BR112013002138B1

BR112013002138B1 - método para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração,e, para gerar uma correlação entre uma razão de voltagem-para-corrente e temperatura de um componente de sensor, e, eletrônica de medidor

Info

Publication number: BR112013002138B1
Application number: BR112013002138A
Authority: BR
Inventors: M Mansfield William
Original assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2019-12-10
Also published as: JP2013532840A; KR20130093108A; KR20160063427A; EP2601487A1; SG187056A1; CN103154678A; AU2010358559B2; EP2601487B1; BR112013002138A2; CA2806150A1; US9435695B2; CN109341798A; AU2010358559A1; JP5560375B2; KR101869733B1; WO2012018323A1; US20130121376A1; CA2806150C; MX2013000647A; RU2013109302A

Abstract

métodos para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração,e, para gerar uma correlação entre uma razão de voltagem-para-corrente e temperatura de um componente de sensor,e,eletrônica de medidor. um método para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração (204a, 205a, 205'a) acoplado a um conduto (203a,203b) de um medidor de vibração (200) é provido. o método compreende uma etapa de fornecer o componente de sensor de vibração (204a, 205a, 205'a) com um sinal de determinação de temperatura (313). o método também compreende uma etapa de medir um sinal resultante (314). o método ainda compreende uma etapa de determinar uma temperatura do componente de sensor (204a,205a205'a) com base no sinal de determinação de temperatura (313) e o sinal resultante (314).

Description

“MÉTODOS PARA DETERMINAR UMA TEMPERATURA DE UM COMPONENTE DE SENSOR DE VIBRAÇÃO, E, PARA GERAR UMA CORRELAÇÃO ENTRE UMA RAZÃO DE VOLTAGEM-PARA-CORRENTE E TEMPERATURA DE UM COMPONENTE DE SENSOR, E, ELETRÔNICA DE MEDIDOR” CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a medidores de vibração e, mais particularmente, a um método e aparelho para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração de um medidor de vibração.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Sensores de vibração, tal como, por exemplo, densitômetros vibratórios e medidores de fluxo Coriolis são geralmente conhecidos e são usados para medir fluxo de massa e outra informação para materiais dentro de um conduto. O material pode ser fluente ou estacionário. Medidores de fluxo Coriolis exemplares são descritos em Patente U.S 4.109.524, Patente U.S 4.491.025, e Re. 31.450 todos para J.E. Smith et al. Esses medidores de fluxo têm um ou mais condutos de configuração reta ou encurvada. Cada configuração de conduto em um medidor de fluxo de massa Coriolis tem um conjunto de modos de vibração naturais, que podem ser de flexão simples, torcional, ou tipo acoplado. Cada conduto pode ser acionado para oscilar em um modo preferido.

Material flui dentro do medidor de fluxo a partir de uma tubulação conectada no lado de entrada do medidor de fluxo, é direcionado através do(s) conduto(s), e sai do medidor de fluxo através do lado de saída do medidor de fluxo. Os modos de vibração naturais do sistema vibratório preenchido com material são definidos, em parte, pela massa combinada dos condutos e o material fluindo dentro dos condutos.

Quando não há fluxo através do medidor de fluxo, uma força de acionamento aplicada ao(s) conduto(s) leva todos os pontos ao longo do conduto(s) a oscilar com fase idêntica ou um pequeno “desvio zero”, que é um atraso de tempo medido em fluxo zero. Conforme material começa a fluir através do medidor de fluxo, forças de Coriolis levam cada ponto ao longo do(s) conduto(s) a ter uma fase diferente. Por exemplo, a fase na extremidade de entrada do medidor de fluxo retarda a fase na posição de acionador centralizada, enquanto a fase na saída conduz a fase na posição de acionador centralizada. Sensores de desvio no(s) conduto(s) produzem sinais sinusoidais representativos do movimento do(s) conduto(s). Sinais saindo dos sensores de desvio são processados para determinar o atraso de tempo entre os sensores de desvio. O atraso de tempo entre os dois ou mais sensores de desvio é proporcional à taxa de fluxo de massa de material fluindo através do(s) conduto(s).

Eletrônica de medidor conectada ao acionador gera um sinal de acionamento para operar o acionador e determinar uma taxa de fluxo de massa e outras propriedades de um material de sinais recebidos dos sensores de desvio. O acionador pode compreender uma dentre muitas disposições bem conhecidas; entretanto, um magneto e uma bobina de acionamento oposta alcançaram grande sucesso na indústria de medidores de vibração. Exemplos de disposições de bobina de acionamento e magneto adequados são providos em Patente US 7.287.438 bem como Patente US 7.628.083, que são ambas cedidas em seus direitos para Micro Motion, Inc. e são por meio dessa incorporadas por referência. Uma corrente alternada é passada para a bobina de acionamento para vibrar o(s) conduto(s) em uma desejada amplitude de tubo de fluxo e frequência. É também conhecido na técnica prover os sensores de desvio como uma disposição de magneto e bobina muito similar à disposição de acionador. No entanto, enquanto o acionador recebe uma corrente, que induz um movimento, os sensores de desvio podem usar o movimento provido pelo acionador para induzir uma voltagem. A magnitude do atraso de tempo medida pelos sensores de desvio é muito pequena; ela é frequentemente medida em nanossegundos. Portanto, é necessário ter uma saída do transdutor muito precisa.

Figura 1 ilustra um exemplo de uma montagem de sensor de vibração de técnica anterior 5 na forma de um medidor de fluxo Coriolis compreendendo um medidor de fluxo 10 e uma eletrônica de medidor 20. A eletrônica de medidor 20 é conectada ao medidor de fluxo 10 para medir características de um material fluente, tal como, por exemplo, densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informação. O medidor de fluxo 10 inclui um par de flanges 101 e 10Γ, coletores de tipo manifold 102 e 102’, e condutos 103A e 103B. Coletores 102, 102’ são afixados a extremidades opostas dos condutos 103A, 103B. Flanges 101 e 101’ do medidor de fluxo Coriolis de técnica anterior são afixados a extremidades opostas do espaçador 106. O espaçador 106 mantém o espaçamento entre coletores 102, 102’ para prevenir vibrações indesejadas nos condutos 103A e 103B. Os condutos 103A e 103B estendem-se para fora dos coletores em um modo essencialmente paralelo. Quando o medidor de fluxo 10 é inserido em um sistema de tubulação (não mostrado) que carrega o material fluente, o material entra em medidor de fluxo 10 através de flange 101, passa através do coletor de entrada 102 onde a quantidade total de material é direcionada para entrar condutos 103A e 103B, flui através dos condutos 103A e 103B e de volta ao coletor de saída 102’ onde ele sai do medidor de fluxo 10 através do flange 101’. O medidor de fluxo 10 de técnica anterior inclui um acionador 104. O acionador 104 é afixado a condutos 103A e 103B em uma posição onde o acionador 104 pode vibrar os condutos 103A, 103B no modo de acionamento, por exemplo. Mais particularmente, o acionador 104 inclui um primeiro componente de acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103A e um segundo componente de acionador (não mostrado) afixado ao conduto 103B. O acionador 104 pode compreender uma dentre muitas disposições bem conhecidas tal como uma bobina montada ao conduto 103A e um magneto oposto montado ao conduto 103B.

