BR112021001408B1 - Eletrônica de medidor, e, método para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo - Google Patents
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Abstract
"eletrônica de medidor, e, método para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo". uma eletrônica de medidor (20) para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor (10) de um medidor de fluxo (5) é provida. a eletrônica de medidor (20) inclui uma interface (201) para receber uma resposta vibracional de um conjunto medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor (10) a uma frequência substancialmente ressonante e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201). o sistema de processamento (203) é configurado para receber a resposta vibracional da interface (201), determinar uma tensão de resposta (v) da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio (¿)) do conjunto medidor (10) com base na tensão de resposta (v) e compensar a característica de declínio (¿)) usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
Description
[001] A presente invenção refere-se geralmente à verificação do medidor e, mais particularmente, à determinação de uma característica de declínio de um conjunto medidor.
[002] Sensores de conduto vibratório, tais como medidores de fluxo de massa de Coriolis ou densitômetros de tubo vibratório, tipicamente operam detectando movimento de um conduto vibratório que contém um material em escoamento. Propriedades associadas com o material no conduto, tais como fluxo de massa, densidade e similares, podem ser determinadas processando sinais de medição recebidos de transdutores de movimento associados com o conduto. Os modos de vibração do sistema preenchido com material vibratório geralmente são afetados pelas massa, rigidez e características de amortecimento combinadas do conduto de contenção e do material nele contido.
[003] Um conduto de um medidor de fluxo vibratório pode incluir um ou mais tubos de fluxo. Um tubo de fluxo é forçado a vibrar a uma frequência ressonante, onde a frequência ressonante do tubo é proporcional à densidade do fluido no tubo de fluxo. Sensores localizados sobre as seções de entrada e saída do tubo medem a vibração relativa entre as extremidades do tubo. Durante o fluxo, o tubo vibratório e a massa em escoamento se acoplam entre si devido a forças de Coriolis, causando uma defasagem na vibração entre as extremidades do tubo. A defasagem é diretamente proporcional ao fluxo de massa.
[004] Um típico medidor de fluxo de massa de Coriolis inclui um ou mais condutos que são conectados em linha em uma tubulação ou outro sistema de transporte e transportam material, por exemplo, fluidos, pastas semifluidas e similares, no sistema. Cada conduto pode ser visto como tendo um conjunto de modos de vibração natural incluindo, por exemplo, modos de flexão simples, de torção, radial e acoplado. Em uma aplicação típica da medição de fluxo de massa de Coriolis, um conduto é excitado em um ou mais modos de vibração à medida que um material escoa através do conduto e movimento do conduto é medido em pontos espaçados ao longo do conduto. Excitação é tipicamente fornecida por um atuador, por exemplo, um dispositivo eletromecânico, tal como um acionador tipo bobina de voz, que perturba o conduto de uma maneira periódica. A vazão em massa pode ser determinada medindo retardo de tempo ou diferenças de fase entre movimentos nos locais do transdutor. Dois de tais transdutores (ou sensores de desvio) são tipicamente empregados a fim de medir uma resposta vibracional do conduto ou condutos de fluxo e ficam tipicamente localizados em posições a montante e a jusante do atuador. Os dois sensores de desvio são conectados a uma instrumentação eletrônica por cabeamento. A instrumentação recebe sinais dos dois sensores de desvio e processa os sinais a fim de deduzir uma medição de vazão de massa.
[005] A diferença de fase entre os dois sinais de sensor é relacionada à vazão de massa do material que escoa através do tubo de fluxo ou tubos de fluxo. A vazão de massa do material é proporcional ao retardo de tempo entre os dois sinais de sensor e a vazão de massa pode, portanto, ser determinada multiplicando o retardo de tempo por um fator de calibração de fluxo (FCF), onde o retardo de tempo compreende uma diferença de fase dividida por frequência. O FCF reflete as propriedades do material e as propriedades de seção transversal do tubo de fluxo. Na técnica anterior, o FCF é determinado por um processo de calibração antes da instalação do medidor de fluxo em uma tubulação ou outro conduto. No processo de calibração, um fluido é passado através do tubo de fluxo a uma dada vazão e a proporção entre a diferença de fase e a vazão é calculada.
[006] Uma vantagem de um medidor de fluxo de Coriolis é que a precisão da vazão de massa medida não é afetada por desgaste de componentes móveis no medidor de fluxo. A vazão é determinada multiplicando a diferença de fase entre dois pontos do tubo de fluxo e o fator de calibração de fluxo. A única entrada são os sinais sinusoidais provenientes dos sensores, indicando a oscilação de dois pontos sobre o tubo de fluxo. A diferença de fase é calculada a partir destes sinais sinusoidais. Não há componentes móveis no tubo de fluxo vibratório. Portanto, a medição da diferença de fase e do fator de calibração de fluxo não é afetada por desgaste de componentes móveis no medidor de fluxo.
[007] O FCF pode estar relacionado a atributos de rigidez, amortecimento e massa do conjunto medidor. Se os atributos do conjunto medidor variam, então o FCF pode também variar. Variações nos atributos irão, portanto, afetar a precisão das medições de fluxo geradas pelo medidor de fluxo. Variações nos atributos podem ser devidas a variações nas propriedades do material e de seção transversal de um tubo de fluxo, que podem ser causadas por erosão ou corrosão, por exemplo. Consequentemente, é altamente desejável ser possível detectar e/ou quantificar quaisquer variações nos atributos, tais como o atributo de amortecimento, do conjunto medidor a fim de manter um alto nível de precisão no medidor de fluxo.
[008] O atributo de amortecimento está relacionado com e pode ser determinado a partir de uma característica de declínio. A característica de declínio pode ser determinada medindo uma amplitude de uma vibração à medida que a vibração declina. Porém, a característica de declínio pode variar devido a propriedades que não são do conjunto medidor ou que variam; tais como uma densidade ou viscosidade do material sendo medido ou temperatura do conjunto medidor. Consequentemente, há uma necessidade de determinar uma característica de declínio do conjunto medidor que seja minimamente afetada por tais problemas.
[009] Uma eletrônica de medidor para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo é provida. A eletrônica de medidor compreende uma interface para receber uma resposta vibracional de um conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante e um sistema de processamento em comunicação com a interface. O sistema de processamento é configurado para receber a resposta vibracional da interface, determinar uma tensão de resposta da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio do conjunto medidor com base na tensão de resposta e compensar a característica de declínio usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
[0010] Um método para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo é provido. O método compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta vibracional, determinar uma tensão de resposta da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio do conjunto medidor com base na tensão de resposta e compensar a característica de declínio usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
[0011] Um método de determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo é provido. O método compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta acional da interface, permitir que a resposta vibracional decline a partir de uma tensão de resposta de partida a uma tensão de resposta de parada, medir a tensão de resposta a partir de um limiar de tensão de resposta de partida a um limiar de tensão de resposta de parada e determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada. Pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada está entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada.
