BRPI0721793A2 - controlador de energia de instumento, e, mÉtodo de controle de energia elÉtrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saÍda e uma corrente de saÍda que, juntas, mantÊm uma energia elÉtrica de saÍda substancialmente constante - Google Patents
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Abstract
CONTROLADOR DE ENERGIA DE INTRUMENTO, E. MÉTODO DE CONTROLE DE ENERGIA ELÉTRICA PARA PROVER DE MODO ADAPTATIVO UMA VOLTAGEM DE SAÍDA E UMA CORRENTE DE SAÍDA QUE, JUNTAS, MANTÊM UMA ENERGIA ELÉTRICA DE SAÍDA SUBSTANCIALMENTE CONSTANTE. Controlador de energia de instrumento (120) para prover de modo adaptativo uma voltagem de saída V~o e uma corrente de saída I~o que, juntas, matêm uma energia elétrica de saída substancialmente constante P~o é provido. O controlador (120) inclui entradas (121) para receber uma energia de entrada P~I, saídas (122) para prover a energia de saída substancialmente constante P~o para uma carga de impedência variável L, e um trajeto de comunicação (126) para receber uma voltagem de carga V~I. O controlador de energia de intrumento (120) é configurado para determinar uma voltagem de entrada V~I e uma corrente de entrada I~I, determinar uma resistência efetiva R~I. de uma carga L e fixar a voltagem de saída V~o e a corrente de saída I~o baseada na voltagem de entrada V~I, na corrente de entrada I~I, e na resistência efetiva R~I. A voltagem de saída V~o é substancialmente independente da voltagem de entrada V~I. A voltagem de saída V~o e a corrente de saída V~o e a corrente de saída I~o são variadas para maximizar uma energia de carga P~I enquanto mantendo a energia elétrica de saída substancialmente constante P~o.
Description
mControlador de energia de instrumento, ε, metodo de controle de energia eletrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida e uma corrente de saida que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante"
Antecedentes da Invengao
1. Campo da Invengao
A presente inven^ao refere-se a um controlador de energia de instrumento e metodo e, mais particularmente, a um controlador de energia de instrumento e metodo para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
2. Descrigao do Problema
Os medidores de fluxo sao usados para medir a taxa de fluxo de massa, densidade, e outras caracteristicas dos materials fluidos. Os materials fluidos podem compreender liquidos, gases, liquidos e gases combinados, solidos em suspensao em liquidos, liquidos incluindo gases e solidos em suspensao, etc. Um medidor de fluxo pode ser usado para medir uma taxa de fluxo (isto e, por medida de uma fluxo de massa atraves do medidor de fluxo) e pode ainda ser usado para determinar as propor^Ses relativas dos componentes em uma corrente de fluxo.
Em muitos ambientes de controle de processo ou de automata。 industrial, um circuito de barramento ou barramento instrumenta^ao e usado para conectar os varios tipos de dispositivos, como medidores de fluxo, por exemplo. O circuito de barramento e comumente usado para distribuir energia eletrica aos varios instrumentos ou dispositivos incorporados. Alem disso, ο circuito de barramento e tambem comumente usado para comunicar os dados tanto para como a partir do sensor ou dispositivo. Assim, ο circuito de barramento e conectado a um dispositivo principal que pode fornecer a voltagem eletrica regulada sobre ο barramento e que pode trocar comunica9oes sobre ο barramento. O dispositivo principal pode enviar comandos e/ou programagao, dados, calibra^oes e outras configura9oes, etc., aos varios dispositivos conectados. O dispositivo principal tambem pode receber dados dos dispositivos conectados, incluindo dados de identificapao, dados de calibraqao, dados de medigao, dados operacionais, etc.
O dispositivo principal pode ainda compreender uma fonte de alimenta9ao que e conectada a uma fonte de energia eletrica. O dispositivo principal tipicamente fornece energia eletrica sobre ο circuito de barramento que e limitado em corrente, limitado em voltagem e limitado em energia.
