一種控制形成為雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的流量測(cè)量裝置的線圈布置中激勵(lì)能量的方法
【專利摘要】一種控制流量測(cè)量裝置的線圈布置中的激勵(lì)能量的方法，用于根據(jù)激勵(lì)能量產(chǎn)生穿過介質(zhì)的磁場(chǎng)B，流量測(cè)量裝置具有存儲(chǔ)能量的能量緩沖系統(tǒng)并且被構(gòu)造成為雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述流量測(cè)量裝置具有多個(gè)操作狀態(tài)，所述流量測(cè)量裝置在這些操作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，并且操作狀態(tài)描述按時(shí)間間隔脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流。在所述方法中，至少一個(gè)第一操作狀態(tài)以第一功率水平操作，在該操作狀態(tài)下，在第一脈沖線圈布置激勵(lì)第一最大電流強(qiáng)度的激勵(lì)電流，該脈沖還具有第一脈沖暫停，其特征在于以下步驟：A)存儲(chǔ)供應(yīng)的超量功率水平，其超出了操作裝置的最小功率水平，以使得根據(jù)能量緩沖系統(tǒng)中供應(yīng)的功率水平在脈沖期間操作線圈布置；其中在第一脈沖暫停中發(fā)生能量緩沖系統(tǒng)的至少部分充電，并且在電流強(qiáng)度的激勵(lì)期間發(fā)生能量緩沖系統(tǒng)的至少部分放電；以及B)改變到第二操作狀態(tài)，在第二操作狀態(tài)下在第二脈沖線圈布置激勵(lì)激勵(lì)電流，該脈沖具有第二脈沖暫停，第二脈沖暫停比第一脈沖暫停短。
【專利說明】—種控制形成為雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的流量測(cè)量裝置的線圈布置中激勵(lì)能量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制實(shí)施成雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的流量測(cè)量裝置的線圈布置中激勵(lì)能量的方法，如權(quán)利要求1前序部分限定的。

【背景技術(shù)】
[0002]磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置利用電動(dòng)感應(yīng)原理進(jìn)行體積流量測(cè)量:介質(zhì)的電荷載流子垂直于磁場(chǎng)移動(dòng)，使得在實(shí)質(zhì)上既垂直于介質(zhì)流動(dòng)方向又垂直于磁場(chǎng)方向上同樣設(shè)置的電極中感應(yīng)出電壓。該感應(yīng)的測(cè)量電壓與測(cè)量管橫截面中的平均介質(zhì)流動(dòng)速度成比例，并且因此與體積流量成比例。如果已知介質(zhì)密度，就可以確定管道，尤其是測(cè)量管中的質(zhì)量流量。測(cè)量電壓通常經(jīng)過電極對(duì)分接，電極對(duì)設(shè)置在測(cè)量管中磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的區(qū)域，并且因此期望得到最大的測(cè)量電壓。電極通常與介質(zhì)通電地連接；但是，具有非接觸、電容性地連接的電極的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置也是已知的。
[0003]測(cè)量管可以由導(dǎo)電材料，例如不銹鋼，或者由電絕緣材料制造。如果測(cè)量管由導(dǎo)電材料制造，那么它就必須布線在具有電絕緣材料襯套的與介質(zhì)相接觸的區(qū)域。該電絕緣材料襯套例如由取決于溫度和介質(zhì)的熱塑性、熱硬化性或彈性的合成材料組成。但是，具有陶瓷襯套的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置也是已知的。
[0004]在歷史上，這種雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要這樣設(shè)計(jì)，將形成為電流回路的單對(duì)導(dǎo)線中瞬時(shí)流動(dòng)的供給電流的瞬時(shí)電流電平被設(shè)置為4mA到20mA之間的值，并且該瞬時(shí)電流電平還同時(shí)表示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備瞬時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量值，尤其是瞬時(shí)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的激勵(lì)值。因此，這種雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的特別問題在于，至少名義上可用的或由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電子器件使用的功率-接下來簡(jiǎn)稱為“可用功率在操作中可能以實(shí)際上不可預(yù)測(cè)的方式在很大范圍內(nèi)波動(dòng)?？紤]到這些，因此，現(xiàn)在的雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(2L現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)，尤其是現(xiàn)在的具有(4mA到20mA)電流回路的雙線測(cè)量設(shè)備(2L測(cè)量設(shè)備)，通常被設(shè)計(jì)為，利用在評(píng)估和操作電路中提供的微計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的設(shè)備功能是可變的，并且因此，操作和評(píng)估電路，通常在任意情況下都僅使用少量功率，因此，可以匹配于瞬時(shí)可用功率。
