专利名称：用于确定振动计的振动传感器部件的温度的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及振动计，且更具体而言，涉及一种用于确定振动计的振动传感器部件的温度的方法和装置。
背景技术：
振动传感器，诸如例如振动密度计和科里奥利(Coriolis)流量计，大体上是已知的，且被用于测量质量流及测量用于在导管内的材料的其它信息。材料可以正在流动或是静止的。在所有属于J.E.史密斯等人的美国专利4，109，524、美国专利4，491，025及Re.31, 450中公开了示例性科里奥利流量计。这些流量计具有一个或多个平直或曲线构造的导管。科里奥利质量流量计中的每个导管构造均具有一组自然振动模式，其可为简单的弯曲型、扭转型或联接型。每个导管可被驱动从而在优选模式振荡。材料从流量计的入口侧上的连接管线流入流量计内，被引送穿过导管(一个或多个)，且经由流量计的出口侧退出流量计。振动、材料填充系统的自然振动模式部分地由导管与在导管内流动的材料的组合质量限定。当不存在穿过流量计的流时，施加到导管(一个或多个)的驱动力使沿导管(一个或多个)的所有点以相同的相位或小的"零偏移"振荡，这是在零流动时测量的时间延迟。在材料开始流过流量计时，科里奥利力使沿导管(一个或多个)的每个点具有不同的相位。例如，流量计的入口端处的相位落后于中央驱动器位置处的相位，而出口处的相位先于中央驱动器位置处的相位。导管(一个或多个)上的拾取传感器产生表示导管(一个或多个)的运动的正弦信号。来自拾取传感器的信号输出被处理从而确定在拾取传感器之间的时间延迟。在两个或多个拾取传感器之间的时间延迟与流过导管(一个或多个)的材料的质量流的速度成比例。连接到驱动器的计量电子设备生成用以操作驱动器的驱动信号，且通过从拾取传感器接收的信号确定材料的质量流的速度和其它属性。该驱动器可包括许多众所周知的布置中的一种；然而，磁铁和相对的驱动线圈已经在振动计行业中取得了巨大的成功。在美国专利7，287，438及美国专利7，628，083中提供了合适的驱动线圈和磁铁布置的示例，该两个专利从字面看均转让给Micro Motion有限公司且特此通过引用并入。交流电传递到驱动线圈，用于以期望的流管振幅和频率振动导管(一个或多个)。提供作为很类似于驱动器布置的磁铁和线圈布置的拾取传感器在本技术领域也是已知的。然而，当驱动器接收引发运动的电流时，拾取传感器可使用由驱动器提供的运动来引发电压。由拾取传感器测量的时间延迟的大小是很小的；通常按纳秒测量。因此，需要使换能器输出非常精确。图1示出了以科里奥利流量计形式的现有技术的振动传感器组件5的示例，振动传感器组件5包括流量计10和计量电子设备20。计量电子设备20连接到流量计10，以测量流动材料的特征，诸如，如密度、质量流的速度、体积流速、总计的质量流、温度，以及其它信息。流量计10包括一对凸缘101和101’、歧管102和102’，以及导管103A和103B。歧管102、102’附连到导管103A，103B的相对端部。现有技术的科里奥利流量计的凸缘101和101，附连到间隔物106的相对端部。间隔物106保持歧管102，102’之间的间距，以防止在导管103A和103B中的非期望的振动。导管103A和103B以基本上平行的方式从歧管向外延伸。当将流量计10插入到承载流动材料的管线系统(未示出)中时，材料经由凸缘101进入流量计10，通过入口歧管102(在歧管102中，材料的总量被引导进入导管103A和103B)，流过导管103A和103B且回到出口歧管102’中(在歧管102’中，材料经由凸缘101’退出流量计10)。现有技术的流量计10包括驱动器104。例如，驱动器104在其中驱动器104可以以驱动模式振动导管103A，103B的位置中，附连到导管103A和103B。更具体而言，驱动器104包括附连到导管103A的第一驱动器部件(未示出)和附连到导管103B的第二驱动器部件(未示出)。驱动器104可包括许多众所周知的布置中的一种，如安装到导管103A的线圈和安装到导管103B的相对的磁铁。在现有技术的科里奥利流量计的当前示例中，驱动模式为第一异相弯曲模式，且导管103A，103B被选择并被适当地安装到入口歧管102和出口歧管102’，以便提供具有分别关于弯曲轴线W-W和W’ -W’的大体相同的质量分布、转动惯量和弹性模数的平衡系统。