)于由驅(qū)動(dòng)器204引起的流動(dòng)管道的振動(dòng)經(jīng)由電纜線路205從第一和第 二檢出傳感器201a和201b接收第一和第二響應(yīng)信號(hào)。
在步驟602中，響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值進(jìn)行比較。
狀況。該步驟該響應(yīng)信號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間的差值。該驅(qū)動(dòng)
信號(hào)相位是提供給驅(qū)動(dòng)電路220的相位特性，即，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位是驅(qū)動(dòng) 電路220和驅(qū)動(dòng)器204所要達(dá)到的驅(qū)動(dòng)相位。響應(yīng)的實(shí)際相位應(yīng)當(dāng)接近該 相位，并且一般在流動(dòng)管道103中的流動(dòng)物質(zhì)的質(zhì)量流率方面有所不同。
在步驟603中，如果響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，則 確定在驅(qū)動(dòng)器電線中有驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，并且所述方法進(jìn)行至步驟 604。否則，如果響應(yīng)信號(hào)相位差不超過(guò)預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，則確定 驅(qū)動(dòng)器連接定向是正確的，并且所述方法轉(zhuǎn)移繞過(guò)步驟604。
在步驟604中，因?yàn)轫憫?yīng)信號(hào)相位差超過(guò)預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，所 以確定在驅(qū)動(dòng)器電線中存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。例如，該相位差可具有 大約180度的相位差，加上或減去對(duì)流動(dòng)管道103中的流動(dòng)物質(zhì)的響應(yīng)所 引起的相對(duì)小的相位差部分。如前所述，如果確定存在連接定向故障，則 可產(chǎn)生警報(bào)條件。另外，儀表電子設(shè)備20可使驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。例如，驅(qū) 動(dòng)信號(hào)可在其發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器204之前被翻轉(zhuǎn)。這樣，可以糾正不適當(dāng)?shù)尿?qū) 動(dòng)器連接定向。
應(yīng)當(dāng)理解，圖6或圖7中的任一方法可用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器連接定向故障確定。
圖7是根椐本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電 纜故障的方法的流程圖700。在該方法中，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器連接定向故障確定。
在步驟701中，確定振動(dòng)響應(yīng)幅度。該振動(dòng)響應(yīng)幅度可包括來(lái)自任一 傳感器的響應(yīng)信號(hào)的幅度。
在步驟702中，該振動(dòng)響應(yīng)幅度與驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度進(jìn)行比較。所述比輕^ 可以是在一個(gè)或多個(gè)瞬時(shí)時(shí)間點(diǎn)處的兩個(gè)幅度的比較?；蛘撸霰容^可 進(jìn)行平均值或過(guò)濾值等的比較。
在步驟703中，如果振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則所述 方法退出。如果振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則所述方法進(jìn) 行至步驟704。
在步驟704中，因?yàn)檎駝?dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，所以 確定在驅(qū)動(dòng)器電線中存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。如前所述，如果確定存在 驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則可產(chǎn)生警報(bào)條件。另外，儀表電子設(shè)備20可使 驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。例如，驅(qū)動(dòng)信號(hào)可在其發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器204之前被翻轉(zhuǎn)。這 樣，可以糾正不適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器連接定向。圖8示出才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流量計(jì)5。與圖2相同的部件具 有相同的附圖標(biāo)記。在該實(shí)施例中，信號(hào)注入裝置203包括數(shù)模(D/A) 轉(zhuǎn)換器808、注入信號(hào)發(fā)生器806和變壓器807。 D/A 808連接到信號(hào)調(diào)節(jié) 電路202且連接到注入信號(hào)發(fā)生器806。注入信號(hào)發(fā)生器806還連接到變 壓器807。
D/A 808從信號(hào)調(diào)節(jié)電路202接收數(shù)字頻率指令。D/A 808將該數(shù)字 頻率指令轉(zhuǎn)換為進(jìn)入注入信號(hào)發(fā)生器806中的頻率輸入，其中，該頻率輸 入規(guī)定所要產(chǎn)生的(單個(gè))注入信號(hào)的頻率。注入信號(hào)發(fā)生器806產(chǎn)生注 入信號(hào)并將該注入信號(hào)傳輸給變壓器807的初級(jí)繞組810。
變壓器807通過(guò)利用分離的變壓器次級(jí)來(lái)產(chǎn)生第一和第二注入信號(hào)， 其中變壓器807的次級(jí)繞組8U包括基本相等的次級(jí)繞組對(duì)。這樣，在變 壓器807的初級(jí)繞組810處的注入信號(hào)轉(zhuǎn)換為在次級(jí)繞組811處的第一和 第二注入信號(hào)。這兩個(gè)次級(jí)繞組811連接到電纜線路205且連接到第一和 第二檢出傳感器201a和201b,其中，信號(hào)可注入到所述檢出傳感器中。 如前所述，信號(hào)調(diào)節(jié)電路202接收因注入第一和第二注入信號(hào)而產(chǎn)生的第 一和第二響應(yīng)信號(hào)。
權(quán)利要求
