专利名称：用于在可变温度范围上维持流量计管振幅的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及流量计，并且更具体地涉及能够在可变温度范围上维持恒定流管振幅 的流量计。
背景技术：
通常已知使用科里奥利(Coriolis)效应质量流量计以测量流过流量计中的导管 的材料的质量流量和其它信息。示例性科里奥利流量计公开在全部属于J. E. Smith等人的 美国专利4，109，524、美国专利4，491，025和Re. 31，450中。这些流量计具有为笔直的或弯 曲的构造的一个或更多个导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构造具有可以是单纯弯 曲的、扭转的或耦合的类型的一套固有振动模式。每个导管可被驱动成以优选模式进行振 荡。材料从在流量计的进口侧上的连接管路流入流量计，被引导通过导管或多个导管 并且通过流量计的出口侧离开流量计。振动的材料填充系统的固有振动模式由导管和在导 管内流动的材料的组合质量部分地限定。当不存在通过流量计的流时，施加到导管的驱动力使沿导管的所有的点以相同的 相位或可被矫正的小的初始固定的相位偏移进行振荡。当材料开始流过流量计时，科里奥 利力使沿导管的每个点具有不同的相位。例如，在流量计的进口端处的相位滞后于在居中 的驱动器位置处的相位，而在出口处的相位领先于驱动器。在(多个)导管上的传感器 (pickoff sensor)产生代表(多个)导管的运动的正弦信号。来自传感器的信号输出被处 理以确定传感器之间的相位差。两个或更多个传感器之间的相位差与通过(多个)导管的 材料的质量流率成比例。计量电子设备产生驱动信号以操作驱动器并且由从传感器接收的信号来确定材 料的质量流率和其它性质。驱动器可包括许多众所周知的布置中的一个，然而，安装到一个 导管的磁体和安装到另一个导管或固定基座的相对的驱动线圈在流量计行业中获得了巨 大成功。交变电流传到驱动线圈用于使导管以希望的流管振幅和频率进行振动。在本领域 中还已知提供传感器作为非常类似于驱动器布置的磁体和线圈布置。然而，尽管驱动器接 收引起运动的电流，但是传感器可使用由驱动器提供的运动以产生电压。驱动器和传感器 的总体操作原理在本领域中通常是已知的。在许多应用中，驱动信号至少部分地由传感信号确定。一旦初始驱动信号施加到 驱动器以引起计量器振动，则传感器维持某个速度。计量电子设备根据“位移”或“位置”类 型控制来控制驱动信号在本领域中是已知的。换言之，计量电子设备产生并且施加在传感 信号中维持某个振幅的驱动信号到驱动器。由传感器的运动产生的电压信号的振幅通常设 计成与流管的正弦位移的振幅成比例，该关系常常以电压/赫兹为单位表示。传感信号振 幅是以下分量的函数传感器振荡的频率、传感器的磁场、传感线圈电线长度以及传感器的 运动的振幅。通过电子设备测量操作的系统频率在本领域中是典型的，而磁场和线圈电线 长度两者都假定为常数。因此，流管位移振幅的控制通过维持常常以电压/赫兹为单位表示的目标传感信号电压振幅来实现。当流量计暴露于高环境温度或高过程流体温度时，伴随这种振幅关系出现问题。 两者可使驱动器和传感器温度升高。当温度升高时，驱动器和传感器两者的磁场减小，因此 使传感器输出电压降低。如果驱动信号设置成维持传感器输出电压为恒定电压/赫兹关 系，则然后驱动信号增大，其增大流管位移振幅以便增大传感电压振幅。由此引起的更高流 管振幅引起若干不希望的效果。从结构的观点来看，更高管振幅造成更高管应力。流管振 幅不同也可驱动不希望的振动模式，其将它们本身施加到传感信号上引起测量误差。此外， 更高管振幅需要更多驱动功率。在许多情况下，可利用的功率可能由安全许可额定值或由 制造规格限定。驱动功率需求在高温环境中增加到甚至更大的程度，这是因为驱动磁体的 效率降低。在本领域中需要提供用于在存在高温的情况下维持恒定流管振幅的方法。本发 明解决这个和其它问题并且实现在本领域中的进步。
发明内容
根据本发明的方面，用于操作流量计的方法，流量计包括联接到流管的驱动器和 传感器，驱动器适于使流管响应于驱动信号振动，该方法包括以下步骤设置目标传感电压；测量流量计温度；产生温度补偿的目标传感电压；以及控制驱动信号以维持温度补偿的目标传感电压。优选地，该方法还包括识别传感器的磁性材料的步骤，并且其中，产生温度补偿的 目标传感电压的步骤包括补偿传感器的磁场强度的变化。优选地，产生温度补偿的目标传感电压的步骤包括使用用于传感器的磁性材料的 系数Br来调整目标传感电压。优选地，产生温度补偿的目标传感电压的步骤包括使用以下关系式
权利要求
1.一种用于操作流量计的方法，所述流量计包括联接到流管的驱动器和传感器，所述 驱动器适于使所述流管响应于驱动信号振动，所述方法包括以下步骤设置目标传感电压；测量流量计温度；产生温度补偿的目标传感电压；以及控制所述驱动信号以维持所述温度补偿的目标传感电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括识别所述传感器的磁性材料的步 骤，并且其中，所述产生温度补偿的目标传感电压的步骤包括补偿所述传感器的磁场强度 的变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的步 骤包括使用用于所述传感器的磁性材料的系数Br来调整所述目标传感电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的步 骤包括使用以下等式温度系数传感电压=管振幅X磁场强度X线圏长度。 频率
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括设置计量器设计温度的步骤，其 中，当测量的计量器温度在所述计量器设计温度的阈限内时，所述温度补偿的目标传感电 压大致等于所述目标传感电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述阈限包括用户可设置的值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述阈限包括基于所述传感器的预定值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的步 骤包括检索基于计量器设计温度与测量的计量器温度之间的差别的存储值。
