[发明专利]用于标定或调整任意可振荡单元的方法

说明书

本发明涉及一种用于标定或调整任意可振荡单元的方法，通过描述可振荡单元的数学模型(model)的方式，其中可振荡单元至少间歇地与一个位于容器内的介质相互作用。根据本发明，通过一个实际输入信号可振荡单元被激励振荡；确定可振荡单元的实际输出信号；将实际输出信号数字化，并产生一个实际输出序列(yu(k))；将实际输入信号数字化并产生数字化输入序列(u(k))，将数字化输入序列(u(k))提供给与介质相互作用的功能模块(模型)，其提供可振荡单元的数学模型(model)，所述模型通过至少两个传感器特定变量(G1，G2)确定；通过数学模型(model)的方式产生虚拟输出序列(ym(k))；将虚拟输出序列(ym(k))与实际输出序列(yu(k))进行比较；如果出现偏差(e(k))，适应性的修改数学模型(model)的传感器特定变量(G1，G2)，直到可振荡单元的虚拟输出序列(ym(k))与实际输出序列(yu(k))之间的偏差处于一个预定可容忍范围内。

技术领域

本发明涉及一种用于标定或调整过程自动化中所使用的任意可振荡单元的方法。可振荡单元至少有时会与一个位于容器中的介质相互作用，特别是用于确定或者监测至少一个传感器和/或系统特定参数。这种情况下，过程特定参数传送主要存在于过程中的关于过程条件的信息，其中在过程中设置可振荡单元。传感器特定变量涉及多个影响因素，其表征在介质中的可振荡单元的表现。这些变量特别包括几何参数和/或它们涉及可振荡单元的材料特性和/或质量流率。

背景技术

使用振动传感器确定物理变量广泛分布在自动化技术中，特别是过程自动化技术中以及制造自动化技术中。振动传感器的可振荡元件可以与隔膜通过材料粘结剂和/或通过互锁力的方式连接，例如摩擦互锁，并且可以具体化为任意种类的振荡叉或者一个单独的杆。隔膜和与隔膜连接的可振荡元件，也就是可振荡单元，通过发送/接收单元进行激励，从而执行多次振荡。发送/接收单元通常至少为一个压电或者相应的机电元件。另外，所谓的隔膜振荡器是已知的，这种情况下，可振荡元件仅由隔膜构成。

通常，通过模拟电子器件激励振动传感器来实施多次振荡，其中模拟电子元件与可振荡单元共同形成模拟振荡电路。不同实施例中，相应的振动传感器以及对应的振动测量设备是由申请人制造和售卖的，其商标为LIQUIPHANT和SOLIPHANT。

振动传感器可以检测过程特定参数，例如容器中液体或固体的限位。通常，为了检测预定填充高度(限位)，传感器在可振荡单元的谐振频率下工作。通过检测设定相位下频率的变化，该设定相位通常为90°，可以检测到可振荡单元是否与介质接触或者是否正在自由振荡。

另外，公知的可以通过评价振动传感器的振荡行为，确定，相应的监测介质中的多个其他过程特定参数。这些过程特定参数包括特别是介质的密度和粘度，然而，还可以是温度。为了确定液体介质的密度，输入信号和输出信号的相位差(通常也被简称为相位)设定为45°或-135°。设定该相位差的时候，非常清楚频率的变化归因于介质密度的变化，因为流体介质粘度的影响可以排除。WO02/031471A2描述了一种用于测量粘度的设备。从EP2041529B1中可以获知用于确定流体介质密度的设备。

基于上面提到的实施例可以很明显地看出，模拟电子器件具有一个劣势，即相对不太灵活。特别是，模拟电子器件必须与各个传感器，相应的传感器类型，相互匹配，根据其振荡特性，以及进一步根据相应的应用，即传感器是被用于限位高度测量、密度测量还是粘度测量。申请人的申请DE102012113045.0中描述了一种解决方案，避免了上面提到的缺点，申请日为2012年12月12日。DE102012113045.0的内容在此引入作为参考。

振动传感器的类型是变化丰富的。这样的例子是申请人制造和售卖的商标为LIQUIPHANT和SOLIPHANT的产品。因此，需要指出现有已知的和未来的传感器确实会在其几何形状方面差别相对很大。在DE102012113045.0中提到的解决方案的情况下，为了分析性确定具体为振荡叉的可振荡单元和流体介质之间的相互作用，振动叉的两个叉齿通过数学模型近似化。具体情况下，两个叉齿数学近似为理想的椭圆柱面。