No presente exemplo do medidor de fluxo Coriolis de técnica anterior, o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase e os condutos 103A, 103B são selecionados e apropriadamente montados no coletor de entrada 102 e no coletor de saída 102’ de modo a prover um sistema equilibrado tendo substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia, e módulos elásticos sobre eixo de flexão W-W e W’-W’, respectivamente. No presente exemplo, onde o modo de acionamento é o primeiro modo de flexão fora de fase, os condutos 103A e 103B são acionados pelo acionador 104 em direções opostas sobre seu respectivo eixo de flexão W-W e W’-W’. Um sinal de acionamento na forma de uma corrente alternada pode ser provido pela eletrônica de medidor 20, tal como, por exemplo, através de trajeto 110, e passado através da bobina para levar ambos os condutos 103 A, 103B a oscilar. Os versados na técnica apreciarão que outros modos de acionamento podem ser usados pelo medidor de fluxo Coriolis de técnica anterior. O medidor de fluxo 10 mostrado inclui um par de desvios 105, 105’ que são afixados aos condutos 103A, 103B. Mais particularmente, um primeiro componente de desvio (não mostrado) está localizado nos condutos 103A e um segundo componente de desvio (não mostrado) está localizado nos conduto 103B. No exemplo descrito, os desvios 105, 105’ podem ser detectores eletromagnéticos, por exemplo, magneto de desvio e bobinas de desvio que produzem sinais de desvio que representam a velocidade e a posição dos condutos 103A, 103B. Por exemplo, os desvios 105, 105’ podem fornecer sinais de desvio à eletrônica de medidor 20 através de trajetos 111, 11Γ. Os versados na técnica apreciarão que o movimento dos condutos 103A, 103B é proporcional a certas características do material fluente, por exemplo, a taxa de fluxo de massa e a densidade do material fluindo através dos condutos 103A, 103B.

No exemplo mostrado em Figura 1, a eletrônica de medidor 20 recebe os sinais de desvio dos desvios 105, 105’. O trajeto 26 provê um meio de entrada e um de saída que permite a uma ou mais eletrônica de medidor 20 estabelecer uma interface com um operador. A eletrônica de medidor 20 mede uma característica do material fluente, tal como, por exemplo, uma diferença de fase, uma frequência, um atraso de tempo, uma densidade, uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo de volume, um fluxo de massa totalizado, uma temperatura, uma verificação de medidor, e outra informação. Mais particularmente, a eletrônica de medidor 20 recebe um ou mais sinais, por exemplo, dos desvios 105, 105’ e de um ou mais sensores de temperatura 130.

Devido ao atraso de fase relativamente pequeno bem como as medições extremamente precisas realizáveis por medidores de fluxo Coriolis, a temperatura de pelo menos um dos condutos de fluxo é tipicamente medida usando um dispositivo de medição de temperatura, tal como um detector de temperatura de resistência (RTD) 130. A menos que a temperatura do material de processo esteja rapidamente mudando, a temperatura do conduto de fluxo é relacionada à temperatura do material de processo e é proporcional à impedância térmica entre o fluido, o RTD, e a temperatura ambiente. Portanto, se a temperatura do conduto pode ser medida, a temperatura do fluido pode ser determinada dentro de um grau aceito de certeza, que pode depender da aplicação particular. Portanto, medidores de vibração da técnica anterior, tais como o medidor de fluxo Coriolis 10 da técnica anterior, utilizam um RTD 130 ----— bem conhecido para gerar uma medição de temperatura do conduto de fluxo. Em alguns sistemas de técnica anterior, múltiplas medições são tomadas com RTDs múltiplos para obter medição de temperaturas do conduto, um alojamento envolvendo os condutos, barras de braçadeira, etc. RTDs são amplamente aceitos como proporcionando uma medição de temperatura precisa. Um RTD opera aplicando potência ao RTD e calculando a resistência do RTD. Isso é tipicamente feito fornecendo uma corrente conhecida através do RTD e medindo a voltagem resultante para calcular a resistência. A resistência do RTD é diretamente proporcional à temperatura. Por exemplo, muitos RTDs são feitos de platina que tem um coeficiente de temperatura relativamente linear de resistência de aproximadamente 0,0039/°C. Portanto, o RTD pode ser calibrado para prover uma temperatura com base em uma determinada resistência do RTD. RTDs têm a vantagem de serem precisos, estáveis, razoavelmente lineares, e têm uma ampla faixa de temperatura. No entanto, uma das principais desvantagens de usar um RTD é o custo aumentado associado com a operação do RTD. O custo aumentado é um resultado do custo do RTD sozinho, bem como o processamento de sinal dos níveis de sinal baixos típicos de RTDs. Enquanto o custo aumentado associado com RTDs pode ser justificado em algumas situações, outras situações não requerem a constante medição de temperatura ou a elevada precisão proporcionada por um RTD. Tal exemplo se encontra em situações onde a temperatura do fluido de processo permanece relativamente estável. Um RTD pode não ser requerido nessa situação porque a faixa de temperatura antecipada é relativamente limitada e influências de temperatura são reduzidas comparadas com as medições de densidade ou volume.

Portanto, existe uma necessidade na técnica para prover uma medição de temperatura de pelo menos um dos condutos de um medidor de vibração usando um componente de sensor existente. Isto é, existe uma necessidade para prover uma medição de temperatura sem requerer um componente extra, tal como o RTD 130 do medidor de fluxo Coriolis 10 de técnica anterior. A presente invenção supera esses e outros problemas e um avanço na técnica é alcançado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um método para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração acoplado a um conduto de um medidor de vibração é provido de acordo com uma forma de realização da invenção. O método compreende etapas de fornecer ao componente de sensor de vibração um sinal de determinação de temperatura e medir um sinal resultante. De acordo com uma forma de realização da invenção, o método ainda compreende uma etapa de determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante.

Um método para gerar uma correlação entre uma razão de voltagem-para-corrente e temperatura de um componente de sensor acoplado a um conduto de um sensor de vibração é provido de acordo com uma forma de realização da invenção. O método compreende uma etapa de fornecer ao componente de sensor um sinal de teste. O método ainda compreende etapas de medir um primeiro sinal resultante e determinar uma primeira razão de voltagem-para-corrente com base no sinal de teste e no sinal resultante. De acordo com uma forma de realização da invenção, o método ainda compreende etapas de medir uma primeira temperatura do componente de sensor e armazenar uma primeira razão de voltagem-para-corrente determinada com a primeira temperatura medida.