Durante a operagao normal de um medidor de fluxo vibratorio, como um densitometro ou medidor de fluxo Coriolis, ο consumo de corrente e exigencia de voltagem sao relativamente estaveis. No entanto, quando ο medidor de fluxo e inicialmente energizado, a vibragao do dos tubos de fluxo do medidor gradualmente aumenta em frequencia e amplitude. Devido a constru^ao e ο material dos tubos de fluxo e devido a massa adicionada de material fluido nos tubos de fluxo, os tubos de fluxo nao podem ser imediatamente levados a uma amplitude vibracional alvo. Consequentemente, uma fase de partida ira requerer uma corrente eletrica acima da requerida para a operaqao normal. Assim, a corrente eletrica puxada na partida e maior e maior do que uma corrente durante a opera^So normal.
Um circuito de barramento pode compreender um circuito de barramento de 4-20 miliamp (mA), por exemplo. O barramento de 4-20 mA e um barramento de instrumenta^ao padrao de dois fios que e tipicamente usado para conectar um instrumento iinico e e ainda capaz de ser usado para proporcionar comunica?5es entre um instrumento e um dispositivo hospedeiro. Alternativamente, ο circuito de barramento pode compreender outros protocolos ou padroes de barramento. De acordo com as exigencias dos metodos de protegao de seguranya intrinseca, a energia eletrica distribuida pelo dispositivo/fonte de alimenta^ao principal e estritamente limitada por raz5es de seguranqa. Por exemplo, um protocolo de barramento de 4-20 mA pode ser limitado a 20mA de corrente eletrica e pode ainda ser limitado a 16-32 volts (V). A energia eletrica disponivel para um dispositivo sobre ο barramento e assim limitada.
Em alguns ambientes de opera^ao, a partida do tubo de fluxo pode ser problematica. Um resultado da limitagao de energia no tempo de partida e que ο tempo de partida do tubo de fluxo e muito estendido, uma corrente em excesso nao esta disponivel para elevar a amplitude vibracional do tubo ou tubos de fluxo.
Sumario da Solu^ao
Um controlador de energia de instrumento para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 e provido de acordo com uma forma de realiza^ao da inven^ao. O controlador de energia de instrumento compreende entradas para receber uma energia de entrada Pi, saidas para prover a energia de saida substancialmente constante P0 para uma carga de impedancia variavel L, e um trajeto de comunica^ao para receber uma voltagem de carga Vl a partir de uma carga L. O controlador de energia de instrumento e configurado para determinar uma voltagem de entrada Vi e uma corrente de entrada I1, determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga L e configurar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada Ii, e na resi stencia efetiva Rl. A voltagem de saida V。e substancialmente independente da voltagem de entrada V1. A voltagem de saida V0 e a corrente
de saida I0 sao variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
Um metodo de controle de energia eletrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 e provido de acordo com a invengao. O metodo compreende determinar uma voltagem de entrada V1 e uma corrente de entrada I1 e determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga de impedancia variavel L. O metodo ainda compreende fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada Vh na corrente de entrada Ih e na resistencia efetiva Rl. A voltagem de saida V0 e substancialmente independente da voltagem de entrada V1. A voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sao variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
Um metodo de controle de energia eletrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 e provido de acordo com a invengao. O metodo compreende determinar uma voltagem de entrada V1 e uma corrente de entrada I1 e determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga de impedancia variavel L. O metodo ainda compreende determinar se a resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de opera^ao normal pre-determinada. O metodo ainda compreende fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada I|，e na resistencia efetiva Rl se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de operagao normal pre-determinada. A voltagem de saida V0 e substancialmente independente da voltagem de entrada V1. A voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sao variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
Aspectos da Invengao
Em um aspect。do controlador de energia de instrumento, a voltagem de entrada V| compreende uma voltagem de entrada substancialmente fixada V|.