1. 一種用于檢測(cè)流量計(jì)(5)的電纜線路(205)中的電纜故障的儀表電子設(shè)備(20)，所述儀表電子設(shè)備(20)包括第一和第二檢出傳感器(201a和201b)，所述電纜線路(205)連接到所述第一和第二檢出傳感器(201a和201b)且包含一條或多條第一檢出電線和一條或多條第二檢出電線，所述儀表電子設(shè)備(20)的特征在于連接到所述電纜線路(205)的信號(hào)注入裝置(203)，所述信號(hào)注入裝置(203)構(gòu)造成產(chǎn)生注入信號(hào)并將所述注入信號(hào)傳送到所述電纜線路(205)中以及傳送給所述第一和第二檢出傳感器(201a和201b)；和連接到所述電纜線路(205)的信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202)，所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202)構(gòu)造成響應(yīng)于所述注入信號(hào)從所述第一和第二檢出傳感器(201a和201b)的至少一個(gè)接收至少一個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并且確定所述電纜線路(205)的一條或多條第一檢出電線和一條或多條第二檢出電線之一或兩者中的檢出電線開(kāi)路故障和檢出連接定向故障中的一種或多種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的儀表電子設(shè)備(20)，其特征在于，所 述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )構(gòu)造成將所述至少一個(gè)響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分 量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較，如果所述注入信號(hào)分量未超過(guò)所迷預(yù) 定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng)的一條或多條第 一檢出電線或相應(yīng)的一條 或多條第二檢出電線中的檢出電線開(kāi)路故障。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的儀表電子設(shè)備(20),其特征在于，所 述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )接收第一檢出響應(yīng)信號(hào)和第二檢出響應(yīng)信號(hào)， 并且所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )構(gòu)造成將第一檢出響應(yīng)相位和第二檢出 響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相位差閾值進(jìn)行比較，如果所述相位 差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定相應(yīng)的一條或多條第一檢出電 線或相應(yīng)的一條或多條第二檢出電線中的檢出連接定向故障。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表電子設(shè)備(20)，其特征在于，所 述信號(hào)注入裝置(203 )包括構(gòu)造成接收數(shù)字頻率指令并輸出頻率輸入的數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器 (708) 5注入信號(hào)發(fā)生器(706),所述注入信號(hào)發(fā)生器(706)從所述D/A轉(zhuǎn)換器(708 )接收所述頻率輸入并輸出由所述頻率輸入所規(guī)定頻率的 注入信號(hào)；和變壓器(707),所述變壓器(707)將所述注入信號(hào)傳送到所述電 纜線路(205 )中。
5. 根椐權(quán)利要求1所迷的儀表電子設(shè)備(20)，其特征在于，如 果確定存在檢出連接定向故障，則所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202)還構(gòu)造成 使從一個(gè)檢出傳感器(201)接收的響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
6. —種用于檢測(cè)流量計(jì)(5)的電纜線路(205 )中的電纜故障的 儀表電子設(shè)備(20)，所述儀表電子設(shè)備(20)包括驅(qū)動(dòng)器(204)、 第一和第二檢出傳感器(201a、 201b)，所述電纜線路(205 )連接到 所述第 一和第二檢出傳感器(201 a、 201b)且連接到所迷驅(qū)動(dòng)器(204 ), 所述儀表電子設(shè)備(20)的特征在于驅(qū)動(dòng)電路(220 ),所述驅(qū)動(dòng)電路(220 )連接到所述電纜線路(205 ) 并且構(gòu)造成產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送到所述電纜線路(205 ) 中以及傳送給所述驅(qū)動(dòng)器(204);和連接到所述電纜線路(205 )的信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )，所述信號(hào)調(diào) 節(jié)電路(202 )構(gòu)造成響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述第一和第二檢出傳感 器(201a、 201b)的至少一個(gè)接收至少一個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并且確定所述電 纜線路(205 )的一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障和驅(qū) 動(dòng)器連接定向故障中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儀表電子設(shè)備(20),其特征在于，所 述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )構(gòu)造成將跨越所述驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電 阻Rd的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù)定電壓閾值進(jìn)行比較，如果所述驅(qū)動(dòng)電阻電 壓未超過(guò)所述預(yù)定電壓閾值，則確定所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū) 動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儀表電子設(shè)備(20),其特征在于，所 述信號(hào)調(diào)節(jié)電路(202 )構(gòu)造成將響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差 閾值進(jìn)行比較，如果所述響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)所述預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾 值，則確定所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，所述 響應(yīng)信號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間的差值，從所述 第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器(201a、 201b)的至少一個(gè)接收 所述響應(yīng)信號(hào)相位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儀表電子設(shè)備(20),其特征在于，所 述儀表電子設(shè)備(20)還構(gòu)造成確定振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)幅度，如果所 述振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則確定所述一條或多條驅(qū) 動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儀表電子設(shè)備(20),其特征在于，如 果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則所述驅(qū)動(dòng)電路(220)還構(gòu)造成使 驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
