[发明专利]用于诊断传感器单元的流量计和方法

说明书

技术领域

实施例涉及用于诊断流量计特别是用于诊断流量计的至少一个传感器单元的方法。更具体地，实施例涉及用于诊断的方法，其中确定诊断结果，诊断结果例如表明至少一个传感器单元上的覆层。进一步的，实施例涉及一种适合用于确定这样的诊断结果的流量计。

背景技术

流量计被用于例如化学、石油化工、油类、气体、能源、纸、水、污水、食品和饮料以及制药工业等多个工业领域。具体地，流量计被用于确定例如在管路内的流体流量。

通常，对于以高精度测量流量的流量计有很多需求。一种特定类型的流量计借助于两个温度传感器测量流量，通常是测量质量流量。其中，一个传感器测量流体温度T₀，而另一个则被加热至较高的温度T₂。通过取决于流体流过传感器的速度的强制对流冷却后一个传感器。保持较高温度所需的加热功率即为流量的量度。

但是，测量值以及由此确定流量的精确性可能会受到影响热传递的机制(例如被加热的传感器以不受控的方式对流体的强制对流)的不利影响。一种这样的机制是由于被加热传感器上的覆层而造成的热传递改变。覆层可以例如在多尘、潮湿、油腻或烟熏环境内的工作期间累积。与制作传感器的材料相比，覆层通常具有较低的热导率。因此，只需较少的加热功率即可保持用于带有覆层的传感器的较高温度。这样测量的流量就可能是错误的，特别是与实际流量相比过低。

因此希望检测传感器的错误来源。已经提出切换被加热传感器和未加热传感器的角色来进行诊断，原因是对于不同温度下工作的传感器来说涂层有可能不同。但是，切换需要时间，特别是因为一个传感器必须被冷却至流体的温度T₀。在这段时间期间可能就无法测量流量，并且流量计被称为具有失效时间。而且，如果在失效时间期间流动状态有所改变的话，那么诊断就可能是不可靠的。

持续地需要对用于诊断流量计中的传感器以及适用于这样诊断其中至少一个传感器的流量计，其中，例如以低成本避免失效时间并且能够进行可靠的诊断。

发明内容

根据以上介绍，提供了一种如独立权利要求1所述的用于诊断流量计的方法和一种如独立权利要求11所述的流量计。

根据一个实施例，提供了一种用于诊断流量计的方法。该方法包括使流量计的第一传感器单元与流体热耦合并且使流量计的第二传感器单元与流体热耦合。该方法还包括通过向第一传感器单元施加功率来主动加热或冷却第一传感器单元以使其温度不同于流体温度，并且同时通过向第二传感器单元施加功率来主动加热或冷却第二传感器单元以使其温度不同于流体温度并且通常也不同于第一传感器的温度。可选地，该方法可以包括确定流体的温度TM0。该方法进一步包括确定与传感器元件的热传递相关的至少两个独立变量，至少两个独立的热传递相关变量中的每一个都根据从包括TM0，TM1，TM2，PM1和PM2的组中选出的至少一个要素进行确定，并且通过至少两个独立的热传递相关变量的设定关系来确定诊断结果。

根据另一个实施例，提供了一种用于流体流量测量以及用于诊断第一传感器单元和第二传感器单元中的至少一个的流量计。流量计包括适合与流体热耦合的第一传感器单元。第一传感器单元包括第一温度传感器以及从包括第一加热设备和第一冷却设备的组中选出的至少一个第一组件。流量计还包括适合与流体热耦合的第二传感器单元。第二传感器单元包括第二温度传感器以及从包括第二加热设备和第二冷却设备的组中选出的至少一个第二组件。流量计进一步包括有效连接至第一传感器单元和第二传感器单元的热控单元，热控单元适用于向至少一个第一组件施加功率以及向至少一个第二组件施加功率以同时地、独立地并且主动地加热或冷却第一传感器单元和第二传感器单元，使得它们的温度不同于流体的温度，并且通常也彼此不同。另外，流量计包括有效连接至第一传感器单元和第二传感器单元的估算单元。估算单元适用于可选地确定流体的温度TM0。估算单元适用于通过第一温度传感器和加至至少一个第一组件的功率PM1来确定第一传感器单元的温度TM1，并且还适用于通过第二温度传感器和加至至少一个第二组件的功率PM2来同时确定第二传感器单元的温度TM2。估算单元还适用于确定与传感器元件的热传递相关的至少两个独立变量，至少两个独立的热传递相关变量中的每一个都根据从包括TM0，TM1，TM2，PM1和PM2的组中选出的至少一个要素确定，并且通过至少两个独立的热传递相关变量的设定关系确定诊断结果。

根据从属权利要求、说明书和附图，能够与本文中介绍的实施例相结合的更多优点、特征、应用和细节是显而易见的。