Uma eletrônica de medidor para um medidor de vibração incluindo um ou mais condutos e um ou mais componentes de sensor acoplados a um ou mais condutos é provida de acordo com uma forma de realização da invenção. A eletrônica de medidor inclui um sistema de processamento configurado para fornecer um componente de sensor do um ou mais componentes de sensor com um sinal de determinação de temperatura. O sistema de processamento é ainda configurado para medir um sinal resultante. De acordo com uma forma de realização da invenção, o método é ainda configurado para determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante.

ASPECTOS

De acordo com um aspecto da invenção, um método para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração acoplado a um conduto de um medidor de vibração compreende as etapas de: fornecer ao componente de sensor de vibração um sinal de determinação de temperatura; medir um sinal resultante; e determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante.

Preferivelmente, a etapa de determinar a temperatura do componente de sensor compreende: determinar uma razão de voltagem-para-corrente a partir do sinal de determinação de temperatura e do sinal resultante medido; e determinar uma temperatura do sensor com base em uma correlação entre a razão de voltagem-para-corrente determinada e temperatura.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência substancialmente igual a uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo e em que o método ainda compreende as etapas de: remover o sinal de determinação de temperatura por um tempo pré-determinado; medir uma voltagem; determinar uma força eletromotriz de retomo; e compensar a razão de voltagem-para-corrente para a força eletromotriz de retomo.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência diferente de uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência substancialmente igual a uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada e o sinal resultante compreende uma voltagem.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma voltagem fixa e o sinal resultante compreende uma corrente.

Preferivelmente, o componente de sensor compreende uma bobina de acionamento.

Preferivelmente, o componente de sensor compreende uma bobina de sensor de desvio.

De acordo com outro aspecto da invenção, um método para gerar uma correlação entre uma razão de voltagem-para-corrente e temperatura de um componente de sensor acoplado a um conduto de um sensor de vibração compreende etapas de: fornecer ao componente de sensor um sinal de teste; medir um primeiro sinal resultante; determinar uma primeira razão de voltagem-para-corrente com base no sinal de teste e no sinal resultante; medir uma primeira temperatura do componente de sensor; e armazenar a primeira razão de voltagem-para-corrente determinada com a primeira temperatura medida.

Preferivelmente, o método ainda compreende etapas de: medir uma segunda temperatura do componente de sensor; e se uma segunda temperatura do componente de sensor mudou por mais do que uma quantidade limiar da primeira temperatura, medir um segundo sinal resultante para determinar pelo menos uma segunda razão de voltagem-para-corrente; e armazenar a segunda razão de voltagem-para-corrente com a segunda temperatura.

Preferivelmente, o componente de sensor compreende uma bobina de acionamento.

Preferivelmente, o sinal de teste compreende uma corrente alternada e o sinal resultante compreende uma voltagem resultante.

Preferivelmente, o sinal de teste compreende uma voltagem fixa e o sinal resultante compreende uma corrente resultante.

De acordo com outro aspecto da invenção, uma eletrônica de medidor para um medidor de vibração incluindo um ou mais condutos e um ou mais componentes de sensor acoplados ao um ou mais condutos inclui um sistema de processamento configurado para: fornecer a um componente de sensor do um ou mais componentes de sensor um sinal de determinação de temperatura; medir um sinal resultante; e determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante.

Preferivelmente, o sistema de processamento é ainda configurado para: determinar uma razão de voltagem-para-corrente com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante; e determinar a temperatura do componente de sensor com base em uma correlação entre a voltagem-para-corrente determinada e temperatura.

Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência substancialmente igual a uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo e em que o sistema de processamento é ainda configurado para: remover o sinal de determinação de temperatura por um tempo pré-determinado; medir uma voltagem; determinar uma força eletromotriz de retomo; e compensar a razão de voltagem-para-corrente para a força eletromotriz de retomo.

Preferivelmente, o componente de sensor compreende uma bobina de acionamento.

Preferivelmente, o componente de sensor compreende uma bobina de desvio.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 mostra uma montagem de sensor Coriolis de técnica anterior.

Figura 2 um medidor de vibração de acordo com uma forma de realização da invenção.

Figura 3 mostra uma eletrônica de medidor de acordo com uma forma de realização da invenção.

Figura 4 mostra uma rotina de determinação de temperatura de acordo com uma forma de realização da invenção.

Figura 5 mostra um gráfico de uma correlação entre resistência e temperatura para uma bobina de acionamento de acordo com uma forma de realização da invenção.

Figura 6 mostra uma rotina de temperatura de sinal de acionamento de acordo com uma forma de realização da invenção.

Figura 7 mostra uma rotina de correlação de temperatura de acordo com uma forma de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Figuras 2 - 7 e a descrição seguinte descrevem exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como realizar e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Aqueles versados na técnica apreciarão variações desses exemplos que caem dentro do escopo da invenção. Aqueles versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de várias formas para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

Figura 2 mostra um medidor de vibração 200 na forma de um medidor compreendendo uma montagem de sensor 210 e uma ou mais eletrônicas de medidor 220. O medidor de vibração 200 pode compreender um medidor de fluxo Coriolis, um medidor de fluxo volumétrico, um densitômetro vibratório, etc. Portanto, a presente invenção não deve ser limitada aos medidores de fluxo Coriolis. A eletrônica de medidor 220 é conectada à montagem de sensor 210 através de fios 215 para medir um ou mais características de uma substância, tal como, por exemplo, uma densidade de fluido, uma taxa de fluxo de massa, uma taxa de fluxo de volume, um fluxo de massa totalizado, uma temperatura, e outra informação sobre trajeto 226. Componentes em comum com o medidor de fluxo 5 de técnica anterior compartilham números de referência similares, entretanto se iniciam com um “2” ao invés de um “1”. Por exemplo, os condutos de técnica anterior foram rotulados 103A e 103Β enquanto os condutos da presente invenção são rotulados 203A e 203B.

Ademais, o acionador 204 é mostrado como compreendendo uma primeira parte 204A e uma segunda parte 204B. Em uma forma de realização de exemplo, a primeira parte 204A compreende uma bobina enquanto a segunda parte 204B compreende um magneto. A primeira e segunda partes 204A, 204B são acopladas aos condutos 203A, 203B, respectivamente de acordo com técnicas bem conhecidas, tais como brasagem, ligação, soldagem, adesivos, fixadores mecânicos, etc. Deve ser apreciado que a primeira e segunda partes 204A, 204B não são limitadas a uma combinação de magneto- bobina, mas ao invés disso podem compreender outros sistemas de acionador conhecidos que recebem um sinal de acionamento elétrico e experimentam uma resistência elétrica que pode estar correlacionada à temperatura, como descrito abaixo. Outro exemplo pode compreender um sistema de acionamento piezo-elétrico. Portanto, enquanto a descrição discute bobinas de acionamento e de desvio 204A, 205A, 205Ά, deve ser apreciado que outros tipos de componentes de sensor podem ser usados. Além do acionador 204 sendo mostrado como compreendendo dois componentes separados, os sensores de desvio 205, 205’ são mostrados como compreendendo primeira e segunda partes 205A, 205B, 205Ά, e 205’B. Similar ao acionador 204, os sensores de desvio 205, 205’ podem compreender combinações de magneto-bobina com a bobina compreendendo as primeiras partes 205A, 205’A e o magneto compreendendo as segundas partes 205B, 205’B.

