本發(fā)明涉及用于通過磁性感應(yīng)的帶有測量管和磁場產(chǎn)生設(shè)備的流量測量器件進行流量測量的方法，其中，從所述磁場產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生磁場，并且其中，所述磁場分別在反轉(zhuǎn)間隔的在時間上的間距中得到反轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)：

所屬類型的磁性感應(yīng)的流量測量器件通過測量管來測量介質(zhì)的流量，其中，所述測量管通常完全地利用介質(zhì)來填充。另外，如此地從磁場產(chǎn)生設(shè)備來產(chǎn)生磁場，即所述磁場至少部分地貫穿位于所述測量管中的介質(zhì)，并且介質(zhì)的通過所述測量管進行的流量在所述介質(zhì)中感應(yīng)了感應(yīng)電壓。在此，所述感應(yīng)電壓比例于在介質(zhì)中的磁場的磁通密度。通常，所述磁場產(chǎn)生設(shè)備具有帶有用于產(chǎn)生磁場的線圈和帶有用于導引所述磁場的軛的電磁體。所述感應(yīng)電壓比例于介質(zhì)通過所述測量管的通流速度，并且從所述通流速度中例如在使用測量管的內(nèi)橫截面積的情況下確定介質(zhì)通過所述測量管的體積流量，或者在額外地使用介質(zhì)的密度的情況下確定所述介質(zhì)通過所述測量管的質(zhì)量流量。所述介質(zhì)通過測量管的流量據(jù)此涉及所述介質(zhì)通過所述測量管的體積流量以及質(zhì)量流量。

所述磁場的反轉(zhuǎn)分別在反轉(zhuǎn)間隔之一內(nèi)進行并且對應(yīng)于所述磁場的方向的反轉(zhuǎn)。據(jù)此，所述磁場的強度在相應(yīng)的反轉(zhuǎn)間隔中首先是暫態(tài)的并且在瞬態(tài)振蕩（einschwingen）后是恒定的。這樣的磁場也稱為經(jīng)改變的或稱為經(jīng)同步的直流磁場。如果電磁體利用線圈產(chǎn)生了磁場，則經(jīng)接通的磁場例如通過以下方式產(chǎn)生，即恒定的電流進入所述線圈中并且電流的方向在反轉(zhuǎn)間隔后得到反轉(zhuǎn)。

介質(zhì)的通過所述測量管的通流速度在大多情況下不同于零，當然也能夠計為零，從而所述介質(zhì)在測量管中靜止。對于在測量管中靜止的介質(zhì)所測量的流量也稱為零流量。如果在測量管中的介質(zhì)靜止并且所測量的零流量不等于零，則所測量的零流量也被稱為零流量誤差。在通流速度不同于零時測量的流量（被零流量誤差疊加，從而減小了所述流量的測量準確性。

從ep1970675a2中已知磁性感應(yīng)的流量測量器件，該流量測量器件構(gòu)造用于：測量介質(zhì)的零流量，確定與互相接續(xù)地測量的零流量的偏差，并且如果所述偏差超過預先給定的值域，便輸出該超過。從us5402685中已知：給磁性感應(yīng)的流量測量器件配備校準設(shè)備和零平衡設(shè)備。us2007/0088511al建議了不同的辦法，以用于改善磁性感應(yīng)的流量測量器件的測量準確性。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于通過所屬類型的磁性感應(yīng)的流量測量器件來進行流量測量的方法，在其實施時測量介質(zhì)通過所述測量管的流量，并且其中，所述經(jīng)測量的流量以不能夠通過所述方法偵測的零流量誤差偏離于所述介質(zhì)的實際的流量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明所針對的任務(wù)在于，說明一種用于流量測量的方法，使得實現(xiàn)零流量誤差的偵測。