9.一种用于操作流量计的方法，所述流量计包括联接到流管的驱动器和传感器，所述 驱动器适于使所述流管响应于驱动信号振动，所述方法包括以下步骤设置目标传感电压；测量流量计温度；比较测量的流量计温度与计量器设计温度；以及如果测量的流量计温度从所述计量器设计温度变化超过阈限，则产生温度补偿的目标 传感电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括控制所述驱动信号以维持所述温 度补偿的目标传感电压的步骤。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括识别所述传感器的磁性材料的步 骤，并且其中，所述产生温度补偿的目标传感电压的步骤包括补偿传感器磁体的磁场强度 的变化。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的 步骤包括使用用于所述传感器磁体的系数Br来调整所述目标传感电压。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的 步骤包括使用以下等式温度系数Brx传感电压=管振幅χ磁场强度乂线圏长度。 频率
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的步 骤包括检索基于计量器设计温度与测量的计量器温度之间的差别的存储值。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阈限包括用户可设置的值。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阈限包括基于所述传感器的预定值。
17.一种用于在可变温度范围上维持流量计的流管振幅的方法，包括以下步骤施加驱动信号到联接到流管的驱动器，所述驱动器适于维持联接到所述流管的多个传 感器的目标传感电压； 测量流量计温度；使用用于所述多个传感器的磁性材料的温度系数Br产生温度补偿的目标传感电压；以及当测量的流量计温度与计量器设计温度之间的差别超过阈限时，控制所述驱动信号以 维持所述温度补偿的目标传感电压。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制所述驱动信号的步骤包括调 整所述驱动功率。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述阈限包括用户可设置的值。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述阈限包括基于所述传感器的预定值。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的 步骤包括使用以下等式温度系数，=传感电压=管振幅X磁场强度X线圏长度。 频率
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述产生温度补偿的目标传感电压的 步骤包括检索基于所述计量器设计温度与测量的计量器温度之间的差别的存储值。
23.一种流量计(100)，包括 流管(101,102)；驱动器(D)，其联接到所述流管(101，102)并且适于使所述流管(101，102)响应于驱动信号振动；多个传感器(LP0，RP0)，其联接到所述流管(101,10 ；和计量电子设备(20)，其构造成设置传感电压；监控流量计温度；产生温度补偿的传感电压；以及控制所述驱动信号以维持所述温度补偿的目标传感电压。
24.根据权利要求23所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成识别所述传感器(LP0，RP0)的磁性材料并且通过补偿所述传感器(LP0，RP0)的磁场强度的变化产生所述温度补偿的传感电压。
25.根据权利要求M所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成使用用于所述传感器(LP0，RP0)的磁性材料的系数Br来调整所述目标传感电压。
26.根据权利要求25所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成使用以下等式产生温度补偿的目标传感电压温度系数 传感电压=管振幅χ磁场强度乂线图长度。 频率
27.根据权利要求23所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成设置计量器设计温度，其中，当测量的计量器温度在所述计量器设计温度的阈限 内时，所述温度补偿的目标传感电压大致等于所述目标传感电压。
28.根据权利要求27所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成接受用于所述阈限的用户可设置的值。
29.根据权利要求27所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成存储基于所述传感器(LP0，RP0)的用于所述阈限的预定值。
30.根据权利要求23所述的流量计(100)，其特征在于，所述计量电子设备00)进一 步构造成检索基于计量器设计温度与测量的温度之间的差别的存储值并且使用所述存储 值以产生所述温度补偿的传感电压。
全文摘要
提供用于操作流量计的方法。流量计包括联接到流管的驱动器和传感器。驱动器适于使流管响应于驱动信号振动。该方法包括设置目标传感电压和测量流量计温度。该方法还包括产生温度补偿的目标传感电压和控制驱动信号以维持温度补偿的流管振幅。
文档编号G01F1/84GK102084223SQ200880129703
公开日2011年6月1日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者R·S·罗文 申请人:微动公司