[0012] De acordo com um aspecto, uma eletrônica de medidor (20) para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor (10) de um medidor de fluxo (5) compreende uma interface (201) para receber uma resposta vibracional de um conjunto medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor (10) a uma frequência substancialmente ressonante e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201). O sistema de processamento (203) é configurado para receber a resposta vibracional da interface (201), determinar uma tensão de resposta (V) da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio (Z) do conjunto medidor (10) com base na tensão de resposta (V) e compensar a característica de declínio (Z) usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
[0013] Preferivelmente, a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada inclui uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada usadas para determinar a característica de declínio (Z).
[0014] Preferivelmente, a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada se refere a uma característica de declínio previamente determinada com uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada.
[0015] Preferivelmente, a relação previamente determinada de características de declínio para tensão de resposta é uma função de erro para tensão de resposta.
[0016] Preferivelmente, determinar a característica de declínio (Z) compreende adicionalmente permitir que a tensão de resposta (V) da resposta vibracional do conjunto medidor (10) decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
[0017] Preferivelmente, o sistema de processamento (203) é configurado adicionalmente para determinar a característica de declínio (Z) removendo a excitação do conjunto medidor (10) e permitindo que a tensão de resposta (V) da resposta vibracional do conjunto medidor (10) decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
[0018] De acordo com um aspecto, um método para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta vibracional, determinar uma tensão de resposta da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio do conjunto medidor com base na tensão de resposta e compensar a característica de declínio usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
[0019] Preferivelmente, a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada inclui uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada usadas para determinar a característica de declínio.
[0020] Preferivelmente, a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada relaciona uma característica de declínio previamente determinada com uma dentre tensão de resposta de partida e tensão de resposta de parada.
[0021] Preferivelmente, a relação previamente determinada de características de declínio para tensão de resposta é uma função de erro para tensão de resposta.
[0022] Preferivelmente, determinar a característica de declínio compreende adicionalmente permitir que a tensão de resposta da resposta vibracional do conjunto medidor decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
[0023] Preferivelmente, a característica de declínio é determinada removendo a excitação do conjunto medidor e permitindo que a tensão de resposta da resposta vibracional do conjunto medidor decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
[0024] De acordo com um aspecto, um método de determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante. O método compreende adicionalmente receber a resposta vibracional da interface, permitir que a resposta vibracional decline a partir de uma tensão de resposta de partida a uma tensão de resposta de parada, medir a tensão de resposta a partir de um limiar de tensão de resposta de partida a um limiar de tensão de resposta de parada e determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada, em que pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada está entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada.
[0025] Preferivelmente, a tensão de resposta de partida é uma tensão de resposta da resposta à vibração do conjunto medidor na frequência substancialmente ressonante e a tensão de resposta de parada é próxima de zero volts.
[0026] Preferivelmente, um dentre o limiar de tensão de resposta de partida é próximo da tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada é próximo da tensão de resposta de parada.
[0027] Preferivelmente, determinar a uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada, em que pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada está entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada compreende um dentre determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de parada em relação a um limiar de tensão de resposta de partida e determinar a uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de partida em relação a um limiar de tensão de resposta de parada.
[0028] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente determinar uma relação de característica de declínio para tensão de resposta para compensar uma característica de declínio que é baseada no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada.
[0029] Preferivelmente, o limiar de tensão de resposta de partida é determinado com base na tensão de resposta de partida.
[0030] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos. Deve ficar entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala.
[0031] Figura 1 mostra um medidor de fluxo compreendendo um conjunto medidor e uma eletrônica de medidor.
[0032] Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor.
[0033] Figura 3 mostra um gráfico 300 que mostra uma relação entre uma tensão de desvio e tempo.
[0034] Figura 4 mostra um gráfico 400 ilustrando uma relação entre características de declínio e limiares de tensão de resposta de partida.
[0035] Figura 5 mostra um gráfico 500 ilustrando uma relação entre características de declínio e limiares de tensão de resposta de parada.
[0036] Figura 6 mostra um gráfico 600 mostrando uma relação entre erros de característica de declínio e tensões de resposta de parada.
[0037] Figura 7 mostra um método 700 para determinar uma característica de declínio Z de um conjunto medidor, tal como o conjunto medidor 10 descrito com referência à Figura 1.
[0038] Figura 8 mostra um método 800 para determinar uma característica de declínio Z de um conjunto medidor, tal como o conjunto medidor 10 descrito com referência à Figura 1.
[0039] Figuras 1- 8 e a descrição que se segue ilustram exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como elaborar e usar o melhor modo de determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor. Com a finalidade de ensinar os princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Aqueles versados na técnica irão apreciar variações destes exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na técnica irão apreciar que as características descritas abaixo podem ser combinadas de vários modos para formar variações múltiplas da invenção. Como resultado, a determinação da característica de declínio do conjunto medidor não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.
[0040] Figura 1 mostra um medidor de fluxo 5 compreendendo um conjunto medidor 10 e uma eletrônica de medidor 20. O conjunto medidor 10 responde à vazão de massa e densidade de um material de processo. A eletrônica de medidor 20 é conectada ao conjunto medidor 10 vias fios condutores 100 para fornecer informação de densidade, vazão de massa e temperatura sobre o trajeto 26, assim como outra informação não relevante para a presente invenção. Uma estrutura de medidor de fluxo de Coriolis é descrita, embora seja evidente para os versados na técnica que a presente invenção poderia ser colocada em prática como um densitômetro de tubo vibratório sem a capacidade de medição adicional proporcionada por um medidor de fluxo de massa de Coriolis.
[0041] O conjunto medidor 10 inclui um par de coletores 150 e 150', flanges 103 e 103' tendo gargalos de flange 110 e 110', um par de tubos de fluxo paralelos 130 e 130', um mecanismo de acionamento 180, sensor de temperatura 190 e um par de sensores de desvio 170L e 170R. Os tubos de fluxo 130 e 130' têm duas pernas de entrada essencialmente retas 131 e 131' e pernas de saída 134 e 134' que convergem uma para a outra em blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120'. Os tubos de fluxo 130 e 130' se curvam em dois locais simétricos ao longo de seu comprimento e são essencialmente paralelos através de todo seu comprimento. Barras de contraventamento 140 e 140' servem para definir o eixo W e W' em torno de que cada tubo de fluxo oscila.