根據(jù)本發(fā)明的方法（在該方法中解決了先前所導出的和所示的任務(wù)）首先并且基本上通過下述的方法步驟來表征：

在第一方法步驟中，所述測量管利用第一介質(zhì)完全地填充，其中所述第一介質(zhì)在經(jīng)填充的測量管中靜止。所述第一介質(zhì)例如是水或其它的介質(zhì)，該介質(zhì)適合用于通過磁性感應(yīng)的流量測量器件進行流量測量。于是，在第一測量間隔上測量所述磁場的強度，并且對于第一測量間隔確定所述磁場的所測量的強度對時間的導數(shù)。第一方法步驟優(yōu)選地在磁性感應(yīng)的流量測量器件的校準期間得到實施。通常，所述校準在安裝磁性感應(yīng)的流量測量器件到其運行位置前得到實施。

在第二方法步驟中，所述測量管由第二介質(zhì)穿流。在此，在第二測量間隔上測量所述磁場的強度，并且對于第二測量間隔確定所述磁場的所測量的強度對時間的導數(shù)。所述第二介質(zhì)要么與第一介質(zhì)相同要么是其它的介質(zhì)，該介質(zhì)適合用于磁性感應(yīng)的流量測量器件的流量測量。同樣，第二介質(zhì)完全填充所述測量管。也把在測量管中靜止的第二介質(zhì)視為第二介質(zhì)通過所述測量管的流量。

在第三方法步驟中，確定了用于第二測量間隔的導數(shù)與用于第一測量間隔的導數(shù)的第一導數(shù)偏差。第一導數(shù)偏差能夠例如是在用于第二測量間隔的導數(shù)和用于第一測量間隔的導數(shù)之間的差。

在第四方法步驟中，給零流量誤差配設(shè)所述經(jīng)確定的第一導數(shù)偏差。

在第一方法步驟后面跟隨的方法步驟通常在磁性感應(yīng)的流量測量器件的運行位置處實施，其中，所述測量管由介質(zhì)在該運行位置處穿流。當然也能夠在該運行位置處執(zhí)行第一方法步驟，當保證所述介質(zhì)在測量管中靜止時。

在此，每個測量間隔如此地分別布置在所述反轉(zhuǎn)間隔之一中，使得在相應(yīng)的測量間隔中所述磁場的強度是暫態(tài)的。由此保證的是，所述磁場的所測量的強度對時間的導數(shù)不同于零。

根據(jù)本發(fā)明，在密集地研究對在所屬類型的磁性感應(yīng)的流量測量器件的測量管中靜止的介質(zhì)處的零流量效果期間，可見在磁場的強度的穩(wěn)定性和所測量的零流量之間的清楚的關(guān)系。在該研究中，經(jīng)過完整的反轉(zhuǎn)間隔來測量零流量。在此，識別到了在所述磁場的強度對時間的導數(shù)和所測量的通流速度之間的強烈的關(guān)聯(lián)。所述磁場的強度對時間的導數(shù)是磁性感應(yīng)的流量測量器件的新的特性曲線，該特性曲線表征所述磁性感應(yīng)的流量測量器件。為了用在所述方法中，所述特性曲線例如存放在磁性感應(yīng)的流量測量器件中。已看出的是，所述特性曲線的偏差與零流量誤差對應(yīng)。當所述磁性感應(yīng)的流量測量器件的特性隨時間改變時，在磁性感應(yīng)的流量測量器件的運行中例如出現(xiàn)此特性曲線的偏差。如果所述磁場例如通過帶有軛和用于利用電流來供應(yīng)電磁體的驅(qū)動電路的電磁體產(chǎn)生，則例如所述軛的和/或所述驅(qū)動電路的特性隨著時間改變。

根據(jù)本發(fā)明的方法相對于從現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法具有的優(yōu)點是，會偵測到零流量誤差。尤其額外于從現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于通過所屬類型的磁性感應(yīng)的流量測量器件進行流量測量的方法能夠?qū)嵤┧龇椒?。?jīng)過偵測零流量誤差也偵測所述磁性感應(yīng)的流量測量器件的特性的改變。

因為所述磁場在反轉(zhuǎn)間隔后反轉(zhuǎn)，則在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個設(shè)計方案中設(shè)置的是，所述第一測量間隔和所述第二測量間隔分別對應(yīng)于所述反轉(zhuǎn)間隔之一。據(jù)此，第一測量間隔的時間上的持續(xù)時間對應(yīng)于反轉(zhuǎn)間隔之一的時間上的持續(xù)時間，并且第二測量間隔的時間上的持續(xù)時間對應(yīng)于反轉(zhuǎn)間隔中的另一個的時間上的持續(xù)時間。通過第一測量間隔和第二測量間隔分別與反轉(zhuǎn)間隔之一的對應(yīng)，簡化了根據(jù)本發(fā)明的方法的施行。