11. 一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于將從第一檢出傳感器和第二檢出傳感器中的至少一個(gè)接收的響應(yīng) 信號(hào)的注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較；以及如果所述注入信號(hào)分量未超過(guò)所述預(yù)定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng) 的一條或多條第一檢出電線或相應(yīng)的一條或多條第二檢出電線中的檢 出電線開(kāi)路故障。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包括如果確定 存在檢出電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所迷的方法，其特征在于，所述比較和確定 還包括將來(lái)自所述第一檢出傳感器的第一響應(yīng)信號(hào)的第一注入信號(hào)分量 與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較；如果所述第一注入信號(hào)分量未超過(guò)所述預(yù)定檢出幅度閾值，則確定 所述一條或多條第 一檢出電線中的第 一檢出電線開(kāi)路故障；將來(lái)自所迷第二檢出傳感器的第二響應(yīng)信號(hào)的第二注入信號(hào)分量 與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較；以及如果所述第二注入信號(hào)分量未超過(guò)所述預(yù)定檢出幅度閾值，則確定 所述一條或多條第二檢出電線中的第二檢出電線開(kāi)路故障。
14. 一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于將第一檢出響應(yīng)信號(hào)的第一檢出響應(yīng)相位和笫二檢出響應(yīng)信號(hào)的 第二檢出響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相位差閾值進(jìn)行比較，經(jīng)由 所述電纜線路從所述第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器接收所述 第一檢出響應(yīng)信號(hào)和所述第二檢出響應(yīng)信號(hào)；以及如果所述相位差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定檢出連接定 向故障。
15. 根椐權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于還包括如果確定 存在檢出連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于還包括在所述確 定之后，如果確定存在檢出連接定向故障，則使從一個(gè)檢出傳感器接收 的響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
17. —種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于將跨越所述驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻RD的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù) 定電壓閾值進(jìn)^f亍比較；以及如果所述驅(qū)動(dòng)電阻電壓未超過(guò)所述預(yù)定電壓閾值，則確定所述一條 或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所迷的方法，其特征在于還包括如果確定 存在驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
19. 一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于將響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值進(jìn)行比較，所述響應(yīng)信 號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間的差值，從第一檢出傳 感器和第二檢出傳感器中的至少一個(gè)接收所述響應(yīng)信號(hào)相位；以及如果所述響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)所述預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，則確定 一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于還包括如果確定 存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
21. 根椐權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于還包括在所述確 定之后，如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
22. —種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于確定振動(dòng)響應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)幅度；以及如果所述振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則確定一條或 多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于還包括如果確定 存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于還包括在所述確 定之后，如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