[0005]在磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的所有部件中，產(chǎn)生穿過測(cè)量材料的磁場(chǎng)B的線圈布置所需要的能量最大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，用于盡可能有效管理流量測(cè)量裝置形式的雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可用功率。
[0007]本發(fā)明通過權(quán)利要求1限定的方法來完成該目的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制流量測(cè)量裝置中線圈布置的激勵(lì)能量的方法，用于根據(jù)激勵(lì)能量產(chǎn)生穿過介質(zhì)的磁場(chǎng)B，流量測(cè)量裝置具有存儲(chǔ)能量的能量緩沖系統(tǒng)并且被實(shí)施成雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中，流量測(cè)量裝置具有多個(gè)操作狀態(tài)，流量測(cè)量裝置在這些操作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，并且操作狀態(tài)描述按時(shí)間間隔脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流，其中至少第一操作狀態(tài)以第一功率操作，在該第一操作狀態(tài)下在第一周期內(nèi)利用第一最大電流電平的激勵(lì)電流激勵(lì)線圈布置，其中該周期還具有第一脈沖暫停，其中該方法特征在于以下步驟:
[0009]A)存儲(chǔ)饋入超量能量，其超出了操作裝置的最小功率，用于根據(jù)能量緩沖系統(tǒng)中供給的功率，在周期期間操作線圈布置；
[0010]其中在第一脈沖暫停中發(fā)生能量緩沖系統(tǒng)的至少部分充電，以及在電流電平的激勵(lì)期間發(fā)生能量緩沖系統(tǒng)的至少部分放電；以及
[0011]B)改變到第二操作狀態(tài)，在該第二操作狀態(tài)下在第二周期內(nèi)用激勵(lì)電流來激勵(lì)線圈布置，其中第二周期具有第二脈沖暫停，第二脈沖暫停短于第一脈沖暫停。
[0012]在這種情形中，線圈布置被認(rèn)為是消耗組，其以至少最小功率持續(xù)操作。在這種情形中，線圈布置優(yōu)選包括線圈和電路。通過本發(fā)明的方法，可以有效利用超量能量，用于減少暫停脈沖比率，以促進(jìn)持續(xù)操作，或者增加激勵(lì)電流電平的幅度。
[0013]本發(fā)明的有利實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0014]有利地，采用電容器，即節(jié)省成本的部件，作為能量緩沖系統(tǒng)。
[0015]此外有利地是，對(duì)激勵(lì)能量的控制獨(dú)立于流量測(cè)量裝置的終端電壓和/或終端電流。根據(jù)這種構(gòu)造，終端電壓和/或終端電流僅時(shí)間離散地可分接。
[0016]特別的優(yōu)選操作狀態(tài)是，產(chǎn)生第二脈沖暫停為零的持續(xù)脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流。
[0017]本發(fā)明既可應(yīng)用于磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置，也可應(yīng)用于科里奧利流量測(cè)量裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在，參照附圖，將更詳細(xì)地論述根據(jù)磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的本發(fā)明的方法，其中唯一的附圖，圖1示出了三種操作狀態(tài)的波形。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在不知道關(guān)于終端電壓和終端電流即施加到電源的電流電平和電壓的信息的程度情況下，流量測(cè)量裝置采用最小功率工作直到其它信息變?yōu)榭捎?。另一方面，電壓不依賴于流?其僅僅取決于外部因素。由此產(chǎn)生的功率是流比例、電流電平和外部影響電壓的組合。
[0020]圖1示出了三種操作狀態(tài)A、B和C。傳統(tǒng)地，在實(shí)施為雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的情形中，僅僅采用第一操作狀態(tài)A。通過考慮雙線流量測(cè)量裝置持續(xù)工作的最小功率，正好足以實(shí)現(xiàn)該操作狀態(tài)A來證明。已知其它裝置同樣地改變操作狀態(tài)。但是，這不是基于能量存儲(chǔ)器的充電狀態(tài)，尤其是能量緩沖系統(tǒng)的充電狀態(tài)。
[0021]通過提供能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明，基于發(fā)生在能量緩沖系統(tǒng)中的中間存儲(chǔ)中的上升的功率，為線圈布置供給脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流。在這種情形中，第一周期I包括到達(dá)最大電流電平3的感應(yīng)時(shí)間2和接下來其中沒有激勵(lì)產(chǎn)生的脈沖暫停4。