能夠在使用將第一導數(shù)偏差配設(shè)給零流量誤差的情況下以不同的彼此備選的方式來構(gòu)造所述根據(jù)本發(fā)明的方法。

在一個設(shè)計方案中設(shè)置的是，在第二測量間隔中測量第二介質(zhì)通過所述測量管的流量，并且所測量的流量以所述零流量誤差得到修正。例如修正所述零流量誤差的辦法是：從所測量的流量減去所述零流量誤差。由此以簡單的方式補償了第一導數(shù)偏差的效果。

在對于上述的構(gòu)造方案備選的構(gòu)造方案中設(shè)置的是，在第三測量間隔上測量所述磁場的強度，并且對于該第三測量間隔確定所述磁場的所測量的強度對時間的導數(shù)。然后，確定用于第三測量間隔的導數(shù)與用于第一測量間隔的導數(shù)的第二導數(shù)偏差。此外，在第三測量間隔中，測量所述第二介質(zhì)通過測量管的流量。在此，如此地設(shè)定在第三測量間隔中的磁場的強度，使得相比于第一導數(shù)偏差至少減小第二導數(shù)偏差。在這種構(gòu)造方案中，不補償?shù)谝粚?shù)偏差的效果，而是減小第一導數(shù)偏差的起因，從而在第三測量間隔中通過所述測量管測量的流量具有至少一個經(jīng)減小的零流量誤差。

在另一個備選的構(gòu)造方案中設(shè)置的是，在第三測量間隔上測量所述磁場的強度，并且對于該第三測量間隔確定所述磁場的所測量的強度對時間的導數(shù)。然后，確定用于第三測量間隔的導數(shù)與用于第一測量間隔的導數(shù)的第二導數(shù)偏差。此外，在第三測量間隔中測量第二介質(zhì)通過所述測量管的流量，在第二測量間隔中測量第二介質(zhì)通過所述測量管的流量，并且從在第二測量間隔中所測量的流量和在第三測量間隔中所測量的流量中確定平均值。在此，如此地設(shè)定在第三測量間隔中的磁場的強度，使得被反轉(zhuǎn)的第一導數(shù)偏差對應(yīng)于第二導數(shù)偏差；所述零流量誤差疊加著在第二測量間隔中以及在第三測量間隔中所測量的流量并且通過第一導數(shù)偏差在第三測量間隔中的反轉(zhuǎn)而同樣被反轉(zhuǎn)。通過從在第二和在第三測量間隔中測量的流量所形成的平均值的確定由此補償了零流量誤差。

如果所述磁場例如通過帶有軛和用于利用電流來供應(yīng)電磁體的驅(qū)動電路的電磁體產(chǎn)生，則導數(shù)偏差的起因例如是所述軛的特性隨時間進行的改變、也即軛的老化。在此示例中，所述磁場的強度通過由驅(qū)動電路所產(chǎn)生的電流的大小來確定，從而通過在第三測量間隔中的所述電流的合適的改變相應(yīng)于兩個前述的構(gòu)造方案來減小或反轉(zhuǎn)所述第二導數(shù)偏差。

因為所述磁場在反轉(zhuǎn)間隔后得到反轉(zhuǎn)，則不僅有利的是，所述第一測量間隔以及所述第二測量間隔分別對應(yīng)于所述反轉(zhuǎn)間隔之一，而且也有利的是，所述第三測量間隔對應(yīng)于所述反轉(zhuǎn)間隔中的另一個。

在所述方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置的是，所述反轉(zhuǎn)間隔是恒定的。所述反轉(zhuǎn)間隔是恒定的，當其時間上的持續(xù)時間相同時。恒定的反轉(zhuǎn)間隔簡化了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施。