Em outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a resistencia efetiva Rl compreende Rl = C1Vl.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a voltagem de saida V0 compreende V0 = C2-^ViI1Rl .
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a voltagem de entrada Vi e a corrente de entrada I1 respondem a um circuito de barramento padrao.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a voltagem de entrada Vi e a corrente de entrada I| respondem a um padrao intrinsecamente seguro (IS).
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio e a voltagem de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo vibratorio.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a carga L compreende um medidor de fluxo Coriolis e a voltagem de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo Coriolis.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, a carga L compreende um densitometro vibratorio e a voltagem
de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do densitometro vibratorio. Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, ο controlador de energia de instrumento e ainda configurado para determinar se a resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de opera?ao normal pre-determinada e configurar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada I丨,e na resistencia efetiva Rl se a resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de operaqao normal pre-determinada.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, ο controlador de energia de instrumento ainda compreende uma alimenta^ao de voltagem configurada para fixar a voltagem de saida V0 e uma alimenta^ao de corrente configurada para fixar a corrente de saida I0.
Em ainda outro aspecto do controlador de energia de instrumento, ο controlador de energia de instrumento ainda compreende um conversor de voltagem de acionamento configurado para fixar a voltagem de saida V0, uma fonte de corrente de acionamento configurada para prover a corrente de saida I0, e um controle acoplado ao conversor de voltagem de acionamento, para uma carga L, e ao controle da corrente do circuito, com ο controle configurado para controlar ο conversor de voltagem de acionamento e a fonte de corrente de acionamento para gerar a energia de saida substancialmente constante P0 enquanto fixando tanto a voltagem de saida V0 como a corrente de saida I0.
Em um aspecto do metodo, a voltagem de entrada V] compreende uma voltagem de entrada substancialmente fixada V|.
Em outro aspecto do metodo, a resistencia efetiva Rl compreende
Rl = CIVL.
Em ainda outro aspecto do metodo, a voltagem de saida V0 compreende V0 = C2机IiRl . Em ainda outro aspecto do metodo, a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada I1 respondem a um circuito de barramento padrao.
Em ainda outro aspecto do metodo, a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada I1 respondem a um padrao intrinsecamente seguro (IS).
Em ainda outro aspecto do metodo, a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio e a voltagem de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo vibratorio.
Em ainda outro aspecto do metodo, a carga L compreende a Medidor de fluxo Coriolis e a voltagem de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor Coriolis.
Em ainda outro aspecto do metodo, a carga L compreende um densit6metro vibratorio e a voltagem de carga Vl esta relacionada com a amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do densitometro vibratorio.
Em ainda outro aspecto do metodo, ο metodo ainda compreende determinar se a resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de operaQao normal pre-determinada e fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada Vh na corrente de entrada I1, e na resistencia efetiva Rl se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de opera9§o normal pre-determinada.
Descri^ao dos Desenhos
Figura 1 mostra um medidor de fluxo compreendendo um conjunto de medidor de fluxo e eletronica do medidor.
Figura 2 mostra um sistema de barramento de acordo com uma forma de realizayao da ίηνεηςδο.
Figura 3 mostra um controlador de energia de instrumento de acordo com uma forma de realizayao da ϊηνβηςείο. Figura 4 e um grafico de um valor absoluto de voltagem de uma bobina de acionador Vemf, uma voltagem de carga Vl (onde Vl compreende Vemf mais uma voltagem devido a uma resistencia RL da carga/acionador ), e uma corrente de saida I0.
Figura 5 e um fluxograma de um metodo para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 de acordo com uma forma de realiza^ao da ίηνεηςδο.
Figura 6 έ um fluxograma de um metodo para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 de acordo com uma forma de realizaqao da invengao.
Figura 7 mostra ο controlador de energia de instrumento de acordo com uma forma de realiza^ao da invengao.
