[发明专利]流量计和检测流量计的电缆线路中的电缆故障的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量计和检测该流量计的电缆线路中的电缆故障的方法。

背景技术

振动管道传感器(例如科里奥利质量流量计)通常通过检测包含流动物质的振动管道的运动来操作。可通过处理从与该管道关联的运动换能器接收的测量信号来确定与管道中的物质相关的性质，例如质量流量和密度等。填充物质的振动系统的振动模式一般受到包含物质的管道的组合质量、刚度和阻尼特性以及包含于该管道中的物质的影响。

一般的科里奥利质量流量计包括一条或多条管道，这些管道串联地连接在管路或其它运输系统中并且在系统中输送物质，例如流体和泥浆等。每条管道可视为具有一组固有振动模式，包括例如单纯弯曲、扭转、径向和耦合模式。在一般的科里奥利质量流量测量应用中，当物质流经管道时以一种或多种振动模式激励该管道，并且在沿着该管道间隔的点处测量该管道的运动。通常由以周期方式扰动管道的致动器提供激励，例如机电装置，如音圈式驱动器。可通过测量在换能器位置处的运动之间的时间延迟或相位差来确定质量流率。通常采用两个这样的换能器(或检出传感器(pickoff sensor))以便测量流动管道的振动响应，并且所述换能器通常位于致动器的上游和下游位置处。这两个检出传感器通过电缆线路(例如独立的两对电线)连接到电子仪器。该仪器从所述两个检出传感器接收信号并处理这些信号以便得出质量流率测量值。

当科里奥利流量计的流动管道清空时，则两个检出信号(pickoff signal)之间的相位差理想地为零。相反，在正常操作期间，由于科里奥利效应，经过流量计的流量引起这两个检出信号之间的相移。该相移与经过管道的物质流量成正比。因此，通过对信号差值进行准确测量，流量计可准确地测量质量流率。

科里奥利流量计通常使用线圈来驱动流动管道并测量由此引起的流动管道振动。在很多情况中，流量传感器设备(即，流动管道、检出传感器和驱动器)不与发射机电子设备一体地安装。一般的科里奥利流量计包括9条捆扎在发射机/仪表电子设备和流量传感器设备之间的电缆中的电线。电缆线路通常包括3条用于电阻式温度检测器(RTD)传感器的电线、2条用于第一检出传感器的电线、2条用于第二检出传感器的电线和2条用于驱动器的电线。

电缆线路通常在现场由用户连接。这可能在电缆线路中导致问题。各对电线可能被互换。电线可能被弄混。不良的终端连接或失效的线圈可造成开路。例如，如果第一检出传感器沿第一定向连接，第二检出传感器沿相反的第二定向连接，那么在调零操作期间测得的相移将会过大。类似地，当连接到驱动器的电线被互换时，那么将不会观察到预期的相位特性，并且驱动电路的反馈回路可朝零点驱动响应而不是朝基频驱动响应。

可能出现的另一个问题是在部件之间断开或未连接的电线。在元件开始工作之前可能检测不到断开或未连接的电线。在用户所在地诊断故障并解决问题是成本高且费时的。另外，用户会受到停工期、费用和挫折的影响。

理想的是，发射机自动地确定传感器是否被正确地接线，如果不是，则纠正遇到的问题。另外，需要独立于过程变化来确定是否正确接线。

发明内容

根据本发明的实施例提供一种用于检测流量计的电缆线路中的电缆故障的仪表电子设备。该仪表电子设备包括第一和第二检出传感器且该电缆线路连接到所述第一和第二检出传感器。该电缆线路包含一条或多条第一检出电线(pickoff wire)和一条或多条第二检出电线。该仪表电子设备还包括连接到电缆线路的信号注入装置。该信号注入装置构造成产生注入信号并将该注入信号传送到电缆线路中以及传送给第一和第二检出传感器。该仪表电子设备还包括连接到电缆线路的信号调节电路。该信号调节电路构造成响应于注入信号从第一和第二检出传感器的至少一个接收至少一个响应信号，并且确定电缆线路的一条或多条第一检出电线和一条或多条第二检出电线之一或两者中的检出电线开路故障(pickoff open wire fault)和检出连接定向故障(pickoff connection orientation fault)中的一种或多种。