作為磁場的強度能夠要么采用磁性的場強要么采用所述磁場的磁通密度。

在一個設(shè)計方案中設(shè)置的是，所述磁場的磁性的場強由霍爾傳感器測量，并且經(jīng)測量的磁性的場強被采用作為所述磁場的強度，或者從所述經(jīng)測量的磁性的場強中確定所述磁場的強度；例如所述磁通密度被采用作為所述磁場的強度，并且從所述磁性的場強中在使用所述介質(zhì)的滲透性的情況下確定在所述介質(zhì)中的磁通密度。

在一個對上述的構(gòu)造方案備選的構(gòu)造方案中設(shè)置的是，所述磁場的磁通密度的在時間上的改變由測量線圈來測量，并且所述磁通密度的經(jīng)測量的在時間上的改變被采用作為所述磁場的強度的測量和作為所述磁場的強度對時間的導數(shù)；據(jù)此，使用所述測量線圈是尤其有利的，當所述磁場的磁通密度被采用作為所述磁場的強度時，這是因為所述測量線圈直接測量所述磁通密度的時間上的導數(shù)并且由此所述磁場的強度的測量和所述磁場的強度對時間的導數(shù)疊合。

附圖說明

具體而言，給定了多個可行方案，以用于構(gòu)造并且改型所述根據(jù)本發(fā)明的方法。另外，結(jié)合附圖來參照優(yōu)選的實施例和其它實施例的下述的說明。在附圖中示出了：

圖1是在慣常運行中的磁性感應(yīng)的流量測量器件的實施例，并且

圖2是用于磁性感應(yīng)的流量測量器件的流量測量的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1示出了在運行位置處的在慣常運行中的磁性感應(yīng)的流量測量器件1。磁性感應(yīng)的流量測量器件1具有測量管2、用于產(chǎn)生磁場4的磁場產(chǎn)生設(shè)備3、霍爾傳感器5和控制設(shè)備6。在一個備選的實施例中，磁性感應(yīng)的流量測量器件1在霍爾傳感器5的位置處具有測量線圈。

磁場產(chǎn)生設(shè)備3自身具有線圈7和軛8并且由此表現(xiàn)為電磁體。線圈7在軛8的區(qū)段中圍繞該軛卷繞并且所述軛8由帶有相比于軛8的周圍環(huán)境更小的磁阻的材料形成，從而由線圈電流is產(chǎn)生的磁場4優(yōu)選地在所述軛8中擴展。所述軛8如此地構(gòu)造，使得它形成帶有氣隙的磁性的回路，其中，所述測量管2布置在所述氣隙中。在圖1中僅示意展示了在氣隙中的磁場4。磁場4至少部分地貫穿所述測量管2和流動通過所述測量管2的第二介質(zhì)9。在此，磁場4的方向垂直于第二介質(zhì)9的流動方向，從而電勢走勢被感應(yīng)到第二介質(zhì)9中，該電勢走勢的方向不僅垂直于磁場4的方向也垂直于第二介質(zhì)9的流動方向進行定向。

測量管2的壁由這樣的材料形成，該材料對于磁場是透明的、也即不影響所述磁場4。在測量管2的壁中對置有兩個空隙，其中，在其中一個空隙中布置有第一測量電極10并且在另一個空隙中布置有第二測量電極11。第一測量電極10和第二測量電極11處于與第二介質(zhì)9的電流接觸中。在第一測量電極10和第二測量電極11之間施加有通過在第二介質(zhì)9中的電勢走勢所引起的感應(yīng)電壓ui，該感應(yīng)電壓被提供給控制設(shè)備6。

控制設(shè)備6測量感應(yīng)電壓ui并且在該實施例中在使用所測量感應(yīng)電壓ui和測量管2的內(nèi)橫截面積的情況下確定第二介質(zhì)9的通過所述測量管2的體積流量，其中，所述控制設(shè)備6考慮的是，所述感應(yīng)電壓ui比例于第二介質(zhì)9的通過所述測量管2的通流速度以及比例于在第二介質(zhì)9中的磁場4的磁通密度。