[0042] As pernas laterais 131, 131' e 134, 134' dos tubos de fluxo 130 e 130' são fixamente ligadas aos blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120' e estes blocos, por sua vez, são fixamente ligados aos coletores 150 e 150'. Isto estabelece um trajeto fechado contínuo de material através do conjunto medidor de Coriolis 10,
[0043] Quando os flanges 103 e 103', tendo furos 102 e 102', são conectados, via a extremidade de entrada 104 e a extremidade de saída 104' em uma linha de processo (não mostrada) que carrega o material de processo que está sendo medido, material entra na extremidade 104 do medidor através de um orifício 101 no flange 103 e é conduzido através do coletor 150 para o bloco de montagem de tubo de fluxo 120 tendo uma superfície 121. Dentro do coletor 150 o material é dividido e encaminhado através de tubos de fluxo 130 e 130'. Ao sair dos tubos de fluxo 130 e 130', o material de processo é recombinado em uma única corrente dentro do coletor 150' sendo depois disso encaminhado para a extremidade de saída 104' conectada pelo flange 103' tendo furos para cavilha 102' para a linha de processo (não mostrada).
[0044] Os tubos de fluxo 130 e 130' são selecionados e apropriadamente montados nos blocos de montagem de tubo de fluxo 120 e 120' de modo a ter substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia e módulo de Young em torno de eixos de flexão W--W e W'--W', respectivamente. Estes eixos de flexão passam através de barras de contraventamento 140 e 140'. Como o módulo de Young dos tubos de fluxo variam com a temperatura e esta variação afeta o cálculo de fluxo e densidade, detector de temperatura resistivo (RTD) 190 é montado no tubo de fluxo 130', para medir continuamente a temperatura do tubo de fluxo. A temperatura do tubo de fluxo e assim a tensão que aparece através do RTD para uma dada corrente passando através do mesmo é governada pela temperatura do material passando através do tubo de fluxo. A tensão dependente de temperatura que aparece através do RTD é usada em um método bem conhecido pela eletrônica de medidor 20 para compensar a variação do módulo elástico de tubos de fluxo 130 e 130' devido a quaisquer variações na temperatura do tubo de fluxo. O RTD é conectado à eletrônica de medidor 20 por um fio condutor 195.
[0045] Ambos os tubos de fluxo 130 e 130' são acionados pelo acionador 180 em sentidos opostos em torno de seus respectivos eixos de flexão W e W' e em que é chamado o primeiro modo de flexão defasado do medidor de fluxo. Este mecanismo de acionamento 180 pode compreender qualquer um de vários arranjos, tais como um ímã montado no tubo de fluxo 130' e uma bobina oposta montada no tubo de fluxo 130 e através de que uma corrente alternada é passada para vibrar ambos tubos de fluxo. Um sinal de acionamento apropriado é aplicado pela eletrônica de medidor 20, via o fio condutor 185, ao mecanismo de acionamento 180.
[0046] A eletrônica de medidor 20 recebe o sinal de temperatura do RTD sobre o fio condutor 195 e os sinais de desvio esquerdo e direito que aparecem sobre os fios condutores 165L e 165R, respectivamente. A eletrônica de medidor 20 produz o sinal de acionamento que aparece sobre o fio condutor 185 para acionar o elemento 180 e vibrar os tubos 130 e 130'. A eletrônica de medidor 20 processa os sinais de desvio esquerdo e direito e o sinal do RTD para computar a vazão de massa e a densidade do material passando através do conjunto medidor 10. Esta informação, junto com outras informações, é aplicada pela eletrônica de medidor 20 sobre o trajeto 26.
[0047] Como previamente discutido, o fator de calibração de fluxo (FCF) reflete as propriedades do material e as propriedades de seção transversal do tubo de fluxo. A vazão de massa de material de fluxo escoando através do medidor de fluxo é determinada multiplicando um retardo de tempo (ou diferença de fase/frequência) medido pelo FCF. O FCF pode estar relacionado a características de rigidez, amortecimento e massa do conjunto medidor. Se as características do conjunto medidor variam, então o FCF irá variar também. Variações nas características do conjunto medidor, portanto, vão afetar a precisão das medições de fluxo geradas pelo medidor de fluxo.
[0048] Uma resposta vibracional de um medidor de fluxo pode ser representada por um modelo de acionamento de segunda ordem de laço aberto, compreendendo: onde f é a força aplicada ao sistema, M é uma massa do sistema, C é uma característica de amortecimento e K é uma característica de rigidez do sistema. O termo K compreende K = M(w0)2 e o termo C compreende C = M2Zw onde Z compreende uma característica de declínio e w0 = 2πf0 onde f0 é a frequência natural/ressonante do conjunto medidor 10 em Hertz. Além disso, x é a distância de deslocamento físico da vibração, é a velocidade do deslocamento do tubo de fluxo e é a aceleração. Isto é comumente referido como o modelo MCK. Esta fórmula pode ser rearranjada na forma:
[0049] Equação (2) pode ser ainda manipulada em uma forma de função de transferência. Na forma de função de transferência, um termo de deslocamento sobre força é usado, compreendendo:
[0050] Equações magnéticas bem conhecidas podem ser usadas para simplificar a equação (3). Duas equações aplicáveis são: e
[0051] A tensão de sensor VEMF da equação (4) (em um sensor de desvio 170L ou 170R) é igual ao fator de sensibilidade de desvio BLPO multiplicado pela velocidade de movimento de desvio x. O fator de sensibilidade de desvio BLPO é geralmente conhecido ou medido para cada sensor de desvio. A força (f) gerada pelo acionador 180 da equação (5) é igual ao fator de sensibilidade de acionador BLDR multiplicado pela corrente de acionamento (I) suprida ao acionador 180. O fator de sensibilidade de acionador BLDR do acionador 180 é geralmente conhecido ou medido. Os fatores BLPO e BLDR são ambos função da temperatura e podem ser corrigidos por uma medição de temperatura.