25. —種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法，所述方 法的特征在于針對(duì)檢出電線開(kāi)路故障測(cè)試所迷電纜線路的一條或多條第一檢出 電線和一條或多條第二檢出電線，所述一條或多條第一檢出電線和所述 一條或多條第二檢出電線包含在所述電纜線路中并分別連接到第一檢 出傳感器和第二檢出傳感器；如果在所述一條或多條第一檢出電線和所述一條或多條第二檢出 電線中確定沒(méi)有檢出電線開(kāi)路故障，則針對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試所述 一條或多條第一檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線；針對(duì)驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障測(cè)試所述電纜線路的一條或多條驅(qū)動(dòng)器 電線；以及如果在所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中確定沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故 障，則針對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè)試所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括如果確定 在所述一條或多條第一檢出電線中、在所述一條或多條第二檢出電線 中、或在所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中存在電線開(kāi)路故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括如果確定 在所述一條或多條第一檢出電線中、在所述一條或多條第二檢出電線 中、或在所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中存在連接定向故障，則產(chǎn)生警報(bào)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)檢出電 線開(kāi)路故障測(cè)試一個(gè)或多個(gè)檢出傳感器包括將從所述第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器中的至少一個(gè)接 收的響應(yīng)信號(hào)的注入信號(hào)分量與預(yù)定檢出幅度閾值進(jìn)行比較；以及 如果所述注入信號(hào)分量未超過(guò)所述預(yù)定檢出幅度閾值，則確定相應(yīng)的 一條或多條第 一檢出電線或相應(yīng)的一條或多條第二檢出電線中的檢 出電線開(kāi)路故障。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所迷的方法，其特征在于，所述針對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試所述一條或多條第一檢出電線和所述一條或多條第二檢出電線包括將第一檢出響應(yīng)信號(hào)的第一檢出響應(yīng)相位和第二檢出響應(yīng)信號(hào)的 第二檢出響應(yīng)相位之間的相位差與預(yù)定檢出相位差閾值進(jìn)行比較，經(jīng)由 所述電纜線路從所述第一檢出傳感器和所述第二檢出傳感器接收所述 第一檢出響應(yīng)信號(hào)和所述第二檢出響應(yīng)信號(hào)；以及如果所述相位差超過(guò)所述預(yù)定檢出相位差閾值，則確定檢出連接定 向故障。
30. 根椐權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括在所述針 對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試之后，如果確定存在檢出連接定向故障，則使 來(lái)自 一個(gè)檢出傳感器的響應(yīng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，針對(duì)電線開(kāi)路測(cè) 試所述驅(qū)動(dòng)器包括將跨越所迷驅(qū)動(dòng)電路輸出端處的驅(qū)動(dòng)電阻RD的驅(qū)動(dòng)電阻電壓與預(yù) 定電壓閾值進(jìn)行比較；以及如果所述驅(qū)動(dòng)電阻電壓未超過(guò)所述預(yù)定電壓閾值，則確定所述一條 或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)驅(qū)動(dòng)器 連接定向故障測(cè)試所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線包括將響應(yīng)信號(hào)相位差與預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值進(jìn)行比較，所述響應(yīng)信 號(hào)相位差包括響應(yīng)信號(hào)相位和驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位之間的差值，從所述第一檢 出傳感器和所述第二檢出傳感器中的至少一個(gè)接收所述響應(yīng)信號(hào)相位； 以及如果所述響應(yīng)信號(hào)相位差超過(guò)所述預(yù)定驅(qū)動(dòng)器相位差閾值，則確定 一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)驅(qū)動(dòng)器 連接定向故障測(cè)試所述 一 條或多條驅(qū)動(dòng)器電線包括確定振動(dòng)響應(yīng)的纟展動(dòng)響應(yīng)幅度；以及如果所述振動(dòng)響應(yīng)幅度基本上不跟蹤驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度，則確定一條或 多條驅(qū)動(dòng)器電線中的驅(qū)動(dòng)器連接定向故障。
34. 根椐權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括在所述針 對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè)試所述一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線之后，如果確定存在驅(qū)動(dòng)器連接定向故障，則使來(lái)自所述驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)翻轉(zhuǎn)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于檢測(cè)流量計(jì)的電纜線路中的電纜故障的方法。該方法包括針對(duì)檢出電線開(kāi)路故障測(cè)試電纜線路的一條或多條第一檢出電線和一條或多條第二檢出電線。該方法還包括如果在所述第一檢出電線和所述第二檢出電線中確定沒(méi)有檢出電線開(kāi)路故障，則針對(duì)檢出連接定向故障測(cè)試所述第一檢出電線和所述第二檢出電線。該方法還包括針對(duì)驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障測(cè)試電纜線路的一條或多條驅(qū)動(dòng)器電線。該方法還包括如果在所述驅(qū)動(dòng)器電線中確定沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器電線開(kāi)路故障，則針對(duì)驅(qū)動(dòng)器連接定向故障測(cè)試所述驅(qū)動(dòng)器電線。
文檔編號(hào)G01F1/84GK101421593SQ200680053469
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者C·B·麥卡納利, P·J·海斯 申請(qǐng)人:微動(dòng)公司