在該實施例中，磁場4的磁性的場強被采用作為磁場4的強度。為了測量所述磁性的場強，提供了傳感器，該傳感器利用霍爾效應(yīng)，因此在這里所述霍爾傳感器5在磁場4中布置在在測量管2和軛8之間的氣隙中。該霍爾傳感器產(chǎn)生測量電壓um，該測量電壓比例于該霍爾傳感器所經(jīng)受的磁場4的磁性的場強。所述測量電壓um被提供給控制設(shè)備6。所述控制設(shè)備6測量所述測量電壓um并且然后從測量的測量電壓um中確定所述磁場4的磁性的場強。

控制設(shè)備6在該實施例中被構(gòu)造用于：將線圈電流is以恒定的量值壓入線圈7中并且線圈電流is的方向在各一個反轉(zhuǎn)間隔后得到逆反。由此，也將磁場4在每個反轉(zhuǎn)間隔后反轉(zhuǎn)，因此磁場4也稱為經(jīng)改變的或稱為經(jīng)同步的直流磁場。在該實施例中，反轉(zhuǎn)間隔的時間上的持續(xù)時間是相同的。但是，在另一個實施例中，反轉(zhuǎn)間隔的時間上的持續(xù)時間彼此不同。

在下文中說明了一種方法，該方法具有實施被展示在圖2中的流程圖的方法步驟。

第一方法步驟12不在磁性感應(yīng)的流量測量器件1的慣常運行期間得到實施，而是在磁性感應(yīng)的流量測量器件1的校準期間得到實施。在第一方法步驟12中，所述測量管2利用第一介質(zhì)完全地填充，其中，所述第一介質(zhì)例如是水并且在經(jīng)填充的測量管2中靜止。然后，由控制設(shè)備6在第一測量間隔上測量所述磁場4的強度，并且對于第一測量間隔確定所測量的磁場4的強度對時間的導數(shù)。

所述磁場4的強度對時間的導數(shù)是磁性感應(yīng)的流量測量器件1的新的特性曲線，該特性曲線表征所述磁性感應(yīng)的流量測量器件1。已看出的是，所述特性曲線的偏差與零流量誤差對應(yīng)。當所述軛8的特性隨時間改變時，在磁性感應(yīng)的流量測量器件1的慣常的運行中例如出現(xiàn)此特性曲線的偏差。

跟隨著第一方法步驟12的方法步驟在磁性感應(yīng)的流量測量器件1的慣常的運行期間由控制設(shè)備6來實施，而測量管2由在這里同樣是水的第二介質(zhì)9穿流。所述第一介質(zhì)和第二介質(zhì)9在該實施例中是相同的，當然也能夠彼此不同。

在第二方法步驟13中，在第二測量間隔上測量所述磁場4的強度，并且對于第二測量間隔確定所述磁場4的所測量的強度對時間的導數(shù)。

在第三方法步驟14中，確定了用于第二測量間隔的導數(shù)與用于第一測量間隔的導數(shù)的第一導數(shù)偏差，辦法是：形成用于第二測量間隔的導數(shù)與用于第一測量間隔的導數(shù)的差。

在第四方法步驟15中，給零流量誤差配設(shè)所述經(jīng)確定的第一導數(shù)偏差。額外地，在第二方法步驟13期間，在第二測量間隔中測量第二介質(zhì)9通過所述測量管2的流量，并且所測量的流量關(guān)于零流量誤差得到修正，辦法是：從所測量的流量中減去所述零流量誤差。

在當前的方法中，反轉(zhuǎn)間隔是恒定的，也就是說，其時間上的持續(xù)時間是恒定的。第一和第二測量間隔分別對應(yīng)于反轉(zhuǎn)間隔。對于第一和第二測量間隔，磁場4的所測量的強度對時間的導數(shù)分別在整個測量間隔中得以確定。

附圖標記清單

1磁性感應(yīng)的流量測量器件

2測量管

3磁場產(chǎn)生設(shè)備

4磁場

5霍爾傳感器

6控制設(shè)備

7線圈

8軛

9第二介質(zhì)

10第一電極

11第二電極

12第一方法步驟

13第二方法步驟

14第三方法步驟

15第四方法步驟

is線圈電流

ui感應(yīng)電壓

um測量電壓