[0052] Substituindo as equações magnéticas (4) e (5) na função de transferência de equação (3), o resultado é:
[0053] Se o conjunto medidor 10 é acionado em laço aberto sobre ressonância, isto é, a uma frequência ressonante/natural w0 (onde w0=2πf0), então a equação (6) pode ser reescrita como:
[0054] Substituindo para rigidez, a equação (7) é simplificada para:
[0055] Aqui, o parâmetro de rigidez K pode ser isolado a fim de obter:
[0056] Como uma consequência, medindo/quantificando a característica de declínio Z, junto com a tensão de acionamento V e corrente de acionamento I, o parâmetro de rigidez K pode ser determinado. A tensão de resposta V proveniente dos desvios pode ser determinada a partir da resposta vibracional, junto com a corrente de acionamento I. O processo de determinar o parâmetro de rigidez parâmetro K é discutido em mais detalhe em conjunto com a Figura 3, abaixo.
[0057] Em uso, o parâmetro de rigidez K pode ser rastreado no tempo. Por exemplo, técnicas estatísticas podem ser usadas para determinar quaisquer variações no tempo (isto é, uma variação de rigidez ΔK). Uma variação estatística no parâmetro de rigidez K pode indicar que o FCF para o medidor de fluxo particular variou. Como pode ser observado a partir da equação (9), o parâmetro de rigidez pode ser determinado com base na característica de declínio Z.
[0058] Um sistema proporcionalmente amortecido pode declinar exponencialmente em função do tempo t com dada pela equação (10): onde n é a grandeza modal de declínio no tempo, A é a amplitude inicial, Z é a característica de declínio (às vezes referida como coeficiente de amortecimento proporcional, etc.) e an é a frequência natural.
[0059] Uma grandeza modal pode ser pensada como uma média dos desvios direito e esquerdo. O processo de cálculo da média pode amplificar um modo de acionamento (também referido como um primeiro modo de flexão defasado) e atenua os outros modos (por exemplo, modos de torção, modos de flexão de segunda ordem ou mais alta, etc.). Uma vez que o amortecimento é uma propriedade modal global, usar a grandeza modal pode ser vantajoso sobre, por exemplo, usar o desvio ou direito ou esquerdo para estimar amortecimento.
[0060] Para determinar a característica de declínio ζ, a equação (10) pode ser linearizada no tempo tomando o logaritmo natural de ambos os lados:
[0061] A equação (11) é linear no tempo com declive - ζωn e intercepta in(A). A equação (11) pode ser resolvida de um modo direto pelos mínimos quadrados tomando n amostras da grandeza modal n nos tempos correspondentes t.
[0062] A equação (12) é resolvida pela pré-multiplicação do vetor que contém o log das respostas modais pelo pseudo inverso dos vetores de base que consistem nos tempos de amostra 11, tn aumentados por um vetor de uns. O resultado é uma estimativa de mínimos quadrados das quantidades de interesse, amortecimento e interceptação.
[0063] Um método de verificação de medidor de declínio de ganho pode se basear em um ajuste de curva preciso da tensão de desvio em declínio para determinar a característica de declínio Z. O cálculo para a característica de declínio Z pode ser realizado cortando a corrente de acionamento, deste modo removendo uma excitação do conjunto medidor 10 e medindo a tensão de desvio à medida que uma resposta vibracional declina naturalmente a partir de uma tensão de resposta de partida a uma tensão de resposta de parada. A tensão de resposta de partida pode ser baseada em uma amplitude da vibração quando vibrando na frequência ressonante. A tensão de resposta de parada pode ser de ou de cerca de zero volts, embora qualquer amplitude ou unidade apropriadas possam ser empregadas.
[0064] Amostragem para a tensão de desvio para determinar uma curva de declínio pode começar quando a tensão de desvio cai abaixo de um limiar de tensão de resposta de partida e para quando ela atinge um limiar de tensão de resposta de parada. Um ajuste de curva de mínimos quadrados exponencial pode então ser aplicado à curva para determinar uma função exponencial que melhor descreve os dados, embora qualquer ajuste de dados, formato, ou forma de dados apropriados possam ser empregados. Consequentemente, a característica de declínio pode ser medida a partir do limiar de tensão de resposta de partida, que pode ser menor do que a tensão de resposta de partida, até o limiar de tensão de resposta de parada, que pode ser maior do que a tensão de resposta de parada.
[0065] O limiar de tensão de resposta de partida e limiar de tensão de resposta de parada são função do medidor vibratório (por exemplo, geometria, tamanho, configuração, etc.), do alvo de acionamento em que o medidor vibratório está operando, de uma densidade e viscosidade e temperatura do material. Porém, não linearidades na eletrônica de medidor 20 e/ou no conjunto medidor 10 podem resultar em diferentes valores de característica de declínio Z quando os limiares de tensão de resposta de partida e/ou de parada para tensões de desvio amostradas durante o declínio são variadas. Estas não linearidades podem resultar em uma variação de rigidez quando nenhuma variação mecânica no conjunto medidor 10 tenha ocorrido.
[0066] A eletrônica de medidor 20, assim como outras eletrônicas de medidor, pode empregar métodos, tais como os descritos abaixo, para compensar uma característica de declínio Z para refletir mais precisamente uma variação no conjunto medidor 10. Por exemplo, a características de declínio Z pode ser correlacionada com vários valores de limiar de tensão de resposta de partida e parada. Consequentemente, uma curva de erro pode ser gerada correlacionando as várias tensões de resposta de partida e parada com valores de erro determinados, por exemplo, comparando valores de característica de declínio Z com um valor nominal de característica de declínio. Subsequentemente, valores brutos de característica de declínio Z (por exemplo, aqueles determinados durante uma rotina de verificação de medidor) podem ser compensados usando a curva de erro, como será explicado em maiores detalhes no que se segue.
[0067] Figura 2 mostra a eletrônica de medidor 20 para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor. A eletrônica de medidor 20 pode incluir uma interface 201 e um sistema de processamento 203. A eletrônica de medidor 20 recebe uma resposta vibracional 210, tal como do conjunto medidor 10, por exemplo. A eletrônica de medidor 20 processa a resposta vibracional 210 a fim de obter características de fluxo do material de fluxo que escoa através do conjunto medidor 10. Além disso, na eletrônica de medidor 20 de acordo com a invenção, a resposta vibracional 210 é também processada a fim de determinar um parâmetro de rigidez K do conjunto medidor 10. Além do mais, a eletrônica de medidor 20 pode processas duas ou mais de tais respostas vibracionais, no tempo, a fim de detectar uma variação de rigidez ΔK no conjunto medidor 10. A determinação de rigidez pode ser feita sob condições de fluxo ou sem fluxo. A determinação sem fluxo pode oferecer o benefício de um nível de ruído reduzido na resposta vibracional resultante.