Embora o medidor de vibração 200 seja mostrado como compreendendo dois condutos 203A, 203B, deve ser apreciado que o medidor de vibração 200 pode compreender mais ou menos que dois condutos. Por exemplo, se o medidor de vibração 200 compreende um sistema de conduto simples, as primeiras partes do acionador e desvios 204A, 205A, 205 Ά podem ser acopladas ao conduto enquanto as segundas partes 204B, 205B, e 205’B podem ser acopladas para um objeto estacionário, por exemplo. Portanto, a porção do acionador 204 e desvios 205, 205’ que se comunicam com a eletrônica de medidor 220 através dos fios 210, 211,211’ pode ser acoplada ao conduto simples. Além disso, enquanto os condutos 203A, 203B são mostrados como compreendendo condutos encurvados, o medidor de vibração 200 pode compreender uma configuração reta de conduto. O medidor de vibração 200 opera na maior parte da mesma forma que o medidor de fluxo 5 de técnica anterior, com a exceção de obter uma medição de temperatura de um ou mais do condutos 203A, 203B. Como discutido acima, medidores de vibração de técnica anterior determinam temperaturas acoplando um RTD para o conduto e aplicando uma corrente para o RTD e medindo a voltagem resultante. A voltagem resultante juntamente com a corrente aplicada são usadas para determinar uma resistência do RTD. A resistência do RTD é então correlacionada a uma temperatura específica. Como pode ser visto, o medidor de vibração 200 da presente invenção não inclui um RTD. Vantajosamente, o custo associado com RTDs bem como o cabeamento e circuito é eliminado. No entanto, uma medição de temperatura pode ser desejada com o medidor de vibração 200 da presente invenção, que de acordo com uma forma de realização da invenção pode ser obtida determinando uma temperatura de um ou mais dos componentes de sensor, como descrito em mais detalhes abaixo. Como usado no presente pedido, “componentes de sensor” compreendem transdutores usados para impor vibrações em ou recebendo vibrações de um ou mais dos condutos vibratórios 203A, 203B. Exemplos de componentes de sensor são bobinas de acionamento, tal como a bobina de acionamento 204, bobinas de desvio, tal como as bobinas de desvio 205A, 205Ά, sensores de desvio de fotodiodo, acionadores piezo-elétricos, etc. A temperatura de pelo menos um do componente de sensores vibratórios 204A, 205A, 205Ά pode ser determinada de acordo com uma ou mais rotinas de operação como provido pela eletrônica de medidor 220. A partir da temperatura do componente de sensor, a temperatura do conduto 203A, 203B bem como o do fluido de processo dentro dos condutos 203A, 203B podem ser determinadas.

Figura 3 mostra a eletrônica de medidor 220 de acordo com uma forma de realização da invenção. A eletrônica de medidor 220 pode incluir uma interface 301 e um sistema de processamento 303. O sistema de processamento 303 pode incluir um sistema de armazenamento 304. O sistema de armazenamento 304 pode compreender uma memória interna como mostrado, ou altemativamente, pode compreender uma memória externa. A eletrônica de medidor 220 pode gerar um sinal de acionamento 311 e fornecer o sinal de acionamento 311 ao acionador 204, e mais especificamente, a bobina de acionamento 204A através de fio 210 mostrado em Figura 2. A eletrônica de medidor 220 pode também gerar um sinal de determinação de temperatura 313 e fornecer o sinal de determinação de temperatura 313 para a bobina de acionamento 204A. Em adição, a eletrônica de medidor 220 pode receber sinais de sensor 310 do medidor de fluxo 210, tal como dos sensores de desvio 205, 205’ através de fios 211, 211’ mostrados em Figura 2. Em algumas formas de realização, os sinais de sensor 310 podem ser recebidos do acionador 204. Tal configuração é conhecida a partir da Patente US 6.230.104, cedida em seus direitos para Micro Motion, Inc., que é aqui incorporada por referência. A eletrônica de medidor 220 pode operar como um densitômetro ou pode operar como um medidor de fluxo de massa, incluindo operar como um medidor de fluxo de massa Coriolis. Deve ser apreciado que a eletrônica de medidor 220 pode também operar como algum outro tipo de montagem de sensor de vibração e os exemplos particulares providos não devem limitar o escopo da presente invenção. A eletrônica de medidor 220 pode processar os sinais de sensor 310 a fim de obter uma ou mais características de fluxo do material fluindo através dos condutos 203A, 203B. Em algumas formas de realização, a eletrônica de medidor 220 pode também processar os sinais de sensor 310 para determinar uma razão de voltagem-para-corrente (V/I) a fim de determinar uma temperatura de um ou mais do acionador 204 ou os desvios 205, 205’ como discuto em mais detalhes abaixo. A interface 301 pode receber os sinais de sensor 310 do acionador 204 ou dos sensores de desvio 205, 205’, através de fios 210, 211, 21Γ. A interface 301 pode efetuar qualquer condicionamento de sinal necessário ou desejado, tal como qualquer modo de formatar, amplificar, carregar em memória intermediária, etc. Alternativamente, alguns ou todos os condicionamentos de sinal podem ser efetuados no sistema de processamento 303. Além disso, a interface 301 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 220 e dispositivos externos. A interface 301 deve ser capaz de realizar qualquer modo de comunicação eletrônica, óptica, ou sem fio. A interface 301 em uma forma de realização pode incluir um digitalizador (não mostrado), em que os sinais de sensor 310 compreendem sinais de sensor analógicos. O digitalizador pode amostrar e digitalizar os sinais de sensor analógicos e produzir sinais de sensor digitais. O digitalizador pode também efetuar qualquer dizimação necessária, em que o sinal de sensor digital é dizimado a fim de reduzir a quantidade de processamento de sinal necessária e para reduzir o tempo de processamento. O sistema de processamento 303 pode conduzir operações da eletrônica de medidor 220 e medições de fluxo de processo do medidor de fluxo 210. O sistema de processamento 303 pode executar o processamento de dados requerido para implementar uma ou mais rotinas de processamento, tal como a rotina de determinação de temperatura 313, a rotina de temperatura de sinal de acionamento 318, e a rotina de correlação de temperatura 320, bem como processar as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais características de fluxo que são compensadas para temperatura. O sistema de processamento 303 pode compreender um computador de uso geral, um sistema de micro-processamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento de uso geral ou customizado. O sistema de processamento 303 pode ser distribuído dentro de múltiplos dispositivos de processamento. O sistema de processamento 303 pode incluir qualquer modo de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, tal como o sistema de armazenamento 304.

