一種控制形成為雙線現場設備的流量測量裝置的線圈布置中激勵能量的方法
2023-10-04 23:23:04 1
一種控制形成為雙線現場設備的流量測量裝置的線圈布置中激勵能量的方法
【專利摘要】一種控制流量測量裝置的線圈布置中的激勵能量的方法，用於根據激勵能量產生穿過介質的磁場B，流量測量裝置具有存儲能量的能量緩衝系統並且被構造成為雙線現場設備，所述流量測量裝置具有多個操作狀態，所述流量測量裝置在這些操作狀態之間轉換，並且操作狀態描述按時間間隔脈衝產生的激勵電流。在所述方法中，至少一個第一操作狀態以第一功率水平操作，在該操作狀態下，在第一脈衝線圈布置激勵第一最大電流強度的激勵電流，該脈衝還具有第一脈衝暫停，其特徵在於以下步驟：A)存儲供應的超量功率水平，其超出了操作裝置的最小功率水平，以使得根據能量緩衝系統中供應的功率水平在脈衝期間操作線圈布置；其中在第一脈衝暫停中發生能量緩衝系統的至少部分充電，並且在電流強度的激勵期間發生能量緩衝系統的至少部分放電；以及B)改變到第二操作狀態，在第二操作狀態下在第二脈衝線圈布置激勵激勵電流，該脈衝具有第二脈衝暫停，第二脈衝暫停比第一脈衝暫停短。
【專利說明】—種控制形成為雙線現場設備的流量測量裝置的線圈布置中激勵能量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種控制實施成雙線現場設備的流量測量裝置的線圈布置中激勵能量的方法，如權利要求1前序部分限定的。
【背景技術】
[0002]磁感應流量測量裝置利用電動感應原理進行體積流量測量:介質的電荷載流子垂直於磁場移動，使得在實質上既垂直於介質流動方向又垂直於磁場方向上同樣設置的電極中感應出電壓。該感應的測量電壓與測量管橫截面中的平均介質流動速度成比例，並且因此與體積流量成比例。如果已知介質密度，就可以確定管道，尤其是測量管中的質量流量。測量電壓通常經過電極對分接，電極對設置在測量管中磁場強度最大的區域，並且因此期望得到最大的測量電壓。電極通常與介質通電地連接；但是，具有非接觸、電容性地連接的電極的磁感應流量測量裝置也是已知的。
[0003]測量管可以由導電材料，例如不鏽鋼，或者由電絕緣材料製造。如果測量管由導電材料製造，那麼它就必須布線在具有電絕緣材料襯套的與介質相接觸的區域。該電絕緣材料襯套例如由取決於溫度和介質的熱塑性、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流量測量裝置也是已知的。
[0004]在歷史上，這種雙線現場設備主要這樣設計，將形成為電流迴路的單對導線中瞬時流動的供給電流的瞬時電流電平被設置為4mA到20mA之間的值，並且該瞬時電流電平還同時表示現場設備瞬時產生的測量值，尤其是瞬時發送到現場設備的激勵值。因此，這種雙線現場設備的特別問題在於，至少名義上可用的或由現場設備電子器件使用的功率-接下來簡稱為「可用功率在操作中可能以實際上不可預測的方式在很大範圍內波動。考慮到這些，因此，現在的雙線現場設備(2L現場設備)，尤其是現在的具有(4mA到20mA)電流迴路的雙線測量設備(2L測量設備)，通常被設計為，利用在評估和操作電路中提供的微計算機來執行的設備功能是可變的，並且因此，操作和評估電路，通常在任意情況下都僅使用少量功率，因此，可以匹配於瞬時可用功率。
[0005]在磁感應流量測量裝置的所有部件中，產生穿過測量材料的磁場B的線圈布置所需要的能量最大。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的在於提供一種方法，用於儘可能有效管理流量測量裝置形式的雙線現場設備的可用功率。
[0007]本發明通過權利要求1限定的方法來完成該目的。
[0008]根據本發明，提供一種控制流量測量裝置中線圈布置的激勵能量的方法，用於根據激勵能量產生穿過介質的磁場B，流量測量裝置具有存儲能量的能量緩衝系統並且被實施成雙線現場設備，其中，流量測量裝置具有多個操作狀態，流量測量裝置在這些操作狀態之間轉換，並且操作狀態描述按時間間隔脈衝產生的激勵電流，其中至少第一操作狀態以第一功率操作，在該第一操作狀態下在第一周期內利用第一最大電流電平的激勵電流激勵線圈布置，其中該周期還具有第一脈衝暫停，其中該方法特徵在於以下步驟:
[0009]A)存儲饋入超量能量，其超出了操作裝置的最小功率，用於根據能量緩衝系統中供給的功率，在周期期間操作線圈布置；
[0010]其中在第一脈衝暫停中發生能量緩衝系統的至少部分充電，以及在電流電平的激勵期間發生能量緩衝系統的至少部分放電；以及
[0011]B)改變到第二操作狀態，在該第二操作狀態下在第二周期內用激勵電流來激勵線圈布置，其中第二周期具有第二脈衝暫停，第二脈衝暫停短於第一脈衝暫停。
[0012]在這種情形中，線圈布置被認為是消耗組，其以至少最小功率持續操作。在這種情形中，線圈布置優選包括線圈和電路。通過本發明的方法，可以有效利用超量能量，用於減少暫停脈衝比率，以促進持續操作，或者增加激勵電流電平的幅度。
[0013]本發明的有利實施例是從屬權利要求的主題。
[0014]有利地，採用電容器，即節省成本的部件，作為能量緩衝系統。
[0015]此外有利地是，對激勵能量的控制獨立於流量測量裝置的終端電壓和/或終端電流。根據這種構造，終端電壓和/或終端電流僅時間離散地可分接。
[0016]特別的優選操作狀態是，產生第二脈衝暫停為零的持續脈衝產生的激勵電流。
[0017]本發明既可應用於磁感應流量測量裝置，也可應用於科裡奧利流量測量裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]現在，參照附圖，將更詳細地論述根據磁感應流量測量裝置的本發明的方法，其中唯一的附圖，圖1示出了三種操作狀態的波形。