[0068] A interface 201 recebe a resposta vibracional 210 de um dos sensores de desvio 170L e 170R via os fios condutores 100 da Figura 1. A interface 201 pode realizar qualquer condicionamento de sinal necessário ou desejado, tal como qualquer maneira de formatação, amplificação, armazenamento intermediário, etc. Alternativamente, uma parte ou todo o condicionamento de sinal pode ser realizado no sistema de processamento 203. Além disso, a interface 201 pode possibilitar comunicações entre a eletrônica de medidor 20 e dispositivos externos. A interface 201 pode ser capaz de qualquer modo de comunicação eletrônica, óptica, ou sem fio.
[0069] A interface 201 em uma modalidade é acoplada com um digitalizador (não mostrada), em que o sinal de sensor compreende um sinal de sensor analógico. O digitalizador amostra e digitaliza uma resposta vibracional analógica e produz a resposta vibracional digital 210,
[0070] O sistema de processamento 203 conduz operações da eletrônica de medidor 20 e processa medições de fluxo provenientes do conjunto medidor de fluxo 10. O sistema de processamento 203 executa uma ou mais rotinas de processamento e deste modo processa as medições de fluxo a fim de produzir uma ou mais características de fluxo.
[0071] O sistema de processamento 203 pode compreender um computador para finalidade geral, um microssistema de processamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de processamento para finalidade geral ou customizado. O sistema de processamento 203 pode ser distribuído entre múltiplos dispositivos de processamento. O sistema de processamento 203 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integral ou independente, tal como o sistema de armazenamento 204.
[0072] O sistema de armazenamento 204 pode armazenar parâmetros e dados do medidor de fluxo, rotinas de software, valores constantes e valores variáveis. Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 inclui rotinas que são executadas pelo sistema de processamento 203, tais como uma rotina de característica de declínio 230 que determina a característica de declínio Z do medidor de fluxo 5.
[0073] O sistema de armazenamento 204 pode armazena variáveis usadas para operar o medidor de fluxo 5. Por exemplo, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar variáveis tais como a resposta vibracional 210, que pode ser recebida dos sensores de desvio 170L e 170R, por exemplo.
[0074] Em uma modalidade, o sistema de armazenamento 204 armazena constantes, coeficientes e variáveis de operação. Por exemplo, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar uma determinada característica de rigidez 220. O sistema de armazenamento 204 pode também armazenar valores de operação tais como uma frequência 212 da resposta vibracional 210, uma tensão de resposta 213 da resposta vibracional 210 e uma corrente de acionamento 214.
[0075] O sistema de armazenamento 204 pode armazenar adicionalmente um alvo vibracional226 e uma característica de declínio medida 215 do medidor de fluxo 5. Além disso, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar constantes, limiares, ou faixas tais como a tolerância 224. Ademais, o sistema de armazenamento 204 pode armazenar dados acumulados por um período de tempo, como a variação de rigidez 228.
[0076] A rotina de característica de declínio 230 pode configurar o sistema de processamento 203 para receber uma resposta vibracional do conjunto medidor 10. A resposta vibracional pode ser recebida pela interface 201. A resposta vibracional pode compreender uma resposta a uma excitação do conjunto medidor 10 a uma frequência substancialmente ressonante. A rotina de característica de declínio 230 pode também configurar o sistema de processamento 203 para receber a resposta vibracional da interface 201, determinar uma tensão de resposta V da resposta vibracional, determinar uma característica de declínio Z do conjunto medidor 10 com base na tensão de resposta V e compensar a característica de declínio Z usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
[0077] Figura 3 mostra um gráfico 300 que mostra uma relação entre uma tensão de desvio e o tempo. Como mostrado na Figura 3, o gráfico 300 inclui um eixo do tempo 310 e um eixo da tensão de desvio 320. O eixo do tempo 310 é em unidades de segundos e o eixo da tensão de eixo 320 é em unidades de volts. O eixo do tempo 310 varia de cerca de 0 a 25 segundos e o eixo da tensão de desvio 320 varia de cerca de 0,00 volt a cerca de 0,09 volt. O gráfico 300 também inclui um traçado de tensão de resposta 330 que relaciona as tensões de resposta (por exemplo, tensões de desvio) com o tempo.
[0078] O traçado de tensão de resposta 330 varia sobre o eixo do tempo 310 de cerca de 7 segundos a cerca de 22 segundos, embora qualquer faixa apropriada possa ser empregada. O traçado de tensão de resposta 330 varia sobre eixo da tensão de desvio 320 de cerca de 0,01 volt a cerca de 0,08 volt. O traçado de tensão de resposta 330 inclui uma tensão de resposta de partida Vpartida (Vstart) e uma tensão de resposta de parada Vparada (Vstop). O traçado de tensão de resposta 330 também inclui um primeiro a quinto limiares de tensão de resposta de parada V1-V5.
[0079] Como mostrado, o primeiro a quinto limiares de tensão de resposta V1-V5 são usados em relação à tensão de resposta de partida Vpartida para determinar uma correspondente característica de declínio fracional. Por exemplo, uma primeira característica de declínio fracionai Z1 corresponde ao traçado de tensão de resposta 330 variando desde a tensão de resposta de partida Vpartida até o primeiro limiar de tensão de resposta de parada V1. Similarmente, a segunda a quinta característica de declínio fracionai Z2 — Z5 respectivamente correspondem ao segundo a quinto limiares de tensão de resposta de parada V2-V5. Uma vez que o primeiro a quinto limiares de tensão de resposta de parada V1-V5 são medidos em relação à mesma tensão de resposta de partida Vpartida, o comportamento da característica de declínio Z em relação a uma faixa de limiares de tensão de resposta de parada pode ser modelado para um dado conjunto medidor, que é discutido em mais detalhe no que se segue com referência às Figuras 4 e 5.
[0080] Figura 4 mostra um gráfico 400 ilustrando uma relação entre características de declínio e limiares de tensão de resposta de partida. Como mostrado na Figura 4, o gráfico 400 inclui um eixo de tensão de partida 410 e um eixo de característica de declínio 420. O eixo de tensão de partida 410 é em unidades de volts e varia de 0 a 0,09 volt. O eixo de característica de declínio 420 é isento de unidade e varia de cerca de -0,1344 a -0,1332. O gráfico 400 também inclui um traçado de declínio fracional para tensão de partida 430. Como mostrado, o traçado de declínio para tensão de partida 430 relaciona características de declínio fracionais com tensões limiares de resposta de partida.