Descrigao Detalhada da Inven^ao
Figuras 1-7 e a descrigao seguinte mostram exemplos especificos para ensinar ao versado na tecnica como realizar e usar ο melhor modo da inven9ao. Para os fins de ensinar os principios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. O versado na tecnica ira apreciar varia^oes destes exemplos que estao dentro do escopo da ΐηνεηςδο. O versado na tecnica ira notar que aspectos descritos abaixo podem ser combinados em varios modos para formar variagoes m\iltiplas da invenyao. Como resultado a invengao nao e limitada aos exemplos especificos descritos abaixo, mas somente pelas reivindica9oes e seus equivalentes.
Figura 1 mostra um medidor de fluxo 5 compreendendo um conjunto de medidor de fluxo 10 e eletronica do medidor 20. A eletronica do medidor 20 e conectada ao conjunto do medidor 10 via fios condutores 100 e
έ configurada para prover mediQoes de uma ou mais dentre uma densidade, taxa de fluxo de massa, taxa de fluxo de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, e outra informaqao sobre um trajeto de comunicagao 26. Deve ser evidente para ο versado na tecnica que a presente invengao pode ser usada em qualquer tipo de medidor de fluxo Coriolis sem levar em conta ο numero de acionadores, sensores de desvio, condutos de fluxo, ou ο modo de operagao de vibraqao. Alem disso, deve ser reconhecido que ο medidor de fluxo 5 pode compreender alternativamente um densitometro vibratorio.
O conjunto de medidor de fluxo 10 inclui um par de flanges 101 e 10Γ, distribuidores 102 e 102', um acionador 104, sensores de desvio 105- 105', e condutos de fluxo 103A e 103B. O acionador 104 e os sensores de desvio 105 e 105' sao conectados aos condutos de fluxo 103A e 103B.
Os flanges 101 e 101' sao fixados aos distribuidores 102 e 102'. Os distribuidores 102 e 102' podem ser fixados em extremidades opostas de um espagador 106. Espa^ador 106 mantem espayamento entre distribuidores 102 e 102' a fim de evitar indesejadas vibra9oes nos condutos de fluxo 103 A e 103B. Quando ο conjunto de medidor de fluxo 10 e inserido em um sistema de conduto (nao mostrado) que transporta ο material fluido sendo medido, ο material fluido entra no conjunto de medidor de fluxo 10 atraves do flange 101, passa atraves do distribuidor de entrada 102 onde a quantidade total de material fluido e dirigida para entrar nos condutos de fluxo 103A e 103B, flui atraves dos condutos de fluxo 103A e 103B e volta no distribuidor de saida 102’，onde ele sai do conjunto do medidor 10 atraves do flange 101'.
Os condutos de fluxo 103A e 103B sao selecionados e montados de modo apropriado no distribuidor de entrada 102 e no distribuidor de saida 102' de modo a ter substancialmente a mesma distribuipao de massa, momentos de inercia e modulos elasticos sobre os eixos de curvatura W--W e W1--W' respectivamente. Os condutos de fluxo 103A e 103B se estendem voltados para fora a partir dos distribuidores 102 e 102' em um modo essencialmente paralelo. Os condutos de fluxo 103A e 103B sao acionados pelo acionador
104 em dire?6es opostas em torno dos eixos de curvatura respectivos WeW' e em que e chamada a primeira dentre ο modo de curvatura de fase do medidor de fluxo 5. O acionador 104 pode compreender uma dentre muitas disposi9oes bem conhecidas, como um ima montado no conduto de fluxo 103A e uma bobina oposta montada no conduto de fluxo 103B. Uma corrente alternada e passada atraves da bobina oposta para levar ambos os condutos a oscilar. Um sinal de acionamento apropriado e aplicado pela eletronica do medidor 20 ao acionador 104 via ο fio condutor 110.