在当前的驱动模式为第一异相弯曲模式的示例中，导管103A和103B由驱动器104关于其相应的弯曲轴线W-W和W’ -W’沿相对方向驱动。通过计量电子设备20 (诸如，如经由路径110)可提供以交流电形式的驱动信号，且驱动信号穿过线圈以使两个导管103A，103B振动。本技术领域中的普通技术人员将理解的是，通过现有技术的科里奥利流量计可使用其它驱动模式。所示出的流量计10包括附连到导管103A，103B的一对拾取元件105，105’。更具体而言，第一拾取部件(未示出)位于导管103A上，而第二拾取部件(未示出)位于导管103B上。在所描绘的示例中，拾取元件105，105’可为电磁探测器，例如，产生表示导管103A，103B的速度和位置的拾取信号的拾取磁铁和拾取线圈。例如，拾取元件105，105’可经由路径111，111’将拾取信号提供给计量电子设备20。本技术领域中的普通技术人员将理解的是，导管103A，103B的运动与流动材料的某些特征成比例，例如，流过导管103A, 103B的材料的质量流的速度和密度。在图1中示出的示例中，计量电子设备20接收来自拾取元件105，105’的拾取信号。通路26提供允许一个或多个计量电子设备20与操作人员面接的输入装置和输出装置。计量电子设备20测量流动材料的特征，诸如，例如相位差、频率、时间延迟、密度、质量流的速度、体积流速、总计的质量流、温度、计量验证，以及其它信息。更具体而言，计量电子设备20接收一个或多个信号，例如，来自拾取元件105，105’和一个或多个温度传感器130的信号。由于通过科里奥利流量计可实现相对小的相位延迟以及极其精确的测量结果，故通常使用温度测量装置来测量流动导管中至少一个的温度，如电阻式温度探测器(RTD) 130。除非处理材料的温度急速变化，否则流动导管的温度与处理材料的温度有关，且与流体、RTD和周围温度之间的热阻抗成比例。因此，如果导管的温度能够被测量，则可确定流体的温度肯定在可接受的程度内，这可取决于具体的应用。因此，现有技术的振动计，如现有技术的科里奥利流量计10，使用众所周知的RTD 130以生成流动导管的温度测量结果。在一些现有技术系统中，用多个RTD产生多次测量结果，以获得导管、包绕导管的外壳、撑杆等的温度测量结果。
由于提供了准确的温度测量结果，故RTD被广泛接受。RTD通过对RTD施加电力以及计算RTD的电阻来运行。这通常通过供送已知电流穿过RTD且测量产生的电压以计算电阻来完成。RTD的电阻与温度成正比。例如，许多RTD由具有大约0.0039/°C的相对线性的电阻温度系数的钼制成。因此，可校准RTD以基于所确定的RTD的电阻来提供温度。RTD具有准确、稳定、相当线性的优点，且具有较宽的温度范围。然而，使用RTD的主要缺点之一是增加了与RTD的运行相关联的成本。增加的成本是由于RTD的典型的较低信号水平的信号处理以及RTD自身的成本。虽然与RTD相关联的增加的成本可在一些情况下被证明，其它情况不需要由RTD提供恒定的温度测量结果或较高的准确性。一个此类示例是在过程流体的温度保持相对稳定的情况中。由于预期的温度范围相对有限，且相比于密度或体积测量结果，降低了温度影响，故在这种情况可不需要RTD。因此，在本技术领域中存在使用现有的传感器部件来提供振动计的导管中的至少一个的温度测量的需求。即，存在在不需要额外的部件(如，现有技术的科里奥利流量计10的RTD130)的情况下，提供温度测量结果的需求。本发明克服了这些问题和其它问题，且实现了在本技术领域中的进步。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种用于确定联接到振动计的导管的振动传感器部件的温度的方法。该方法包括向振动传感器部件提供温度确定信号和测量产生的信号的步骤。根据本发明的实施例，该方法还包括基于温度确定信号和产生的信号确定传感器部件的温度的步骤。根据本发明的实施例，提供了一种用于生成电压与电流的比与联接到振动传感器的导管的传感器部件的温度之间的相关性的方法。该方法包括向传感器部件提供测试信号的步骤。该方法还包括测量第一产生的信号和基于测试信号和产生的信号确定第一电压与电流的比的步骤。根据本发明的实施例，该方法还包括测量传感器部件的第一温度和将第一确定的电压与电流的比与第一测量的温度一起存储的步骤。根据本发明的实施例，提供了一种用于振动计的计量电子设备，该振动计包括一个或多个导管和联接到所述一个或多个导管的一个或多个传感器部件。该计量电子设备包括构造成用以向一个或多个传感器部件中的传感器部件提供温度确定信号的处理系统。该处理系统还构造成用以测量产生的信号。根据本发明的实施例，该方法还构造成用以基于温度确定信号和产生的信号确定传感器部件的温度。方面