[0022]如果考慮操作狀態(tài)A，則在感應(yīng)時(shí)間內(nèi)能量緩沖系統(tǒng)放電。在第一脈沖暫停4內(nèi)能量緩沖系統(tǒng)充電。在系統(tǒng)的供應(yīng)功率大于執(zhí)行第一操作狀態(tài)所需功率的程度的情況下，僅僅存在能量緩沖系統(tǒng)部分放電，使得可通過超量功率持續(xù)充電。
[0023]優(yōu)選地，在能量存儲(chǔ)的同時(shí)或功率存儲(chǔ)之后，流量測(cè)量裝置可以將正在操作的狀態(tài)變化到操作狀態(tài)B或者-特別優(yōu)選地-變化到操作狀態(tài)C，該狀態(tài)連續(xù)循環(huán)產(chǎn)生激勵(lì)電流。在操作狀態(tài)C中，脈沖暫停等于零。但是，激勵(lì)電流的幅度，或者說最大電流電平可以仍然增加。
[0024]在存在較高功率期間，能量緩沖系統(tǒng)可以較快地充電。通過這種方法，當(dāng)不存在電流電平增長(zhǎng)時(shí)，可以縮短時(shí)間間隔。這通過圖1中的操作狀態(tài)B示出。
[0025]在存在更高功率期間，流量測(cè)量裝置可以轉(zhuǎn)換到尤其優(yōu)選的操作狀態(tài)C，在這種情況下，持續(xù)的電流供應(yīng)是可能的。在這種情況下，放大了信噪分離，使得可以感知到更多的信號(hào)，也就是說，總體上能夠確定更精確的測(cè)量值。
【權(quán)利要求】
1.一種控制流量測(cè)量裝置的線圈布置中的激勵(lì)能量的方法，用于根據(jù)所述激勵(lì)能量產(chǎn)生穿過介質(zhì)的磁場(chǎng)B，所述流量測(cè)量裝置具有用來儲(chǔ)存能量的能量緩沖系統(tǒng)并且被實(shí)施為雙線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中，所述流量測(cè)量裝置具有多個(gè)操作狀態(tài)，所述流量測(cè)量裝置在所述操作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，并且所述操作狀態(tài)描述按時(shí)間間隔脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流，其中至少第一操作狀態(tài)以第一功率操作，在該第一操作狀態(tài)下，在第一周期內(nèi)利用第一最大電流電平的激勵(lì)電流來激勵(lì)所述線圈布置，其中所述周期還具有第一脈沖暫停，其中所述方法的特征在于以下步驟: A)儲(chǔ)存超過了操作所述裝置的最小功率的饋入超量功率，用于根據(jù)所述能量緩沖系統(tǒng)中供給的能量，在周期期間操作所述線圈布置； 其中，在所述第一脈沖暫停中發(fā)生所述能量緩沖系統(tǒng)的至少部分充電，以及在所述電流電平的激勵(lì)期間發(fā)生所述能量緩沖系統(tǒng)的至少部分放電；以及 B)改變到第二操作狀態(tài)，在該第二操作狀態(tài)下，在第二周期內(nèi)利用激勵(lì)電流來激勵(lì)所述線圈布置，其中，所述第二周期具有第二脈沖暫停，所述第二脈沖暫停短于所述第一脈沖暫停。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述能量緩沖系統(tǒng)的充電狀態(tài)，所述流量測(cè)量裝置在兩個(gè)操作狀態(tài)之間改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，電容器被用作能量緩沖系統(tǒng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，獨(dú)立于所述流量測(cè)量裝置上的終端電壓和/或終端電流而進(jìn)行所述激勵(lì)能量的控制。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第二操作狀態(tài)能夠產(chǎn)生具有第二脈沖暫停為零的持續(xù)脈沖產(chǎn)生的激勵(lì)電流。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述能量緩沖系統(tǒng)被集成到所述流量測(cè)量裝置的殼體內(nèi)，優(yōu)選所述流量測(cè)量裝置是磁感應(yīng)或科里奧利流量測(cè)量裝置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述能量緩沖系統(tǒng)具有20mJ的最小存儲(chǔ)容量，優(yōu)選是0-30mA的電流電平。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述第二操作狀態(tài)下，在第二周期內(nèi)利用所述第一最大電流電平的激勵(lì)電流來激勵(lì)所述線圈布置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，在所述第二操作狀態(tài)下，在第二周期內(nèi)利用第二最大電流電平的激勵(lì)電流來激勵(lì)所述線圈布置，其中，所述第二最大電流電平大于所述第一最大電流電平。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第二脈沖暫停是零。
【文檔編號(hào)】G01F1/60GK104395701SQ201380031360
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】安德烈·施帕林格, 托馬斯·孔, 馬庫(kù)斯·魯費(fèi)納赫特 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司