Deve ser entendido que a eletrônica de medidor 220 pode incluir vários outros componentes e funções que são geralmente conhecidos na técnica. Esses aspectos adicionais são omitidos da descrição e figuras para fins de brevidade. Portanto, a presente invenção não deve ser limitada às formas de realização específicas mostradas e discutidas.

Como o sistema de processamento 303 gera as várias características de fluxo, tais como, por exemplo, a taxa de fluxo de massa ou a taxa de fluxo de volume, um erro pode ser associado com a característica gerada devido a uma mudança na temperatura do fluido de processo, os condutos 203A, 203B, ou ambos. Por exemplo, uma mudança na temperatura dos condutos pode afetar o fator de calibração de fluxo do medidor (FCF) que é usado para gerar uma taxa de fluxo de massa de acordo com a equação (1), por exemplo. m = FCF(Mmeasund - Δ/ο) (1) em que: • m é a taxa de fluxo de massa; FCF é a calibração de fluxo;

Atmedido é o atraso de tempo medido entre os desvios 205, 205’; e Áto é o atraso de tempo inicial entre os desvios em fluxo zero. O fator de calibração de fluxo é afetado pelo módulo de elasticidade dos condutos 203A, 203B, entre outras coisas. O módulo de elasticidade dos condutos 203A, 203B muda com temperatura. Portanto, se a temperatura dos condutos 203A, 203B não for considerada, o fator de calibração de fluxo pode não ser preciso, resultando em medições de taxa de fluxo imprecisas.

Como discutido acima em relação à Figura 1, enquanto operando o medidor de vibração 200, um sinal de acionamento 311, geralmente na forma de uma corrente alternada, pode ser provido pela eletrônica de medidor 220 para excitar a bobina do acionador 204 através do trajeto 210. Devido à resistência da bobina 204A usada para o acionador 204 mudar com temperatura em um modo similar a um RTD, se a resistência (ou impedância quando usando uma corrente alternada) da bobina, que é acoplada a um dos condutos 203A, 203B, pode ser determinada, a temperatura da bobina também pode ser determinada com base em uma correlação previamente determinada, por exemplo. Uma vez que o sistema alcança um estado estacionário, a temperatura da bobina é substancialmente igual à temperatura do conduto 203A, 203B. Estado estacionário pode ser conseguido rapidamente quando os condutos são bem isolados por um alojamento de medidor (não mostrado), por exemplo. Uma vez que um estado estacionário é alcançado com uma temperatura do fluido de processo, a temperatura dos condutos 203A, 203B pode ser substancialmente igual à temperatura do fluido de processo.

De acordo com uma forma de realização, o acionador 204 e fio 210 podem ser descritos como um circuito que é excitado com uma corrente alternada aplicada na forma do sinal de acionamento 311 e/ou um sinal de determinação de temperatura 313. De acordo com a lei de Ohm, quando uma corrente alternada é aplicada ao circuito, a voltagem resultante é dependente na impedância do circuito, nesse caso a impedância da bobina de acionamento 204A. Isso pode ser visto em equação (2). V = (R + j2nfL)I (2) em que : V é a voltagem; R é a resistência; j é a raiz quadrada de -1; fé a frequência da corrente alternada; L é a indutância da bobina 204A; e I é a corrente.

Equação (2) pode ser rearranjada para resolver para impedância (R +/2πΕ).

De acordo com outra realização da invenção, a bobina pode ser excitada com uma corrente contínua ao invés de uma corrente alternada. Como pode ser apreciado, se uma corrente contínua for usada, equação (2) reduz para equação (3) porque o sinal de C.C. não produz qualquer indutância. V = RI (3) De acordo com outra forma de realização da invenção, a fim de simplificar o cálculo quando aplicando uma corrente alternada à bobina de acionamento 204A, o termo de reatância indutiva (/2rç/L) pode ser ignorado. Isso pode ser aceitável quando a frequência da corrente alternada é relativamente baixa, resultando no termo de resistência sendo substancialmente mais amplo. Por exemplo, um sinal de acionamento 311 típico pode estar em aproximadamente 250 Hz, mas se o sinal provido para a bobina para determinar uma temperatura for reduzido para aproximadamente 100Hz, o termo de reatância indutiva pode ser ignorado. Consequentemente, devido à impedância poder ser frequentemente simplificada para resistência, o restante da descrição refere-se à razão de voltagem-para-corrente (V/I) em termos de “resistência” mesmo se um sinal de C.A. for provido, a menos que de outra forma especificado. Os versados prontamente reconhecerão que se uma precisão maior for desejada, a indutância da bobina 204A pode ser considerada usando uma indutância conhecida, L, para o sinal aplicado ou calculando o termo de reatância indutiva (j2nf\2) com base na frequência do sinal de C.A. e indutância da bobina, como determinado durante uma calibração inicial, por exemplo.

De acordo com uma forma de realização da invenção, a temperatura de pelo menos um dos condutos 203A, 203B pode ser determinada de acordo com um dos métodos que seguem. Em cada um dos métodos descritos abaixo, a temperatura é determinada a partir do sinal de determinação de temperatura, que pode compreender o sinal de acionamento, e o sinal resultante medido. De acordo com uma forma de realização da invenção, a temperatura é determinada de uma correlação entre uma razão V/I e temperatura do componente de sensor associado ao invés de uma correlação entre uma resistência de um RTD e temperatura. Com vantagem, a invenção utiliza um componente de sensor existente para determinar a temperatura.

De acordo com uma forma de realização da invenção, a eletrônica de medidor 220 pode ser configurada para determinar uma temperatura de pelo menos um dos componentes de sensor 204A, 205A, 205 Ά de acordo com uma rotina de determinação de temperatura 312.

