[发明专利]确定体积流量或质量流量的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定介质体积流量或质量流量的方法与装置，所述介质流经具有规定的公称内径的磁感应流量计。

背景技术

通常是把水用作基准介质对磁感应流量计进行校准。水是轻度抗磁的，其中水的导磁性，说得确切一些是水的磁化率相对较低。稍后在场中使用时，如果一种具有高导磁性的介质——例如当介质具有铁磁成份并且由此而具有非常高的磁化率时是这种情况——流经相应校准的流量计或者是相应校准的设备类型，那么测量值会大大失真，因为所述导磁介质会大大影响测量装置的磁阻。例如带有磁铁的添加物的水是所述导磁介质。在这种测量中，出现直至100％的测量误差。在这样大的测量误差下，当然不可能可靠地并且可再现地测量体积流量或质量流量。

发明内容

本发明的任务在于，建议一种用于精确确定导磁介质的体积流量或质量流量的方法与装置。

与方法有关，通过以下方式可以解决该任务，即，给流量计施加周期性变化的磁场，确定直至达到测量磁场恒定量时的实际上升时间，并把实际上升时间与额定上升时间进行比较，所述额定上升时间是在基准介质流经流量计时测定的，并且根据实际上升时间与额定上升时间的偏差可以确定测量误差，通过补偿该测量误差的方式修正实际测量的导磁介质的体积流量或质量流量。实际上升时间与额定上升时间之间的位于规定公差之外的偏差也可以做出这个意思的解释，即，具有高导磁性的介质流经流量计。

参照本发明的方法充分利用了以下情况，即磁场上升时间与流经流量计的介质的导磁性之间存在一种明显的函数关系。如果介质具有导磁性，那么直至达到恒定磁场的磁场上升时间或者说线圈电流上升时间会由于升高的磁阻而增加，而体积流量或质量流量的测量要在所述恒定磁场中完成。在首次近似中，上升时间与介质的导磁性成比例：导磁性越大，上升时间越长。

为了提高测量的精确性，还可以进一步考虑，测定每种设备类型的导磁性与上升时间之间的函数相关性。根据本发明，可以提前测定相应的函数关系；根据所测得的直至达到恒定磁场的实际上升时间与额定上升时间的偏差测定出测量误差；然后就可以输出相应修正的测量值。

根据本发明方法的有利设计方案，可以测定在标定阶段的额定上升时间。特别是可以在标定阶段期间取决于仅仅弱的导磁介质地和/或取决于由一个测量管与一个磁体系统组成的流量测量系统地确定额定上升时间。在第一种情况下，额定上升时间的测定只取决于介质，在第二种情况下，额定上升时间的测定可能也取决于设备类型。设备类型的主要参数包括测量管的材料、公称内径以及所使用的磁体系统。

用于转换磁场的控制方法原则上比较随意。当然比较有效的是使用这样一种方法，在所述方法中，额定上升时间和后来的也就是实际上升时间尽可能地短，因为测量间隔相对较长。最简单的方法在于：给磁体系统加载电压，并且通过时间间隔定义额定上升时间，直到磁场或者说流经磁体系统的线圈电流呈现至少近似恒定的值。在理想的磁体系统中或者说是在理想的线圈装置中，例如矩形的电流特性曲线与由线圈装置所产生的磁场特性曲线相符。一般来说，在磁感应流量计中使用的线圈装置具有线圈铁心和/或极靴。控制/评估单元会给两个线圈装置施加周期性变化的电流，该周期性变化的电流以理想的方式在两个二分之一周期中是恒定的、方向相反的并且等量的。基于在极靴与铁心中出现的涡流，虽然控制的电流是恒定的，但是所产生的磁场不是恒定的。因此需要定义的时间，所谓的上升时间，直至磁场达到力求的恒定值。然后才有可能准确地测量体积流量或者说质量流量。就如已经提到的一样，如果每次转换都具有尽可能长的测量时间，那么对于准确测量是比较有利的。就此而言，最小化上升时间是比较重要的。

在这种关系下，一种已公知的控制方法建议，在转换磁场时，可以瞬时发送过高的电流通过磁体装置。以理想的方式这样测量电流，即，补偿所产生的涡流。另外还公知，通过将瞬时反电压加载到线圈装置以加速对恒定的测量磁场的连续渐进的近似。

与根据本发明的方法有关，一种有利的改进方案建议，根据实际上升时间与额定上升时间测定修正系数，利用该修正系数可以修正实际确定的体积流量与质量流量。

就如前面情况中已经提及的那样，优选使用仅仅弱的导磁介质作为基准介质。特别是使用的基准介质是水。

根据本发明的方法的一种改进方案规定，通过周期性变化磁场的多个周期来平均实际上升时间。优选由n个值形成平均值。