A eletronica do medidor 20 recebe sinais de sensor sobre os fios condutores 111 e 111’，respectivamente. A eletronica do medidor 20 produz um sinal de acionamento no fio condutor 110 que leva ο acionador 104 a oscilar os condutos de fluxo 103A e 103B. A eletronica do medidor 20 processa os sinais de velocidade a esquerda e a direita dos sensores de desvio
105 e 105' a fim de computar uma taxa de fluxo de massa. O trajeto de comunica9ao 26 prove um meio de entrada e um de saida que permite a eletronica do medidor 20 fazer interface com um operador ou com outros sistemas eletronicos. Uma descrigao da Figura 1 e provida apenas como um exemplo da opera^ao de um medidor de fluxo Coriolis e nao se destina a limitar os ensinamentos da presente inven^ao.
Figura 2 mostra um sistema de barramento 200 de acordo com uma forma de realiza^ao da inven^ao. O sistema de barramento 200 inclui uma alimentagao de energia para ο circuito 110 conectado a um circuito de barramento 112. O ambiente do medidor de fluxo 100 ainda pode incluir um controlador de energia de instrumento 120 acoplado ao circuito de barramento 112. Em algumas formas de realiza^ao, ο controlador de energia de instrumento 120 prove de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0. A energia de saida PO pode ser provida para uma carga de impedancia variavel L, como ο medidor de fluxo vibratorio 5 ou outro instrumento de barramento 5.
A alimenta?ao de energia para ο circuito 110 pode ter uma saida de voltagem fixada ou limitada e uma saida de corrente fixada ou limitada. Em uma fonte de alimentagao IS, a energia eletrica fornecida (incluindo especificamente a corrente eletrica fornecida) e limitada a fim de evitar combustao ou explosao quando usada em um ambiente perigoso. Em algumas formas de realizagao, a alimenta^ao de energia para ο circuito 110 compreende uma fonte de alimenta^ao intrinsecamente segura (IS). Assim, a alimentaqao de energia para ο circuito 110 pode responder a um padrao de seguranya especifico.
Varios dispositivos conectados ao circuito de barramento 112 podem enviar dados e outra forma se comunicar com a alimentapao de energia para ο circuito 110. Onde a alimentagao de energia para ο circuito 110 esta atras de uma barreira IS, por exemplo, a alimentagao de energia para ο circuito 110 pode abastecer os dados e comunicagoes para outros dispositivos, incluindo equipamento de monitoragSo e/ou grava^So, um transmissor para comunica^ao com outros dispositivos, um mostrador para ο operador, etc.
Circuito de barramento 112 pode receber um ou mais instrumentos de barramento 5 e pode prover energia eletrica a um ou mais instrumentos 5. O circuito de barramento 112 pode transferir comunica^oes entre a alimentaqao de energia para ο circuito 110 e um ou mais instrumentos de barramento 5. O circuito de barramento 112 pode incluir barramentos de multi-dispositivos (como de barramento campo de base, por exemplo), assim como circuitos de dispositivo unico (barramento 4-20mA, por exemplo).
O controlador de energia de instrumento 120 inclui entradas 121 e saidas 122. O controlador de energia de instrumento 120 recebe energia eletrica nas entradas 121 a partir da alimenta^ao de energia para ο circuito 110 via ο circuito de barramento 112. O controlador de energia de instrumento 120 prove energia eletrica a um ou mais instrumentos de barramento conectados 5 nas saidas 122 e adicionalmente pode transferir comunica9oes entre um instrumento de barramento conectado 5 e a alimentagao de energia para ο circuito 110. O controlador de energia de instrumento 120 prove uma energia eletrica substancialmente constante a um ou mais instrumentos de barramento conectados 5.
Na realiza^ao mostrada, ο instrumento de barramento conectado compreende um medidor de fluxo vibratorio que e acoplado ao controlador de energia de instrumento 120. O instrumento do barramento 5 pode incluir um conjunto medidor 10 e uma eletronica do medidor 20, como acima discutido. No entanto, entende-se que outros instrumentos de barramento 5 podem ser conectados aocontrolador de energia de instrumento 120.