Figura 4 mostra a rotina de determinação de temperatura 312 de acordo com uma forma de realização da invenção. A rotina de determinação de temperatura 312 inicia em etapa 401 onde um componente de sensor é fornecido com um sinal de determinação de temperatura 313. De acordo com uma forma de realização da invenção, o componente de sensor compreende a bobina de acionamento 204A. De acordo com outra forma de realização da invenção, o componente de sensor compreende uma bobina de desvio, tal como a bobina de desvio 205A ou 205Ά. Portanto, em algumas formas de realização, a eletrônica de medidor 220 pode ser configurada para ambos, fornecer um sinal aos desvios 205, 205’, e receber um sinal dos desvios 205,205’. Embora a rotina de determinação de temperatura 312 seja descrita como fornecendo o sinal para a bobina de acionamento 204A para consistência, a presente invenção não deve ser assim limitada.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura 313 é diferente do sinal de acionamento 311 fornecido à bobina de acionamento 204A durante operações normais. No entanto, de acordo com outras formas de realização, o sinal de determinação de temperatura compreende o sinal de acionamento 311.0 sinal de determinação de temperatura 313 pode ser fornecido à bobina de acionamento 204A ao invés do sinal de acionamento 311 ou em adição para o sinal de acionamento 311. Por exemplo, o sinal de determinação de temperatura 313 pode ser sobreposto no sinal de acionamento 311. Altemativamente, se o sinal de determinação de temperatura 312 for fornecido a um dos sensores de desvio 205, 205’, o sinal de acionamento 311 pode ainda ser fornecido ao acionador 204.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura 313 compreende uma corrente alternada com uma conhecida amplitude e frequência. No entanto, em outras formas de realização, o sinal de determinação de temperatura 313 pode compreender uma voltagem fixa ao invés. De acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura 313 compreende uma frequência que é diferente de uma frequência de ressonância dos condutos cheios com fluido, que tipicamente compreende a frequência do sinal de acionamento 311. Preferivelmente, o sinal de determinação de temperatura 313 está em uma frequência abaixo do sinal de acionamento 311; entretanto, o sinal de determinação de temperatura 313 pode compreender uma frequência maior que a do sinal de acionamento 311. Por exemplo, para condutos em formato de U como mostrado em Figura 2, o sinal de acionamento 311 é tipicamente provido em cerca de 250 Hz (o sinal de acionamento pode se aproximar ou exceder 1000 Hz para um medidor de vibração de conduto reto). No entanto, de acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura 313 pode ser provido em tomo de 100 Hz.

Em etapa 402, o sinal resultante é medido. De acordo com formas de realização onde o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada ou uma corrente contínua, o sinal resultante pode compreender uma voltagem Vc através da bobina 204A. A voltagem através da bobina, Vc pode ser determinada usando um voltímetro (não mostrado), por exemplo. O voltímetro pode compreender um componente integral da eletrônica de medidor 220 ou compreender um componente externo. Alternativamente, se o sinal de determinação de temperatura 313 compreender uma voltagem fixada, o sinal resultante pode compreender uma corrente e pode ser medido com um amperímetro, por exemplo. Em ainda outra forma de realização, o sinal resultante pode compreender uma resistência que pode ser determinada usando um ohmímetro (não mostrado), por exemplo. A voltagem, Vc é discutida para o propósito de consistência.

Com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante, a temperatura do componente de sensor pode ser determinada em etapa 403. De acordo com uma forma de realização da invenção, a temperatura do componente de sensor pode ser determinada com base em uma razão de voltagem-para-corrente, V/I. Usando equação (3) acima, a razão de voltagem-para-corrente pode ser reduzida para uma resistência da bobina de acionamento 204A. A razão V/I pode ser reduzida para resistência ou impedância. Em qualquer caso a razão V/I variará com temperatura. Portanto, a temperatura pode estar correlacionada a uma razão de V/I determinada usando tabelas de consulta, mapas, gráficos, equações, etc. A correlação pode estar armazenada no sistema de armazenamento 304 e recuperada quando necessário. Portanto, como mostrado em Figura 3, o sistema de armazenamento 304 pode incluir uma tabela de consulta 315, uma equação de correlação de temperatura 316, ou um gráfico 317. Um exemplo de uma equação de correlação adequada é provido em equação (4). (4) em que: R é a resistência determinada;

Rref é uma resistência em uma temperatura de referência; α é o coeficiente de temperatura de resistência para o material condutor; T é a temperatura; e Tref é a temperatura de referência.

Portanto, se uma resistência de referência para a bobina de acionamento 204A for determinada em uma temperatura de referência durante uma calibração inicial, equação (4) pode ser rearranjada para resolver para T com base na resistência determinada em etapa 403. O coeficiente de temperatura de resistência, α da bobina de acionamento 204A será com base no material usado para a bobina de acionamento, que é tipicamente cobre ou um metal ou liga similar conhecido. Cobre tem um coeficiente de temperatura de resistência, a, de aproximadamente 0,004/°C. Como um exemplo de cálculo, se a bobina de acionamento 204A compreende cobre, e Rref em uma temperatura de referência de 20°C foi determinada para ser 25 ohms. Com uma corrente de 0,005A fornecida, a voltagem de referência medida a 20°C foi 0,125 volts, que dá a resistência de referência de 25 Ohms (0,125V/0,005A). Se a mesma corrente de 0,005A for provida para a bobina de acionamento 204A e uma voltagem de 0,152 volts for medida, a resistência da bobina de acionamento 204A aumentou para 30,4 ohms. Usando equação (4), rearranjada para resolver para temperatura, a temperatura de bobina é, portanto 74,0°C. Se uma situação de estado estacionário foi alcançada, a temperatura da bobina de acionamento i 204A é aproximadamente igual à temperatura do conduto 203B como discutido acima, que é relacionada à temperatura do fluido de processo. Portanto, a rotina de determinação de temperatura 312 pode ser usada para obter uma medição de temperatura do conduto 203B utilizando o componente de sensor, nesse caso, a bobina de acionamento 204A. Em adição, com um estado estacionário, a i temperatura do conduto 203B será aproximadamente igual à temperatura do material de processo no conduto, assim dando uma boa estimativa da temperatura de fluido de processo dentro dos condutos.

Como mencionado acima, a temperatura também pode estar correlacionada a V/I ou resistência, usando um gráfico. Figura 5 mostra um gráfico de correlação 500 que relaciona uma resistência de bobina a uma temperatura de bobina. Portanto, em algumas formas de realização, o sinal de determinação de temperatura pode ser fornecido ao componente de sensor e o sinal resultante pode compreender uma resistência como determinado por um ohmímetro (não mostrado). O ohmímetro pode compreender um componente integral ou um externo para a eletrônica de medidor 220. O gráfico de correlação 500 pode, portanto, prover uma correlação direta entre uma resistência de bobina como determinado pelo ohmímetro e a temperatura de bobina sem a necessidade de determinar uma razão de V/I.

Outra correlação pode estar na forma de uma tabela de consulta como provido em tabela 1 abaixo.

Tabela 1 Tabela 1 pode ser gerada durante uma rotina de calibração inicial em que a bobina é submetida a várias temperaturas pré-determinadas, usando um forno, por exemplo. A temperatura pode alternativa ou adicionalmente ser confirmada com um dispositivo de medição de temperatura, tal como um RTD. Tabela 1 foi gerada usando a mesma corrente aplicada como descrito acima para a correlação de equação. Como pode ser apreciado, a temperatura pode ser obtida por interpolação usando a resistência determinada de 30,4 Ohms concede uma temperatura de 74,0°C

Enquanto os exemplos acima provêem uma correlação entre resistência e temperatura, outras correlações podem ser usadas. Por exemplo, uma correlação similar pode alternativamente ser provida entre impedância e temperatura a fim de considerar o termo de reatância indutiva em equação (2). Portanto, em algumas realizações, o valor de interesse é a razão de V/I, e não necessariamente apenas a resistência. Portanto, a tabela de consulta ou gráfico pode compreender uma correlação de V/I versus temperatura. No entanto, se essa abordagem for usada, uma calibração mais precisa pode ser obtida se a corrente está na mesma frequência e amperagem durante a geração da correlação como é durante a operação a fim de considerar o termo de reatância indutiva de equação (2), variando com indutância e frequência da bobina.