根据本发明的一个方面，一种用于确定联接到振动计的导管的振动传感器部件的温度的方法包括以下步骤:
向振动传感器部件提供温度确定信号；
测量产生的信号；以及
基于温度确定信号和产生的信号，确定传感器部件的温度。优选地，确定传感器部件的温度的步骤包括: 从温度确定信号和测量的产生的信号，确定电压与电流的比；以及 基于所确定的电压与电流的比和温度之间的相关性，确定传感器的温度。优选地，温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电，且其中该方法还包括以下步骤:
去除温度确定信号预定时间；
测量电压；
确定反电动势；以及 因反电动势补偿电压与电流的比。优选地，温度确定信号包括在不同于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电。优选地，温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电。优选地，温度确定信号包括交流电，而产生的信号包括电压。优选地，温度确定信号包括固定电压，而产生的信号包括电流。优选地，传感器部件包括驱动器线圈。优选地，传感器部件包括拾取传感器线圈。根据本发明的另一个方面，一种用于生成电压与电流的比和联接到振动传感器的导管的传感器部件的温度之间的相关性的方法包括以下步骤:
向传感器部件提供测试信号；
测量第一产生的信号；
基于测试信号和产生的信号确定第一电压与电流的比；
测量传感器部件的第一温度；以及
将第一确定的电压与电流的比与第一测量的温度一起存储。优选地，该方法还包括以下步骤:
测量传感器部件的第二温度；以及
如果传感器部件的第二温度从第一温度变化多于阈值量，则测量第二产生的信号，以至少确定第二电压与电流的比；以及
将第二电压与电流的比与第二温度一起存储。优选地，传感器部件包括驱动器线圈。优选地，传感器部件包括拾取传感器线圈。优选地，测试信号包括交流电，而产生的信号包括产生的电压。优选地，测试信号包括固定电压，而产生的信号包括产生的电流。根据本发明的另一个方面，一种用于包括一个或多个导管和联接到所述一个或多个导管的一个或多个传感器部件的振动计的计量电子设备包括处理系统，处理系统构造成用以:
向一个或多个传感器部件的传感器部件提供温度确定信号；
测量产生的信号；以及
基于温度确定信号和产生的信号确定传感器部件的温度。优选地，处理系统还构造成用以: 基于温度确定信号和产生的信号，确定电压与电流的比；以及
基于所确定的电压与电流的比与温度之间的相关性确定传感器部件的温度。优选地，温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电，且其中该处理系统还构造成用以:
去除温度确定信号预定时间；
测量电压；
确定反电动势；以及 因反电动势补偿电压与电流的比。优选地，温度确定信号包括在不同于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电。优选地，温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的振动计的导管的谐振频率的频率处的交流电。优选地，温度确定信号包括交流电，而产生的信号包括电压。优选地，温度确定信号包括固定电压，而产生的信号包括电流。优选地，传感器部件包括驱动线圈。 优选地，传感器部件包括拾取线圈。
图1示出了现有技术的科里奥利传感器组件。图2示出了根据本发明的实施例的振动计。图3示出了根据本发明的实施例的计量电子设备。图4示出了根据本发明的实施例的温度确定例行程序。图5示出了根据本发明的实施例的用于驱动线圈的电阻与温度之间的相关性的图表。图6示出了根据本发明的实施例的驱动信号温度例行程序。图7示出了根据本发明的实施例的温度相关性例行程序。