[0081] Mais especificamente, o traçado de declínio fracional para tensão de partida 430 inclui uma primeira a sexta característica de declínio fracional Z1-Z6 correspondendo ao primeiro a sexto Z6 limiar de tensão de resposta de partida e à tensão de resposta de partida. A primeira a quinta características de declínio fracionais Z1-Z5 são determinadas nas tensões limiares de resposta de partida em relação, por exemplo, a uma tensão de resposta de parada comum. Isto é, com referência à Figura 3, em vez de determinar a primeira a sexta características de declínio fracionais em limiares de tensão de resposta de parada V1-Vparada, que são medidos em relação à tensão de resposta de partida Vpartida, a uma primeira a sexta características de declínio fracionais Z1-Z6 da Figura 4 são determinadas na primeira a quinta tensão limiar de resposta de partida e na tensão de resposta de partida em relação a uma tensão de resposta de parada comum. Mais especificamente, para gerar o gráfico 400 da Figura 4, o gráfico 300 da Figura3 seria modificado de tal modo que a primeira característica de declínio fracionai Z1 é determinada a partir da tensão de resposta de partida Vpartida até a tensão de resposta de parada Vparada e a segunda característica de declínio fracionai Z2 é determinada a partir do primeiro limiar de tensão de resposta V1 até a tensão de resposta de parada Vparada. Este padrão é repetido até a sexta característica de declínio fracionai Z6, que é determinada a partir do quinto limiar de tensão de resposta V5 até a tensão de resposta de parada Vparada.
[0082] Como pode ser visto, o traçado de declínio fracional para tensão de partida 430 diminui à medida que a tensão limiar de resposta de partida aumenta. Isto indica que a sexta característica de declínio fracionai Z6 da Figura 4 determinada a partir, por exemplo, do quinto limiar de tensão de resposta de partida até a tensão de resposta de parada é maior do que, por exemplo, a primeira característica de declínio fracional determinada a partir do primeiro limiar de tensão de resposta de partida até a tensão de resposta de parada.
[0083] Figura 5 mostra um gráfico 500 ilustrando uma relação entre características de declínio e limiares de tensão de resposta de parada. Como mostrado na Figura 5, o gráfico 500 inclui um eixo de tensão de parada 510 e um eixo de característica de declínio 520. O eixo de tensão de parada 510 é em unidades de volts e varia de 0 a 0,08 volt. O eixo de característica de declínio 520 é isento de unidade e varia de cerca de -0,1354 a -0,134. O gráfico 500 também inclui um traçado de declínio para tensão de parada 530. Como mostrado, o traçado de declínio para tensão de parada 530 relaciona características de declínio fracionais com tensões limiares de resposta de parada.
[0084] Mais especificamente, o traçado de declínio para tensão de parada 530 inclui uma primeira a sexta características de declínio fracionais Z1-Z6 respectivamente correspondendo ao o primeiro a quinto limiares de tensão de resposta de parada V1-V5 e a tensão de resposta de parada Vparada. A primeira a sexta características de declínio fracionais Z1-Z6 são determinadas no limiar de tensões de resposta de parada V1-Vparada em relação a, por exemplo, uma tensão de resposta de partida comum Vpartida. Ou seja, com referência à Figura 3, a uma primeira a sexta características de declínio fracionais Z1-Z6 da Figura 5 são determinadas em tensões limiares de resposta de parada em relação a uma tensão de resposta de partida comum Vpartida.
[0085] Como pode ser visto, o traçado de declínio para tensão de parada 530 diminui à medida que a tensão limiar de resposta de partida aumenta. Isto indica que a quinta característica de declínio fracionai Z5 da Figura 5 determinada a partir, por exemplo, da tensão de resposta de partida Vpartida até o quinto limiar de tensão de resposta de parada V5 da Figura 3 é maior do que, por exemplo, a primeira característica de declínio fracionai Z1 determinada a partir da tensão de resposta de partida Vpartida até o primeiro limiar de tensão de resposta de parada V1 mostrado na Figura 3.
[0086] Figura 6 mostra um gráfico 600 mostrando uma relação entre erros de característica de declínio e tensões de resposta de parada. Como mostrado na Figura 6, o gráfico 600 inclui um eixo da tensão de resposta de parada 610 e um eixo da característica de declínio erro 620. A tensão de resposta de parada eixo 610 é em unidades de volts e a característica de declínio erro eixo 620 é isenta de unidades. A tensão de resposta de parada eixo 610 varia de 0 a 0,08 volt e o eixo de erro da característica de declínio 620 varia de -0,003 a 0,007, embora qualquer faixa apropriada possa ser empregada. O gráfico 600 também inclui um traçado dede erro para tensão de resposta 630 que diminui de um erro de cerca de 0,0061 a cerca de - 0,0018 sobre a faixa de tensão de resposta de 0,01 volt a 0,067 volt. Também mostrada é uma função de erro para tensão de resposta 640 que varia de cerca de 0,006 a cerca de -0,0018.
[0087] O traçado de erro para tensão de resposta 630 é composto de uma pluralidade de erros determinados como uma diferença entre a terceira característica de declínio fracional na terceira tensão de resposta de parada V3 em relação à tensão de resposta de partida Vpartida mostrada na Figura 5. Como resultado, o traçado de erro para tensão de resposta 630 parece similar ao traçado de declínio para tensão de parada 530 mostrado na Figura 5. Porém, o traçado de erro para tensão de resposta 630 cruza o eixo da tensão de resposta de parada 630 no terceiro valor de tensão de resposta de parada V3 onde não há nenhum erro. Outros traçados de erro para tensão de resposta podem cruzar um eixo da tensão de resposta de parada em outros valores e não necessariamente o terceiro valor de tensão de resposta de parada V3.
[0088] A função de erro para tensão de resposta 640 é mostrada como uma linha pontilhada que é, em termos gerais, próxima do traçado de erro para tensão de resposta 630. A função de erro para tensão de resposta 640 é gerada por ajuste de curva ao traçado de erro para tensão de resposta 630. Por exemplo, o ajuste de curva ao traçado de erro para tensão de resposta 630 pode resultar na fórmula, y = -0,00409229 • ln(x) - 0,01281067, que é a função de erro para tensão de resposta 640 mostrada na Figura 3. A função de erro para tensão de resposta 640 pode ter um valor de R ao quadrado de 0,99485913 quando em comparação com o traçado de erro para tensão de resposta 630. Isto pode indicar que o traçado de erro para tensão de resposta 630 é próximo da função de erro para tensão de resposta 640,
[0089] Como pode ser apreciado, a função de erro para tensão de resposta 640 pode ser com vantagem uma equação relativamente simples na forma de: que pode ser usada em código para calcular um novo coeficiente de declínio dada uma tensão de resposta de partida ou parada, onde: x é a tensão de resposta de partida ou parada; m é o coeficiente de compensação da característica de declínio resultando do ajuste de curva; e y é um erro.