No exemplo acima, o sinal de determinação de temperatura 313 compreendeu uma corrente alternada em uma frequência diferente da frequência de sinal de acionamento 311. De acordo com outra forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura 313 pode fornecer ao componente de sensor com uma voltagem fixa ao invés. De acordo com essa forma de realização, a corrente resultante podería ser medida usando um amperímetro ao invés da voltagem a fim de determinar a razão de voltagem-para-corrente (V/I). De acordo com ainda outra forma de realização, o sinal de determinação de temperatura 313 pode compreender um sinal de C.C. Nessa forma de realização, a impedância é efetivamente zero e não precisa ser estimada ou negligenciada.

De acordo com outra forma de realização da invenção, a eletrônica de medidor 220 pode utilizar o sinal de acionamento 311 para determinar a temperatura da bobina de acionamento 204A usando uma rotina de temperatura de sinal de acionamento 317 ao invés de fornecer um sinal secundário. Em outras palavras, o sinal de determinação de temperatura 313 pode compreender o sinal de acionamento 311.

Figura 6 mostra a rotina de temperatura de sinal de acionamento 317 de acordo com uma forma de realização da invenção. De acordo com uma forma de realização da invenção, a eletrônica de medidor 220 pode ser configurada para efetuar a rotina de temperatura de sinal de acionamento 317. De acordo com uma forma de realização da invenção, a rotina de temperatura de sinal de acionamento 317 inicia em etapa 601 onde um sinal de determinação de temperatura é fornecido à bobina de acionamento 204A. De acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de determinação de temperatura pode compreender o sinal de acionamento 311 fornecido à bobina de acionamento 204A. De acordo com uma forma de realização da invenção, o sinal de acionamento 311 pode compreender uma corrente alternada com uma conhecida amplitude e frequência. O sinal de acionamento 311 usado na rotina de temperatura de sinal de acionamento 317 pode compreender o mesmo sinal de acionamento 311 usado durante operação normal do medidor de vibração 200. O sinal de acionamento 311 pode ser provido para vibrar o um ou mais condutos 203A, 203B em uma frequência ressonante do conduto preenchido de fluido de processo.

Em etapa 602, voltagem resultante é determinada como discutido.

Em etapa 603, o sinal de acionamento 311 é removido para um tempo pré-determinado. O sinal de acionamento 311 é derrubado para zero porque o sinal de acionamento 311 é fornecido em uma frequência ressonante dos condutos cheios com fluido. Consequentemente, com o sinal de acionamento 311 fornecido à bobina de acionamento 204A, os condutos 203A, 203B estão vibrando em uma frequência ressonante. Como um resultado, a voltagem Vc medida é influenciada pelo sinal de acionamento corrente, a resistência através da bobina de acionamento, a indutância da bobina de acionamento bem como força eletromotriz de retomo (EMF), que é uma voltagem que se opõe à corrente, como provido em equação (5). (5) em que: Vc é a voltagem; I é a corrente; R é a resistência; j é a rota quadrada de -1; f é a frequência do sinal de acionamento; e L é a indutância da bobina de acionamento. O EMF de retomo está presente devido aos condutos serem vibratórios em ressonância. Portanto, se o sinal de acionamento 311 for temporariamente removido, R, L, e I caem para zero.

Em etapa 604, uma voltagem através da bobina de acionamento 204A pode ser determinada uma vez novamente. A voltagem, Vc, pode ser determinada em um modo similar, como descrito acima em etapa 402. Com o sinal de acionamento 311 temporariamente removido e a voltagem medida novamente, a EMF de retomo pode ser determinada em etapa 605. Com a EMF de retomo determinada, a razão de V/I usando a voltagem determinada em etapa 602 pode ser compensada para a EMF de retomo para a resistência da bobina. Por exemplo, a correlação entre a razão de V/I e temperatura pode não incluir a EMF. Portanto, a EMF de retomo pode ser subtraída da razão de V/I para obter a correta razão de V/I a ser usada com a correlação.

Em etapa 606, a resistência da bobina de acionamento 204A é determinada. Mais especificamente, a razão de V/I é determinada. Como com a forma de realização previamente descrita, enquanto “resistência” é descrita, se a indutância, L da bobina de acionamento é conhecida, a impedância pode ser calculada ao invés da resistência.

Em etapa 607, a temperatura da bobina de acionamento 204A pode ser determinada como discutido acima.

Nas formas de realização descritas acima, a correlação entre V/I e temperatura ou alguma variância da mesma foi previamente determinada. No entanto, pode ser desejável atualizar ou efetuar uma correlação inicial em um medidor de vibração de acordo com a rotina de correlação 320 descrita abaixo.

Figura 7 mostra uma rotina de correlação 320 de acordo com uma forma de realização da invenção. A rotina de correlação 330 pode ser efetuada pela eletrônica de medidor 220, por exemplo. A rotina de correlação 330 pode ser efetuada por um usuário ou operador. A rotina de correlação 330 pode ser efetuada por um fabricante. A rotina de correlação 320 pode ser efetuada a fim de gerar uma correlação entre uma razão de V/I e uma temperatura de um ou mais dos componentes de sensor do medidor de vibração. Por exemplo, a rotina de correlação 320 pode ser efetuada a fim de gerar uma correlação entre uma resistência da bobina de acionamento 204A e a temperatura da bobina de acionamento 204A. A rotina de correlação 320 inicia em etapa 701 onde um sinal de teste é fornecido ao componente de sensor, nesse caso uma bobina de acionamento 204A é assumida. O sinal de teste pode compreender uma corrente alternada, por exemplo. Altemativamente, o sinal de teste pode compreender uma voltagem fixa ou uma corrente contínua.

Em etapa 702, um primeiro sinal resultante é medido. O sinal resultante pode compreender uma voltagem no caso onde o sinal de teste compreende uma corrente alternada. Altemativamente, o sinal resultante pode compreender uma corrente medida se uma voltagem fixa for fornecida como o sinal de teste.

Em etapa 703, uma primeira razão de V/I é determinada com base no sinal de teste e o primeiro sinal resultante. Em algumas formas de realização, a razão de V/I pode compreender uma resistência do componente de sensor. Em outras formas de realização, a razão de V/I pode compreender uma impedância do componente de sensor. Em ainda outras formas de realização, a razão de V/I pode compreender uma combinação de resistência e/ou impedância e/ou EMF de retomo.