具体实施例方式图2至图7和以下说明描绘了教导本领域的技术人员如何制作和使用本发明的最佳实施方式的特定示例。出于教导本发明原理的目的，已简化或省略一些常规的方面。本领域的技术人员将认识到这些示例的变型落入本发明的范围内。本领域的技术人员将认识到下文所述的特征可以以多种方式合并来形成本发明的多种变型。结果，本发明不限于下文所述的特定示例，而仅由权利要求及其等同物限制。图2以包括传感器组件210和一个或多个计量电子设备220的计量计形式示出了振动计200。振动计200可包括科里奥利流量计、容积式流量计、振动密度计等。因此，本发明不应限制于科里奥利流量计。计量电子设备220经由引线215连接到传感器组件210，以测量物质的一个或多个特征，诸如，例如流体密度、质量流的速度、体积流速、总计的质量流、温度，以及在通路226上的其它信息。与现有技术的流量计5 —样的部件共用相似的附图标记，然而以"2〃打头而非〃1〃。例如，将现有技术的导管标记为迎3A和103B，而将本发明的导管标记为203A和203B。此外，驱动器204示为包括第一部分204A和第二部分204B。在一个示例性实施例中，第一部分204A包括线圈而第二部分204B包括磁铁。，第一部分204A和第二部分204B分别根据如铜焊、键合、焊接、粘合、机械扣件等众所周知的技术联接到导管203A和导管203B。应认识到的是，第一部分204A和第二部分204B不限于磁铁-线圈组合，而是可包括其它已知的驱动器系统，该驱动器系统接收电力驱动信号且经历如下文所述的可与温度相互关联的电阻。另一个示例可包括压电驱动器系统。因此，尽管该描述论述了驱动器和拾取线圈204A，205A, 205’A，但应认识到的是，可使用其它类型的传感器部件。除了被示为包括两个单独部件的驱动器204外，拾取传感器205，205’被示为包括第一和第二部分205A，205B，205’A& 205’B。类似于驱动器204，拾取传感器205，205’可包括磁铁-线圈组合，其中线圈包括第一部分205A，205’ A，而磁铁包括第二部分205B，205’ B。尽管振动器200被示为包括两个导管203A，203B,但应认识到的是，振动计200可包括多于或少于两个导管。例如，如果振动计200包括单个导管系统，则例如，驱动器和拾取元件的第一部分204A，205A, 205’ A可联接到导管而第二部分204B，205B和205’ B可联接到静止物体。因此，经由引线210，211，211’与计量电子设备220通信的驱动器204和拾取元件205，205’的部分可联接到单个导管。此外，尽管将导管203A，203BA示为包括弯曲的导管，但振动计200可包括平直的导管构造。除获得导管203A，203B中一个或多个的温度测量结果之外，振动计200以与现有技术的流量计5相同的方式工作。如上文所述，现有技术的振动计通过将RTD联接到导管且向RTD施加电流，并测量产生的电压来确定温度。将产生的电压与施加的电流一起用于确定RTD的电阻。然后RTD的电阻与特定的温度相互关联。如可看到的那样，本发明的振动计200不包括RTD。有利地，消除了与RTD以及接线和电路相关联的成本。然而，在使用本发明的振动计200的情况下，温度测量结果是理想的，这根据本发明的实施例可通过确定如下文所详细描述的一个或多个传感器部件的温度来获得。如在本申请中使用的那样，〃传感器部件〃包括换能器，该换能器用于将振动强加在振动导管203A，203B中的一个或多个上或用于接收来自振动导管203A，203B中的一个或多个的振动。传感器部件的示例为驱动线圈(如驱动线圈204)、拾取线圈(如拾取线圈205A，205’)、光电二极管拾取传感器、压电驱动器等。根据如由计量电子设备220提供的一个或多个操作例行程序可确定振动传感器部件204A，205A，205’中的至少一个的温度。通过传感器部件的温度，可确定导管203A, 203B以及导管203A，203B内的过程流体的温度。图3示出了根据本发明的实施例的计量电子设备220。计量电子设备220可包括界面301和处理系统303。处理系统303可包括存储系统304。存储系统304可包括如图所示的内部存储器，或可替代地，存储系统304可包括外部存储器。计量电子设备220可生成驱动信号311并将驱动信号311提供给驱动器204，且更具体地，经由图2中示出的引线210将驱动信号311提供给驱动线圈204A。计量电子设备220还可生成温度确定信号313并将温度确定信号313提供给驱动线圈204A。此外，计量电子设备220可接收来自流量计210的传感器信号310，如经由图2中示出的引线211，211’接收来自拾取传感器205，205’的信号。在一些实施例中，可以从驱动器204接收传感器信号310。