[0090] A equação acima (13) pode ser usada para compensar uma característica de declínio de acordo com a seguinte equação (14): onde: 𝜁comp é uma característica de declínio compensada; 𝜁raw é uma característica de declínio não compensada determinada a partir da medida da tensão de resposta; e y é um erro calculado usando a equação acima (13).
[0091] Consequentemente, uma característica de declínio Z pode ser compensada por uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada. Por exemplo, a função de erro para tensão de resposta 640 pode ser a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada. Como pode ser apreciado, embora o precedente descreve uma característica de declínio como sendo compensada pela função de erro para tensão de resposta 640 como expresso na forma da equação (13), qualquer relação apropriada de característica de declínio para tensão de resposta pode ser empregada.
[0092] Figura 7 mostra um método 700 para determinar uma característica de declínio Z de um conjunto medidor, tal como o conjunto medidor 10 descrito com referência à Figura 1. Na etapa 701, uma resposta vibracional é recebida do conjunto medidor. A resposta vibracional é uma resposta do conjunto medidor a uma vibração a uma frequência substancialmente ressonante. A vibração pode ser contínua ou intermitente. Um material de fluxo pode estar escoando através do conjunto medidor 10 ou pode estar estático.
[0093] Na etapa 702, uma tensão de resposta da resposta vibracional é determinada. A tensão de resposta pode ser determinada a partir da resposta vibracional por qualquer método, processo e/ou hardware. A tensão de resposta pode ser uma tensão de resposta de partida, uma tensão de resposta de parada, e/ou qualquer tensão entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada. A tensão de resposta pode ser determinada medindo a tensão de resposta à medida que a resposta vibracional declina a partir de um limiar de tensão de resposta de partida até um limiar de tensão de resposta de parada.
[0094] Na etapa 703, uma característica de declínio do conjunto medidor é determinada com base na tensão de resposta. A característica de declínio pode ser determinada permitindo que a resposta vibracional do medidor de fluxo decline até um alvo vibracional, tal como um limiar de tensão de resposta de parada. Esta ação de declínio pode ser realizada de diversos modos. A amplitude do sinal de acionamento pode ser reduzida, o acionador 180 pode efetivamente realizar a frenagem do conjunto medidor 10 (em medidores de fluxo apropriados), ou o acionador 180 pode ser meramente desenergizado até que o alvo seja atingido. Em uma modalidade, o alvo vibracional compreende um nível reduzido em um ponto de ajuste de acionamento. Por exemplo, se o ponto de ajuste de acionamento está correntemente em 3.4 mV/Hz, então para a medição de amortecimento, o ponto de ajuste de acionamento pode ser reduzido a valor mais baixo, tal como as 2,5 mV/Hz, por exemplo. Desta maneira, a eletrônica de medidor 20 pode deixar o conjunto medidor 10 simplesmente em vazio até que a resposta vibracional se cônjuge substancialmente com este novo alvo de acionamento.
[0095] Na etapa 704, a característica de declínio é compensada usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada. Por exemplo, onde a tensão de resposta da etapa 703 é igual ao limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada é zero volt, então a curva de característica de declínio para resposta pode ser usada para determinar uma característica de declínio previamente determinada Z que corresponde a uma tal faixa de tensão de resposta. Ou seja, este valor pode ser usado para compensar o valor da característica de declínio a um valor corrigido da característica de declínio que iria corresponder a uma plena faixa de valores de tensão de resposta, embora qualquer faixa apropriada possa ser empregada.
[0096] O método 700 pode ser realizado iterativamente, periodicamente ou aleatoriamente. O método 700 pode ser realizado em pontos de referência predeterminados, tais como em predeterminadas horas de operação, por uma variação no material de fluxo, etc.
[0097] Figura 8 mostra um método 800 para determinar uma característica de declínio Z de um conjunto medidor, tal como o conjunto medidor 10 descrito com referência à Figura 1. Na etapa 801, uma resposta vibracional é recebida de um conjunto medidor, tal como o conjunto medidor 10 descrito acima com referência à Figura 1. A resposta vibracional pode ser recebida por uma eletrônica de medidor, tal como a eletrônica de medidor 20 descrita acima com referência à Figura 2.
[0098] Na etapa 802, permite-se que a resposta vibracional decline a partir de uma tensão de resposta de partida até uma tensão de resposta de parada. Este declínio pode ser realizado de uma maneira similar à que foi descrita acima com referência à Figura 7. A tensão de resposta de partida pode ser uma tensão de resposta da resposta a uma vibração do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante e a tensão de resposta de parada pode ser próxima de zero volt.
[0099] Na etapa 803, a tensão de resposta é medida a partir de um limiar de tensão de resposta de partida até um limiar de tensão de resposta de parada. A tensão de resposta pode ser adicionalmente medida a partir de limiares de tensão de resposta de partida adicionais e/ou limiares de tensão de resposta de parada adicionais. O limiar de tensão de resposta de partida pode ser próximo da tensão de resposta de partida e/ou o limiar de tensão de resposta de parada pode ser próximo da tensão de resposta de parada. Por exemplo, o limiar de tensão de resposta de parada pode ser próximo de zero volt onde a tensão de resposta de parada é zero volt. Adicionalmente ou alternativamente, o limiar de tensão de resposta de partida pode não ser próximo da tensão de resposta de partida e/ou o limiar de tensão de resposta de parada pode não ser próximo da tensão de resposta de parada.
[00100] Na etapa 804, uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor são determinadas. A uma ou mais características de declínio fracionais podem ser determinadas com base em um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada. Pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada pode estar entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada. Ou seja, se a tensão de resposta de parada é zero volt, o limiar de tensão de resposta de parada pode estar, por exemplo, a 0,2 volt. Como resultado, a tensão de resposta entre 0,2 e zero volt pode não ser medida para determinar uma característica de declínio Z.
