[发明专利]容积或质量流量表

说明书

本发明涉及一种带有流量传感器及评值电子装置的容积或质量流量表。

为了测量流体在管道或类似物中流动的流率，有几种原理，每一种原理都基于一种具体的规律。不管流体的导电性如何，例如用基于Karman涡街的涡旋流量表或超声波流量表对其容积流率进行测量，或者，例如用基于Coriolis原理的质量流量表，用热质量流量表或基于确定孔板上压差的质量流量表对其质量流率进行测量。导电性流体的容积流率也可以用基于Faraday感应定律的电磁流量表来测量。

评值电子装置根据其中一个上述原理将所产生的信号转换为一个与容积或质量流率成比例且具有高测量精度的输出信号。例如，该输出信号可以是用于给定测量范围的4mA至20mA的直流信号，前述测量范围已经被长期用于工业计量制中。然而，本发明并不涉及这种输出信号。

相反地，本发明的目的在于消除发生于交变输出信号中的不利情况，前述交变输出信号在工业计量制中实现标准化已经很长时间，并且其频率与给定测量范围中的流率成比例。每当在由流量传感器的机械结构确定的测量方向中流动的流体在与测量方向相反的方向上发生偶然的，尤其是一个较短的时间的流动时，就会出现这种不利情况。这种逆流率不能被评值电子装置转换为相应的相反频率，众所周知，这是因为一个交变信号不可能有一个负频率。

上述标准化输出信号最终存在于输出中，该输出在技术手册及数据表中常常被指定为脉冲/频率输出。

例如，当在这样的管道中测量流率时上述逆流率会发生：流体不是连续地流动而是用一种脉动方式流动，这种流动方式是例如通过测流量泵，或者在流体上设置压力的情况下，通过能够被触发开和关的阀产生的。尽管测流量泵的精度高达0.5％，但是由于它们的设计原理(例如往复泵，波纹管泵或隔膜泵)，在每个测流量步骤期间发生的回流以及逆流率都无法避免。

人们试图在评值电子装置中通过阻尼来补偿逆流率。但这导致流率测量对流率改变的反应有一定的延迟，此外，必须使阻尼时间常数与流率相匹配，也就是说，时间常数必须被改变且必须是可以改变的。

本发明的目的在于提供一种用于消除上述不利情况的不同的并更有利的方法。

为了实现这一目的，本发明提出一种带有流量传感器及评值电子装置的容积或质量流量表，它包括：

-用于产生流率信号的第一分支电路，在给定的测量范围内，该流率信号与被测量流体的流率成比例；

-用于产生输出信号的第二分支电路，在给定的测量范围内，该输出信号的频率与在测量方向中流动的流体的流率成比例，该测量方向由流量传感器的结构设置所确定；以及

-第三分支电路，其在扫描间隔期间确定在与测量方向相反的方向上的逆流率，保存该逆流率并且将其从下一个被测量的流率中减去。

根据本发明优选的改进，评值电子装置把分别被保存的逆流率加起来，并且使它们可为进一步的处理和/或显示所利用。

根据本发明的优选实施例和/或其优选改进，第三分支电路包括：

-一个时钟发生器，其周期性地产生带有一预先确定的时钟周期的时钟脉冲；

-一个由时钟发生器控制的平均器级，其输入端被输入流率信号，其输出端提供一个表示一个时钟周期内的平均值的平均流率值信号；

-一个读写存储器；

-一个第一除法器，其除数输入端被输入表示时钟周期的时钟周期信号，其被除数输入端被连接至读写存储器的输出端；

-一个第一加法器，其第一输入端被连接至平均器级的输出端，其第二输入端被连接至第一除法器的输出端；

-一个第一乘法器，其第一输入端被连接至第一加法器的输出端，其第二输入端被输入一个表示质量的倒数或容积的倒数的置位信号，其输出端提供一表示频率的频率信号；

-一个三重比较器，其输入端被连接至第一乘法器的输出端，其输出端被连接至第二分支电路的输入端，并且提供一个信号：

当频率信号表示小于零的值时，该信号表示零；

当频率信号表示在零与一个可调整的最大值之间的值时，该信号等于频率信号；

当频率信号表示比最大值更大的值时，该信号表示最大值；

-一个第二乘法器，其第一输入端被连接至三重比较器的输出端，其第二输入端被输入时钟周期信号；

-一个第二除法器，其第一输入端被连接至第二乘法器的输出端，其第二输入端被输入所述置位信号；

-第三乘法器，其第一输入端被连接至平均器级的输出端，其第二输入端被输入时钟周期信号；