从字面上看转让给MicroMotion有限公司的美国专利6，230，104中得知此类构造，藉此通过引用将该专利并入。计量电子设备220可工作为密度计或可工作为质量流计，包括工作为科里奥利质量流计。应认识到的是，计量电子设备220也可工作为一些其它类型的振动传感器组件，且所提供的特定示例不应限制本发明的范围。计量电子设备220可处理传感器信号310，以便获得流过导管203A，203B的材料的一个或多个流动特征。在一些实施例中，计量电子设备220还可处理传感器信号310，以确定电压与电流的比(V/I)，以便如下文详细论述的那样，确定驱动器204或拾取元件205，205’中的一个或多个的温度。界面301可经由引线210，211，211’接收来自驱动器204或拾取传感器205，205’的传感器信号310。界面301可执行任何所需的或期望的信号调节，如任何方式的格式化、放大、缓冲等。可替代地，一些或所有的信号调节可在处理系统303中执行。此外，界面301可实现计量电子设备220与外部装置之间的通信。界面301可能能够进行任何方式的电子、光学或无线通信。在一个实施例中的界面301可包括数字转换器(未示出)，其中传感器信号310包括模拟传感器信号。数字转换器可对模拟传感器信号进行采样和数字化并产生数字传感器信号。数字转换器也可执行任何需要的十中抽一(decimation)，其中数字传感器信号被十中抽一以便减少需要处理的信号的量及减少处理的时间。处理系统303可进行计量电子设备220的操作以及处理来自流量计210的流动测量结果。处理系统303可执行需要用以实现一个或多个处理例行程序(如，温度确定例行程序313、驱动信号温度例行程序318，和温度相关性例行程序320)的数据处理，以及处理流动测量结果，以便产生补偿温度的一个或多个流动特征。
处理系统303可包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路、或一些其它的通用处理装置或定制的处理装置。处理系统303可分布在多个处理装置之中。处理系统303可包括任何方式的集成的或独立的电子存储介质，如存储系统304。应理解的是，计量电子设备220可包括在本领域中大体上已知的各种其它部件和功能。出于简洁的目的，将这些附加特征从描述和附图中省略。因此，不应将本发明限于所示出的和所论述的特定实施例。随着处理系统303生成各种流动特征，诸如，如质量流的速度或体积流的速度，由于过程流体、导管203A，203B或两者的温度方面的变化，误差可与生成的特征相关联。例如，导管的温度方面的变化可影响计量计的例如用于根据等式(I)生成质量流的速度的流动校准因数(FCF)。 'm = FCF(td— -Af0)⑴
其中:
m为质量流的速度；
FCF为流动校准；
Δ tffleasured为所测量的拾取元件205，205’之间的时间延迟；以及 Δ t。是在零流动处的拾取元件之间的初始时间延迟。除了其他许多东西之外，流动校准因数受导管203A，203B的弹性模数的影响。导管203A，203B的弹性模数随温度变化。因此，如果导管203A，203B的温度不被计及的话，流动校准因数可能不准确，从而导致不准确的流速测量结果。
如上文关于图1所论述的那样，在运转振动计200时，可由计量电子设备220提供一般为交流电形式的驱动信号311，以经由路径210激励驱动器204的线圈。由于用于驱动器204的线圈204A的电阻以与RTD类似的方式随温度变化，故如果可确定联接到导管203A，203B中的一个的线圈的电阻(或当使用交流电时的阻抗)，则例如，也可基于先前计算的相关性确定线圈的温度。一旦系统达到稳定状态，则线圈的温度大体等于导管203A, 203B的温度。例如，当导管很好地由计量计外壳(未示出)隔离时，可快速实现稳定状态。一旦稳定状态因过程流体的温度达到，则导管203A，203B的温度可大体等于过程流体的温度。根据一个实施例，驱动器204和引线210可被描述为电路，通过以驱动信号311和/或温度确定信号313形式应用的交流电激励该电路。根据欧姆定律，当交流电施加于电路时，产生的电压取决于电路的阻抗，在该情况下，取决于驱动器线圈204A的阻抗。这可在等式(2)中看出。V = (R + jlnfL.)!(2)
其中:
V为电压；
R为电阻； j为-1的平方根； f为交流电的频率；