[00101] Determinar a uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada pode ser composto de determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de parada em relação a um limiar de tensão de resposta de partida ou determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de partida em relação a um limiar de tensão de resposta de parada. Qualquer combinação apropriada do que precede pode ser usada.
[00102] O que precede descreve a eletrônica de medidor 20 e os métodos 700 e 800 que podem determinar uma característica de declínio do conjunto medidor 10. A característica de declínio do conjunto medidor 10 pode ser determinada compensando uma característica de declínio medida a partir de, por exemplo, a tensão de resposta de partida até um limiar de tensão de resposta de parada que não inclui um declínio inteiro. Por exemplo, o limiar de tensão de resposta de parada pode ser maior do que zero volt e, portanto, a característica de declínio do conjunto medidor 10 é determinada com base em uma vibração parcialmente declinada. Como resultado, a característica de declínio não pode ser usada em comparação com uma característica de declínio do conjunto medidor 10 determinada com base em um pleno declínio de uma vibração do conjunto medidor 10,
[00103] Esta solução técnica de determinar a característica de declínio é dirigida ao problema técnico de características de declínio que são determinadas com base em apenas parte de um declínio de uma vibração. Devido à característica de declínio ser determinada com base em apenas uma parte do declínio, a característica de declínio pode não ser usada para determinar, por exemplo, uma rigidez que pode estar em comparação com uma rigidez previamente determinada. Portanto, uma variação na rigidez pode não ser precisamente determinada. Compensando a característica de declínio, uma rigidez pode estar precisamente em comparação com uma rigidez previamente determinada.
[00104] Consequentemente, uma solução técnica de determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor, entre outros aspectos, compensando uma característica de declínio Z usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada permite que a característica de declínio compensada detecte mais precisamente uma variação no conjunto medidor 10 descrito acima, ou outros conjuntos medidores. Consequentemente, a tecnologia de verificação do medidor é melhorada porque a variação no conjunto medidor é precisamente detectada, permitindo deste modo, por exemplo, medições de vazão mais precisas.
[00105] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas as modalidades contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da presente descrição. Na verdade, pessoas especializadas na técnica irão reconhecer que certos elementos das modalidades acima descritas podem ser combinados de modo variado ou eliminados pata criar outras modalidades e tais outras modalidades adicionais estão dentro do escopo e ensinamentos da presente descrição. Será também evidente para os versados na especialização normal na técnica que as modalidades acima descritas podem ser combinadas no todo ou em parte para criar modalidades adicionais dentro do escopo e ensinamentos da presente descrição.
[00106] Assim, embora modalidades específicas sejam descritas aqui para fins ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do escopo da presente descrição, como os versados na técnica relevante irão reconhecer. Os ensinamentos dados aqui podem ser aplicados a outras eletrônicas e métodos que determinam uma característica de declínio de conjunto medidor e não apenas às modalidades descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Consequentemente, o escopo das modalidades descritas acima deve ser determinado a partir das reivindicações que se seguem.
Claims (15)
1. Eletrônica de medidor (20) para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor (10) de um medidor de fluxo (5), a eletrônica de medidor (20) caracterizada pelo fato de que compreende uma interface (201) para receber uma resposta vibracional de um conjunto medidor (10), a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor (10) a uma frequência substancialmente ressonante e um sistema de processamento (203) em comunicação com a interface (201), o sistema de processamento (203) sendo configurado para: receber a resposta vibracional da interface (201); determinar uma tensão de resposta (V) da resposta vibracional; determinar uma característica de declínio (Z) do conjunto medidor (10) com base na tensão de resposta (V); e compensar a característica de declínio (Z) usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
2. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada inclui uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada usadas para determinar a característica de declínio (Z).
3. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada relaciona uma característica de declínio previamente determinada com uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada.
4. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a relação previamente determinada de características de declínio para tensão de resposta é uma função de erro para tensão de resposta.
5. Eletrônica de medidor (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que determinar a característica de declínio (Z) compreende adicionalmente permitir que a tensão de resposta (V) da resposta vibracional do conjunto medidor (10) decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
6. Método para determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo, o método caracterizado pelo fato de que compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante, com o método compreendendo adicionalmente: receber a resposta vibracional; determinar uma tensão de resposta da resposta vibracional; determinar uma característica de declínio do conjunto medidor com base na tensão de resposta; e compensar a característica de declínio usando uma relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada inclui uma dentre uma tensão de resposta de partida e uma tensão de resposta de parada usadas para determinar a característica de declínio.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a relação de característica de declínio para tensão de resposta previamente determinada relaciona uma característica de declínio previamente determinada com uma dentre tensão de resposta de partida e tensão de resposta de parada.
9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a relação previamente determinada de características de declínio para tensão de resposta é uma função de erro para tensão de resposta.
10. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a característica de declínio é determinada removendo a excitação do conjunto medidor e permitindo que a tensão de resposta da resposta vibracional do conjunto medidor decline até uma tensão de resposta de parada predeterminada.
11. Método de determinar uma característica de declínio de um conjunto medidor de um medidor de fluxo, o método caracterizado pelo fato de que compreende receber uma resposta vibracional do conjunto medidor, a resposta vibracional compreendendo uma resposta a uma excitação do conjunto medidor a uma frequência substancialmente ressonante, com o método compreendendo adicionalmente: receber a resposta vibracional de uma interface; permitir que a resposta vibracional decline a partir de uma tensão de resposta de partida até uma tensão de resposta de parada; medir a tensão de resposta a partir de um limiar de tensão de resposta de partida até um limiar de tensão de resposta de parada; e determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada, em que pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada está entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a tensão de resposta de partida é uma tensão de resposta da resposta à vibração do conjunto medidor na frequência substancialmente ressonante e a tensão de resposta de parada é próxima de zero volt.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um dentre o limiar de tensão de resposta de partida é próximo da tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada é próximo da tensão de resposta de parada.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar a uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada, em que pelo menos um dentre o limiar de tensão de resposta de partida e o limiar de tensão de resposta de parada está entre a tensão de resposta de partida e a tensão de resposta de parada compreende um dentre: determinar uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de parada em relação a um limiar de tensão de resposta de partida; e determinar a uma ou mais características de declínio fracionais do conjunto medidor com base em um ou mais limiares de tensão de resposta de partida em relação a um limiar de tensão de resposta de parada.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar uma relação de característica de declínio para tensão de resposta para compensar uma característica de declínio que é baseada no limiar de tensão de resposta de partida e no limiar de tensão de resposta de parada.
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