[发明专利]生成用于振动传感器的驱动信号的方法

说明书

提供了一种生成用于振动传感器（5）的驱动信号的方法（600）。所述方法（600）包括：振动被配置成提供振动信号的振动元件（104、510）；用接收器电路（134）从振动元件（104、510）接收振动信号；用耦合到接收器电路（134）和振动元件（104、510）的驱动器电路（138）生成振动振动元件（104、510）的驱动信号；以及比较所生成的驱动信号的相位与振动信号的相位。

技术领域

下面描述的实施例涉及振动传感器，并且更特别地，涉及生成用于振动传感器的驱动信号的方法。

背景技术

振动传感器（例如，振动密度计和振动粘度计）通过检测在存在将被表征的流体的情况下振动的振动元件的运动而操作。可以通过处理从与振动元件相关联的一个或多个运动变换器接收的一个或多个振动信号来确定与流体相关联的属性（例如，密度、粘度、温度等）。振动元件的振动通常受到与流体组合的振动元件的组合的质量、刚度和阻尼特性的影响。

图1示出了现有技术的振动传感器，其包括振动元件和与振动元件耦合的计量电子装置。现有技术的振动传感器包括用于振动振动元件的驱动器以及响应于振动创建振动信号的敏感元件（pickoff）。振动信号是连续时间或模拟信号。计量电子装置接收振动信号，并处理振动信号以生成一个或多个流体特性或流体测量。计量电子装置确定振动信号的频率和振幅两者。振动信号的频率和振幅还可以被进一步处理以确定流体的密度。

现有技术的振动传感器使用闭环电路为驱动器提供驱动信号。驱动信号通常基于接收的振动信号。现有技术的闭环电路修改或并入振动信号或振动信号的参数到驱动信号中。例如，驱动信号可以是接收的振动信号的放大、调制或以其它方式修改的版本。接收的振动信号因此可以包括使得闭环电路能够达到目标频率的反馈。使用该反馈，闭环电路递增地改变驱动频率，且监控振动信号直到达到目标频率为止。

流体的目标频率可以与驱动信号和振动信号之间的期望相位差相关。可以根据驱动信号和振动信号之间的相位差是135°和45°情况下的频率来确定流体属性（例如，流体的粘度和密度）。表示为第一相位差φ1和第二相位差φ2的这些理想的相位差能够对应于半功率或3dB频率。第一目标频率ω1被定义为第一相位差φ1为135°情况的频率。第二目标频率ω2被定义为第二相位差φ2为45°情况下的频率。在第二目标频率ω2处进行的密度测量可以独立于流体粘度。因此，在第二相位差φ2是45°的情况下进行的密度测量可以比在其它相位差处进行的密度测量更准确。

闭环方法通常测量振动信号的频率以确定将驱动信号频率移动多少来达到第二相位差φ2。使用测量频率，测量频率和相位之间的关系被用来确定在驱动信号和振动信号之间是否存在45°的相位差。然而，测量流体属性的闭环方法具有一些相关联的问题。例如，必须首先测量振动信号的频率以获得振动信号和驱动信号之间的期望相位差。这可能是有问题的，因为振动信号可能相对于噪声非常小。因此，根据振动信号测量频率需要滤波。此滤波可能引起频率测量的延迟，这可能引起驱动控制算法的不稳定。另外，在振动信号中的任何未经滤波的噪声将在驱动信号中再生。驱动信号中的噪声可能引起驱动不稳定以及频率测量的不准确。

因此，存在对一种用于生成用于振动传感器的驱动信号的方法需要，其不要求与闭环方法相关联的频率测量。

发明内容

提供了一种生成用于振动传感器的驱动信号的方法。根据实施例，所述方法包括：振动被配置成提供振动信号的振动元件；用接收器电路从振动元件接收振动信号。所述方法还包括：用耦合到接收器电路和振动元件的驱动器电路生成振动振动元件的驱动信号；以及比较所生成的驱动信号的相位与振动信号的相位。

提供一种振动传感器。根据实施例，所述振动传感器包括：振动元件，其被配置成提供振动信号；接收器电路，其从所述振动元件接收所述振动信号；以及驱动器电路，其耦合到所述接收器电路和所述振动元件。所述驱动器电路配置成：生成振动所述振动元件的驱动信号；以及比较所生成的驱动信号的相位与振动信号的相位。