L为线圈204A的电感；以及 I为电流。可重新整理等式 ⑵，以求出阻抗(R+J2 π L)。根据本发明的另一个实施例，可用直流电而非交流电激励线圈。如可认识到的那样，如果使用了直流电，则由于DC信号不产生任何电感，故等式(2)变成等式(3)。V 二 RI(3)
根据本发明的另一个实施例，为了在施加交流电到驱动线圈204A时简化计算，可忽略感抗项C/2V/L)。这在交流电的频率相对低从而导致电阻项显著较大时是可接受的。例如，典型的驱动信号311可为大约250Hz，但如果提供到线圈用以确定温度的信号减小至大约100Hz，则可忽略感抗项。因此，由于通常可将阻抗简化为电阻，除非另作说明，本说明的其余部分在即使提供了 AC信号的情况下，也按照"电阻"称电压与电流的比(V/I)。本领域技术人员将容易地认识到，如果更大的精确度是所期望的，则可以例如通过使用所施加信号的已知电感L或基于如在初始校准期间所确定的AC信号的频率和线圈的电感计算感抗项(J2 π fQ来考虑线圈204A的电感。根据本发明的实施例，导管203A，203B中的至少一个的温度可根据以下方法中的一种来确定。在下文描述的各方法中，根据温度确定信号来确定温度，该温度确定信号可包括驱动信号和测量的产生信号。根据本发明的实施例，根据V/I比与相关联的传感器部件的温度之间的相关性而非RTD的电阻与温度之间的相关性来确定温度。有利的是，本发明使用现有的传感器部件来确定温度。根据本发明的一个实施例，计量电子设备220可构造成用以根据温度确定例行程序312确定传感器部件204A，205A, 205’中的至少一个的温度。
图4示出了根据本发明的实施例的温度确定例行程序312。温度确定例行程序312开始于步骤401，其中向传感器部件提供温度确定信号313。根据本发明的实施例，传感器部件包括驱动线圈204A。根据本发明的另一个实施例，传感器部件包括拾取线圈，如拾取线圈205A或205’ A。因此，在一些实施例中，计量电子设备220可构造成用以既将信号提供给拾取元件205，205’又接收来自拾取元件205，205’的信号。尽管温度确定例行程序312被描述成为了一致性将信号提供至驱动线圈204A，但本发明并不限于此。根据本发明的实施例，温度确定信号313不同于在正常运转期间提供给驱动线圈204A的驱动信号311。然而，根据其它实施例，温度确定信号包括驱动信号311。代替驱动信号311或除驱动信号311外，温度确定信号313可被提供给驱动线圈204A。例如，温度确定信号313可叠加在驱动信号311上。可替代地，如果将温度确定信号312提供给拾取传感器205，205’中的一个 ，则驱动信号311仍然可以提供给驱动器204。根据本发明的实施例，温度确定信号313包括具有已知振幅和频率的交流电。然而，在其它实施例中，替代地，温度确定信号313可包括固定电压。根据本发明的一个实施例，温度确定信号313包括不同于填充流体的导管的共振频率的频率，该共振频率通常包括驱动信号311的频率。优选地,温度确定信号313在低于驱动信号311的频率处；然而，温度确定信号313可包括高于驱动信号311的频率。例如，对于如图2中所示的U形导管，通常在大约250Hz提供驱动信号311 (对于平直的导管振动计，驱动信号可接近或超过1000Hz)。然而，根据本发明的实施例，可在大约IOOHz提供温度确定信号313。在步骤402中，测量产生的信号。根据其中温度确定信号包括交流电或直流电的实施例，产生的信号可包括横跨线圈204A的电压Vc。例如，可使用电压计(未示出)确定横跨线圈的电压Vc。电压计可包括计量电子设备220的整体部件或包括外部部件。可替代地，如果温度确定信号313包括固定电压，则产生的信号例如可包括电流且可被以安培计测量。在又一个实施例中，产生的信号可包括电阻，该电阻例如可用欧姆计(未示出)来确定。为了一致性的目的讨论了电压Vc。基于温度确定信号和产生的信号，可在步骤403中确定传感器部件的温度。根据本发明的实施例，可基于电压与电流的比V/I来确定传感器部件的温度。使用以上的等式
(3)，可将电压与电流的比变成驱动线圈204A的电阻。可将V/I比变成电阻或阻抗。在任一种情况下，V/I比都将随温度变化。因此，使用查找表、图表、曲线图、等式等，可使温度与所确定的V/I比相关。可将该相关性存储在存储系统304中，且在需要时检索。因此，如图3中所示，存储系统304可包括查找表315、温度相关性等式316，或曲线图317。在等式(4)中提供了合适的相关性等式的示例。R = Rref [l+α (T-Tref) ](4)