Em etapa 704, uma primeira temperatura é medida. A temperatura pode ser medida de um dispositivo de medição de temperatura tal como um RTD ou um termopar, por exemplo. O dispositivo de medição de temperatura pode ser acoplado ao componente de sensor ou posicionado próximo ao componente de sensor. Em algumas formas de realização, a rotina de correlação 320 pode ocorrer quando um estado estacionário foi alcançado de modo tal que a temperatura do dispositivo de medição de temperatura compreende a temperatura do componente de sensor. A temperatura pode também ser assegurada operando a calibração em um forno.

Em etapa 705, a primeira razão de V/I é armazenada com a primeira temperatura medida.

Em etapa 706, a temperatura é medida uma vez novamente para obter uma segunda medição de temperatura. Se a segunda temperatura for diferente da primeira temperatura medida por mais do que uma quantidade de limiar, a rotina de correlação 320 pode retomar para etapa 702 onde é determinado um segundo sinal resultante. Se uma segunda temperatura for a mesma como a temperatura previamente medida, ou dentro de uma diferença e limiar, a rotina de correlação 320 pode terminar. A temperatura do sistema pode ser variada a fim de obter uma pluralidade de correlações entre a razão de V/I e temperatura. A pluralidade de correlações pode ser armazenada em uma variedade de formas incluindo tabelas, mapas, gráficos, equações, etc., que podem ser recuperados durante uso a fim de determinar a temperatura do componente de sensor. A presente invenção como descrita acima provê um método e aparelho para determinar uma temperatura de um componente de sensor de um medidor de vibração. Em contraste com as abordagens de técnica anterior que requerem o uso de um componente adicional, tal como um RTD, a presente invenção utiliza uma correlação entre V/I e temperatura para o componente de sensor sozinho. Vantajosamente, a temperatura do componente de sensor pode ser determinada, que pode então ser utilizada para determinar uma temperatura do conduto ao qual o componente de sensor é acoplado. Eliminando a necessidade para um RTD, o custo associado com o RTD bem como com o cabeamento pode ser eliminado.

As descrições detalhadas das formas de realização acima não são descrições exaustivas de todas as realizações contempladas pelos inventores como dentro do escopo da invenção. De fato, versados na técnica reconhecerão que alguns elementos das formas de realização descritas acima podem de modo variável ser combinados ou eliminados para criar outras formas, e tais outras formas de realização estão dentro do escopo e ensinamentos da invenção. Também será evidente para os versados na técnica que as formas de realização descritas acima podem ser combinadas no todo ou em parte para criar formas de realização adicionais dentro do escopo e ensinamentos da invenção.

Deste modo, embora as formas de realização específicas de, e exemplos para a invenção sejam descritos aqui para propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da invenção, conforme reconhecerão os versados na técnica relevante. Os ensinamentos aqui podem ser aplicados a outros medidores de vibração, e não apenas às formas de realização descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Assim, o escopo da invenção deve ser determinado a partir das seguintes reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para determinar uma temperatura de um componente de sensor de vibração acoplado a um conduto de um medidor de vibração, compreendendo as etapas de: fornecer ao componente de sensor de vibração um sinal de determinação de temperatura; medir um sinal resultante; e caracterizado por determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante; em que o componente de sensor impõe vibrações em ou recebe vibrações do conduto vibratório em uma frequência ressonante para medir um material no conduto, enquanto recebendo o sinal de determinação da temperatura.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar a temperatura do componente de sensor compreende: determinar uma razão de voltagem-para-corrente a partir do sinal de determinação de temperatura e do sinal resultante medido; e determinar a temperatura do sensor com base em uma correlação entre a razão de voltagem-para-corrente determinada e temperatura.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência substancialmente igual a uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo e em que o método ainda compreende as etapas de: remover o sinal de determinação de temperatura por um tempo pré-determinado; medir uma voltagem; determinar uma força eletromotriz de retorno; e compensar a razão de voltagem-para-corrente para a força eletromotriz de retorno.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência diferente de uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo.

5. Método para gerar uma correlação entre uma razão de voltagem-para-corrente e temperatura de um componente de sensor acoplado a um conduto de um sensor de vibração compreendendo as etapas de: fornecer ao componente de sensor um sinal de teste; medir um primeiro sinal resultante; determinar uma primeira razão de voltagem-para-corrente com base no sinal de teste e no sinal resultante; medir uma primeira temperatura do componente de sensor; e caracterizado por: armazenar a primeira razão de voltagem-para-corrente determinada com a primeira temperatura medida; em que o componente de sensor impõe vibrações em ou recebe vibrações do conduto vibratório em uma frequência ressonante, enquanto recebendo o sinal teste.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender etapas de: medir uma segunda temperatura do componente de sensor; e se a segunda temperatura do componente de sensor mudou por mais do que uma quantidade limiar da primeira temperatura, medir um segundo sinal resultante para determinar pelo menos uma segunda razão de voltagem-para-corrente; e armazenar a segunda razão de voltagem-para-corrente com a segunda temperatura.

7. Eletrônica de medidor (220) para um medidor de vibração (200), incluindo um ou mais condutos (203A, 203B) e um ou mais componentes de sensor (204A, 205A, 205’A) acoplados a um ou mais condutos (203A, 203B), e incluindo um sistema de processamento (303) configurado para: fornecer ao componente de sensor (204A, 205A, 205’A) do um ou mais componentes de sensor (204A, 205A, 205’A) com um sinal de determinação de temperatura; medir um sinal resultante; e caracterizada por: determinar uma temperatura do componente de sensor com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante; em que o componente de sensor impõe vibrações em ou recebe vibrações do conduto vibratório em uma frequência ressonante para medir um material no conduto, enquanto recebendo o sinal de determinação da temperatura.

8. Eletrônica de medidor (220) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sistema de processamento (303) é ainda configurado para: determinar uma razão de voltagem-para-corrente com base no sinal de determinação de temperatura e no sinal resultante; e determinar a temperatura do componente de sensor com base em uma correlação entre a razão de voltagem-para-corrente determinada e temperatura.

9. Eletrônica de medidor (220) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência substancialmente igual a uma frequência ressonante do conduto do medidor de vibração incluindo um fluido de processo e em que o sistema de processamento (303) é ainda configurado para: remover o sinal de determinação de temperatura por um tempo predeterminado; medir uma voltagem; determinar uma força eletromotriz de retorno; e compensar a razão de voltagem-para-corrente para a força eletromotriz de retorno.

10. Eletrônica de medidor (220) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o sinal de determinação de temperatura compreende uma corrente alternada em uma frequência diferente de uma frequência ressonante do conduto (203A, 203B) do medidor de vibração (200) incluindo um fluido de processo.