[发明专利]磁感生式流量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁感生式流量测量装置，其包括：测量管，所述 测量管被介质基本沿着测量管轴线的方向流经；磁系统，所述磁系统 产生穿过所述测量管的并且基本垂直于所述测量管轴线分布的、交替 的磁场；两个测量电极，所述测量电极基本布置在连接线上，其中， 所述连接线基本垂直于所述测量管轴线和所述磁场地取向；以及控制 分析单元，所述控制分析单元根据在所述测量电极处量取的测量电压 确定所述介质通过所述测量管的体积流量或者质量流量。

背景技术

为了体积流量测量，磁感生式流量测量装置充分利用了电动力学 的感应原理：介质的垂直于磁场移动的电荷载体使得同样基本垂直于 介质流动方向布置的测量电极感生出电压。这种在测量电极感生的测 量电压与介质的通过测量管的横截面的平均流动速度成比例，它也与 体积流量成比例。此外，在介质密度已知情况下能够获得通过流过测 量管的介质的质量流量。测量电极通常与介质直流电地或者电容性地 耦合。

与借助磁感生测量装置确定和/或监视体积流量相关的是，当前技 术发展越来越多朝向这样一个方向，即除了体积流量之外还给用户提 供关于测量装置的操作性能的信息。与此相关的流行语是“有预见性 的维护”。这种努力的目标最终是排除测量装置的暂停时段和故障时 段或者使其降至最低。

发明内容

因此本发明的任务在于，尽可能地改善磁感生式流量测量装置， 即提供关于测量装置缺陷或者测量装置各个组件的缺陷信息。

该任务将如此解决，所述控制分析单元确定直到达到所述测量装 置的稳定测量状态时的当前的实际控制时间；所述控制分析单元将所 述实际控制时间与所述测量装置的预给定的、直到达到所述稳定测量 状态的额定控制时间进行比较；并且如果所述实际控制时间比所述预 给定的额定控制时间大，则所述控制分析单元生成故障信息。在此， 控制时间是这样一种时间，其是在启动结束之后直到磁感生流量测量 装置达到稳定的运行状态所需的时间。测量装置通过迭代逼近处理达 到这种稳定运行状态，在所述迭代逼近处理中获得控制量或多个控制 量，用于优化地、传感器特定地切换磁场。相应的逼近处理在现有技 术中是已知的并且将在下面详细介绍。如果流量测量装置的普通的预 给定的控制时间在稍后的时间点被超越，这就表明了在该流量测量装 置中存在缺陷。

特别地，设计：如果在直到达到所述测量装置的稳定测量状态的 所述当前的实际控制时间和所述额定控制时间之间的偏差处于预给定 的允差值之外，则所述控制分析单元生成所述故障信息。

根据本发明的装置的有利的改进实施例建议：所述控制分析单元 基于超越所述预给定的额定控制时间的、直到达到所述测量装置的稳 定测量状态的实际控制时间，生成所述故障信息，即所述磁系统的机 械稳定性受到干扰。于是被延长的控制时间意味着：例如磁系统的极 靴的固定不再存在。由于机械不稳定在切换磁场时所引发的波动非常 明显地延长了线圈电流的控制时间。根据本发明因而通过控制时间的 监视可靠地识别到机械不稳定的磁系统。

正如已经指出的，所述额定控制时间是这样的时间，该时间持续 直至所述测量装置检测到用于至少一个控制量的最优值。所述控制量 是传感器特定的量，特别是磁场强度或者根据磁场切换流过磁系统的 线圈系统的线圈电流。

如已经在前面提到的，所述控制分析单元优选通过迭代逼近处理 确定所述传感器特定的量或者所述控制量，其中，所述逼近处理借助 所述传感器特定的量或者所述控制量的预给定的初始值开始处理。根 据本发明的流量测量装置的有利的实施样式设计：所述控制分析单元 迭代地求出的所述传感器特定的量或者所述控制量是最小时间段，需 要该时间段，到所述时间段为止流经通过线圈系统的电流达到基本恒 定的电流终值I_cont。

在磁感生的流量测量装置中，磁场的切换通过流过磁系统的线圈 的线圈电流来调节。理想状况下，在线圈系统内的电流分布对应于磁 场分布。由于在磁场切换过程中在线圈系统的极靴和内核产生的扰流， 在实际情况下出现相对于理想状况的偏差。在线圈系统之外测量的线 圈电流，因而对应于流经线圈的电流和由该扰流产生的电流的和。如 果把所述在线圈系统之外测量的电流应用为控制量，则由此尽管电流 不恒定，但磁场恒定。只要该扰流不消失，这将一直保持。