其中:
R为所确定的电阻；
Rref为在基准温度处的电阻； α为用于导体材料的电阻温度系数；
T为温度；以及
Tref为基准温度。因此，如果在初始校准期间在基准温度处确定了用于驱动线圈204Α的基准电阻，则可重新整理等式(4)以基于在步骤403中所确定的电阻求出T。驱动线圈204A的电阻温度系数α将基于用于驱动线圈的材料，该材料通常为铜或类似的已知的金属或合金。铜具有大约0.004/°C的电阻温度系数α。作为示例性的计算，如果驱动线圈204Α包括铜，而在20°C的基准温度处的R,ef被确定为25欧姆。在提供0.005A的电流的情况下，在20°C处的测量的基准电压为0.125伏特，这给定了 25欧姆(0.125V/.005A)的基准电阻。如果相同的0.005A的电流被提供给驱动线圈204A，且0.152伏特的电压被测量，则驱动线圈204A的电阻增加到30.4欧姆。使用重新整理以求解温度的等式(4)，因此线圈温度为74.(TC。如果已经达到了稳定状态的情况，则驱动线圈204A的温度大约等于如上所述的导管203B的温度，导管203B的温度与过程流体的温度有关。因此，可使用温度确定例行程序312，采用传感器部件(在此情况下为驱动线圈204A)来获得导管203B的温度测量结果。此外，在稳定状态的情况下，导管203B的温度将大约等于导管中的过程材料的温度，从而对导管内的过程流体温度给出良好估算。如上所述，使用曲线图，也可使温度与V/I或电阻相关。图5示出了使线圈电阻与线圈温度有关的相关性曲线图500。因此，在一些实施例中，可将温度确定信号提供给传感器部件，且产生的信号可包括由欧姆计(未示出)确定的电阻。欧姆计可包括计量电子设备220的整体部件或外部部件。因此，相关性曲线图500可提供在如由欧姆计确定的线圈电阻与线圈温度之间的直接相关性，而不需要确定V/I比。另一个相关性可以是查找表的形式，如以下表I中提供的那样
(
权利要求
1.一种用于确定联接到振动计导管的振动传感器部件的温度的方法，包括以下步骤: 向所述振动传感器部件提供温度确定信号； 测量产生的信号；以及 基于所述温度确定信号和所述产生的信号确定所述传感器部件的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述传感器部件的温度的所述步骤包括: 从所述温度确定信号和所测量的产生的信号，确定电压与电流的比；以及 基于所确定的电压与电流的比和温度之间的相关性，确定所述传感器的温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的所述振动计的导管的共振频率的频率处的交流电，且其中所述方法还包括以下步骤: 去除所述温度确定信号预定时间； 测量电压； 确定反电动势；以及 因反电动势补偿所述电压与电流的比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度确定信号包括在不同于包括过程流体的所述振动计的导管的共振频率的频率处的交流电。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的所述振动计的导管的共振频率的频率处的交流电。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度确定信号包括交流电，而所述产生的信号包括电压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度确定信号包括固定电压，而所述产生的信号包括电流。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器部件包括驱动器线圈。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器部件包括拾取传感器线圈。