【具體實施方式】
[0019]在不知道關於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，流量測量裝置採用最小功率工作直到其它信息變為可用。另一方面，電壓不依賴於流量-其僅僅取決於外部因素。由此產生的功率是流比例、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A、B和C。傳統地，在實施為雙線現場設備的磁感應流量測量裝置的情形中，僅僅採用第一操作狀態A。通過考慮雙線流量測量裝置持續工作的最小功率，正好足以實現該操作狀態A來證明。已知其它裝置同樣地改變操作狀態。但是，這不是基於能量存儲器的充電狀態，尤其是能量緩衝系統的充電狀態。
[0021]通過提供能量存儲系統，根據本發明，基於發生在能量緩衝系統中的中間存儲中的上升的功率，為線圈布置供給脈衝產生的激勵電流。在這種情形中，第一周期I包括到達最大電流電平3的感應時間2和接下來其中沒有激勵產生的脈衝暫停4。
[0022]如果考慮操作狀態A，則在感應時間內能量緩衝系統放電。在第一脈衝暫停4內能量緩衝系統充電。在系統的供應功率大於執行第一操作狀態所需功率的程度的情況下，僅僅存在能量緩衝系統部分放電，使得可通過超量功率持續充電。
[0023]優選地，在能量存儲的同時或功率存儲之後，流量測量裝置可以將正在操作的狀態變化到操作狀態B或者-特別優選地-變化到操作狀態C，該狀態連續循環產生激勵電流。在操作狀態C中，脈衝暫停等於零。但是，激勵電流的幅度，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，能量緩衝系統可以較快地充電。通過這種方法，當不存在電流電平增長時，可以縮短時間間隔。這通過圖1中的操作狀態B示出。
[0025]在存在更高功率期間，流量測量裝置可以轉換到尤其優選的操作狀態C，在這種情況下，持續的電流供應是可能的。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，也就是說，總體上能夠確定更精確的測量值。
【權利要求】
1.一種控制流量測量裝置的線圈布置中的激勵能量的方法，用於根據所述激勵能量產生穿過介質的磁場B，所述流量測量裝置具有用來儲存能量的能量緩衝系統並且被實施為雙線現場設備，其中，所述流量測量裝置具有多個操作狀態，所述流量測量裝置在所述操作狀態之間轉換，並且所述操作狀態描述按時間間隔脈衝產生的激勵電流，其中至少第一操作狀態以第一功率操作，在該第一操作狀態下，在第一周期內利用第一最大電流電平的激勵電流來激勵所述線圈布置，其中所述周期還具有第一脈衝暫停，其中所述方法的特徵在於以下步驟: A)儲存超過了操作所述裝置的最小功率的饋入超量功率，用於根據所述能量緩衝系統中供給的能量，在周期期間操作所述線圈布置； 其中，在所述第一脈衝暫停中發生所述能量緩衝系統的至少部分充電，以及在所述電流電平的激勵期間發生所述能量緩衝系統的至少部分放電；以及 B)改變到第二操作狀態，在該第二操作狀態下，在第二周期內利用激勵電流來激勵所述線圈布置，其中，所述第二周期具有第二脈衝暫停，所述第二脈衝暫停短於所述第一脈衝暫停。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述能量緩衝系統的充電狀態，所述流量測量裝置在兩個操作狀態之間改變。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，電容器被用作能量緩衝系統。
4.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，獨立於所述流量測量裝置上的終端電壓和/或終端電流而進行所述激勵能量的控制。
5.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述第二操作狀態能夠產生具有第二脈衝暫停為零的持續脈衝產生的激勵電流。
6.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述能量緩衝系統被集成到所述流量測量裝置的殼體內，優選所述流量測量裝置是磁感應或科裡奧利流量測量裝置。
7.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述能量緩衝系統具有20mJ的最小存儲容量，優選是0-30mA的電流電平。
8.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在所述第二操作狀態下，在第二周期內利用所述第一最大電流電平的激勵電流來激勵所述線圈布置。
9.根據前述權利要求1至7之一所述的方法，其特徵在於，在所述第二操作狀態下，在第二周期內利用第二最大電流電平的激勵電流來激勵所述線圈布置，其中，所述第二最大電流電平大於所述第一最大電流電平。
10.根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述第二脈衝暫停是零。
【文檔編號】G01F1/60GK104395701SQ201380031360
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2012年6月12日
【發明者】安德烈·施帕林格, 託馬斯·孔, 馬庫斯·魯費納赫特 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司