[实用新型]磁流量计

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于测量过程流体流量的类型的磁流量计。更具体地，本实用新型涉及这种流量计的诊断。 

背景技术

磁流量计通过检测穿过磁场的流体的速度来测量导电流体的体积流量。磁流量计系统典型地包括流量管组件和发射机组件。流量管组件垂直或者水平地安装在过程管线中，并且包括管道部分、线圈部分和电极。线圈定位于管道的交叉部分的相对侧面。由来自发射机的线圈驱动电流供电的线圈沿管道的横截面扩展磁场。两个电极通常沿与磁场垂直的线路彼此定位于管道两端。穿过管道的流体是导电的。作为导体通过磁场移动的结果，在流体中感应出电势或电动势(EMF)，可以在电极两端检测所述电势或电动势。因此，操作是基于电磁感应的法拉第原理。 

在磁流量计中可能发生各种类型的故障，所述故障可能导致与线圈并联的电流路径。这种并联电流路径可能引起一些电流从线圈旁路，从而导致施加至过程流体的减小的磁场。这种减小的磁场将导致由感测电极检测的减小的EMF。流量将低电流损耗的量。存在可以引起这种并联电流路径增加的各种情况。例如，磁流量计流量管中的线圈可以通过泄漏到线圈隔间中的过程流体进行折衷。这可以引起与线圈并联的电路。类似地，如果用于切换通过线圈的电流的晶体管之一故障，可以引起线圈电流的一些通过并联路径旁路通过线圈。这导致了施加的EMF的减小以及来自感测电极的输出的相应减小。这将导致不精确的流量测量。 

用于施加线圈驱动信号的部件中的故障以及线圈驱动信号的电流路径中的故障或退化可以减小施加至过程流体的磁场。这可以导致流量测量中的误差。各种诊断技术已经用于检测这些问题。例如，Foss的等人的2011年4月12日公布并且转让给罗斯蒙德公司的题为“MAGNETIC  FLOWMETER WITH COIL GROUND PATH DETECTION”美国专利7,921,733描述了具体的诊断技术。 

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题是：用于施加线圈驱动信号的部件中的故障以及线圈驱动信号的电流路径中的故障或退化可以减小施加至过程流体的磁场，这可以导致流量测量中的误差。 

磁流量计包括流量管，设置用于接收过程流体的流。线圈定位于流量管附近，并且设置用于响应于驱动电流交变方向来向过程流体施加磁场。第一和第二电极设置用于响应于施加的磁场来感测过程流体中的电压电势。电压电势表示通过流量管的过程流体的流量。传感器耦合至第一和第二电流路径，所述第一和第二电流路径具有与驱动电流相关的传感器输出。当流过线圈的电流更改方向时，诊断电路根据传感器输出中的瞬变提供诊断输出。 

附图说明

图1是双线通信回路中的磁流量计的简化方框图。 

图2是用于图1的磁流量计的桥接脉冲受控电流驱动器的示意图。 

图3A是示出了一种结构中与磁性线圈耦合的驱动电路的简化图。 

图3B是示出了第二种结构中与磁性线圈耦合的驱动电路的简化图。 

图4是说明了驱动电路的晶体管中的故障的简化示意图。 

图5是感测电阻器电流对时间的曲线。 

图6是示出了用于检测并联电流路径的示意图。 

具体实施方式

在图1中，磁流量计系统与承载电流I的双线通信4-20mA回路以及外部电源(未示出)相连。流量管4承载过程流体的流。发射机9将线圈驱动电流I_L供应给相邻流量管4的线圈26，所述线圈在过程流体中产生磁场。沿与流体中的磁场垂直的线在流量管4中安装的电极6、8用于感测由流体流感应的EMF和施加的磁场。发射机9感测电极6、8之间的EMF，并且 控制对感测的EMF加以表示的DC输出电流，所述EMF进而与流体流量成正比。发射机9将电流I在4-20mA电流回路传输至远程接收站11。发射机9可以使用任意合适技术通信，并且不局限于4-20mA电流回路。其他的示例通信技术包括根据过程工业标准协议的那些技术，例如甘露可寻址远程变送器FOUNDATION^TM、现场总线或任意其他合适的协议。另外，过程控制回路可以包括无线过程控制回路，其中例如使用根据IEC62591标准的无线通信协议或其他通信技术或协议无线地通信信息。