10.一种用于生成电压与电流的比和联接到振动传感器的导管的传感器部件的温度之间的相关性的方法，包括以下步骤: 向所述传感器部件提供测试信号； 测量第一产生的信号； 基于所述测试信号和所述产生的信号，确定第一电压与电流的比； 测量所述传感器部件的第一温度；以及 将所述第一确定的电压与电流的比与所述第一测量的温度一起存储。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 测量所述传感器部件的第二温度；以及 如果所述传感器部件的第二温度从所述第一温度变化多于阈值量，则测量第二产生的信号，以确定至少第二电压与电流的比；以及 将所述第二电压与电流的比与所述第二温度一起存储。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传感器部件包括驱动器线圈。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传感器部件包括拾取传感器线圈。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测试信号包括交流电，而所述产生的信号包括电压。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测试信号包括固定电压，而所述产生的信号包括电流。
16.一种用于振动计(200)的计量电子设备(220)，该振动计(200)包括一个或多个导管(203A，203BA)和联接到所述一个或多个导管(203A，203B)的一个或多个传感器部件(204A, 205A, 205’A)，且所述计量电子设备(220)包括处理系统(303)，所述处理系统(303)构造成用以: 向所述一个或多个传感器部件(204A，205A, 205’ A)的传感器部件(204A，205A, 205’ A)提供温度确定信号； 测量产生的信号；以及 基于所述温度确定信号和所述产生的信号确定所述传感器部件的温度。
17.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述处理系统(303)还构造成用以: 基于所述温度确定信号和所述产生的信号确定电压与电流的比； 以及 基于所述确定的电压与电流的比和温度之间的相关性，确定所述传感器部件的温度。
18.根据权利要求17所述的计量电子设备(`220)，其特征在于，所述温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的所述振动计的导管的共振频率的频率处的交流电，且其中所述处理系统(303)还构造成用以: 去除所述温度确定信号预定时间； 测量电压； 确定反电动势；以及 因反电动势补偿所述电压与电流的比。
19.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述温度确定信号包括在不同于包括过程流体的所述振动计(200)的导管(203A，203B)的共振频率的频率处的交流电。
20.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述温度确定信号包括在大体等于包括过程流体的所述振动计(200)的导管(203A，203B)的共振频率的频率处的交流电。
21.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述温度确定信号包括交流电，而所述产生的信号包括电压。
22.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述温度确定信号包括固定电压，而所述产生的信号包括电流。
23.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述传感器部件包括驱动线圈(204A)。
24.根据权利要求16所述的计量电子设备(220)，其特征在于，所述传感器部件包括拾取线圈(205A, 205，A)。
全文摘要
提供了一种用于确定联接到振动计(200)的导管(203A,203B)的振动传感器部件(204A,205A,205'A)的温度的方法。该方法包括向振动传感器部件(204A,205A,205'A)提供温度确定信号(313)的步骤。该方法还包括测量产生的信号(314)的步骤。该方法还包括基于温度确定信号(313)和产生的信号(314)确定传感器部件(204A,205A,205'A)的温度的步骤。
文档编号G01F1/84GK103154678SQ201080068378
公开日2013年6月12日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者W.M.曼斯菲尔德 申请人:微动公司