O controlador de energia de instrumento 120 inclui um trajeto de comunica^ao 126. O controlador de energia de instrumento 120 troca comunica9des com a alimentagao de energia para ο circuito 110 sobre ο circuito de barramento 112. Alem disso, ο trajeto de comunicaq;ao 126 troca comunica9oes entre ο instrumento do barramento 5 e ο controlador de energia de instrumento 120. O controlador de energia de instrumento 120 assim pode abastecer comunicagoes entre a alimenta?ao de energia para ο circuito IlOeo instrumento do barramento 5. Alem disso, ο controlador de energia de instrumento 120 pode traduzir/ converter as comunica?oes. Por exemplo, se a eletronica do medidor 20 gerar sinais de comunicagSo digital, ο controlador de energia de instrumento 120 pode converter os sinais de mediyao digital em niveis de corrente analogicos que sao adequados como corrente do circuito IL.
Comunica^ao sobre ο circuito de barramento 112 de acordo com alguns protocolos acarreta variar a corrente eletrica do circuito Il fluindo atraves do circuito de barramento 112. De acordo com pelo menos um protocolo de barramento de instrumentagao, a corrente do circuito Il e variada entre 4 miliamps (mA) e 20mA quando ο instrumento do barramento 5 esta operando e assim constitui um sinal de mediqao analogico. A eletronica do medidor 20 ira controlar a corrente do circuito Il por sinais enviados a um controlador de energia de instrumento 120 e de acordo com a taxa de fluxo de massa medida de um material fluido atraves do conjunto medidor 10. Quando nao se nota fluxo atraves do conjunto medidor 10, ou onde ο instrumento do barramento 5 nao esta em modo operacional, a corrente do circuito Il pode ser mantida em menos do que 4mA, de acordo com um protocolo de barramento de instrumenta9ao relevante.
No entanto, um protocolo IS de barramento concordante limita a energia total que pode ser distribuida para ο instrumento do barramento 5, como um medidor de fluxo 5, por exemplo. O instrumento do barramento 5 nao pode receber mais energia (P) do que e disponivel sobre ο circuito de barramento 112. Energia eletrica (P) e definida como voltagem (V) multiplicada pela corrente (I), ou:
P = V*I (1)
Medidores de fluxo vibratorios, como medidores de fluxo Coriolis e densitometros vibratorios, oscilam pela aplicagSo de corrente eletrica a uma bobina de acionamento montada em um tubo, criando um campo magnetico que aciona um ima no tubo oposto. A for9a (F) entre a bobina e ima e proporcional a potencia do campo magnetico do ima (B), a corrente (i) na bobina e ο comprimento (L) da bobina, como expressado na equa^So:
F 二 BiL (2)
A medida que aumenta a amplitude do tubo, uma voltagem (isto e, EMF) e desenvolvida na bobina. A voltagem e proporcional a amplitude de vibra^ao no tubo de fluxo. A fim de manter uma amplitude de acionamento particular, a voltagem de acionamento deve ser pelo menos tao grande como a voltagem EMF na bobina associada com a amplitude. No entanto, na pratica, a voltagem de acionamento deve ser maior do que EMF da bobina para superar a queda de voltagem devido a resistencia em serie da bobina.
A energia media consumida pelo conjunto medidor 10 έ ο produto da corrente de acionamento da bobina multiplicado pelo EMF de acionamento da bobina. Os medidores de fluxo Coriolis tem sido tipicamente projetados para produzir voltagens EMF da bobina de acionamento EMF na faixa de 2V a 5V e para consumir uma corrente de acionamento de 1 a IOmA na amplitude vibracional alvo. Em contraste, um transmissor tipico para um medidor de fluxo foi projetado para fornecer IOV a ate IOOmA ao acionador 104. A voltagem de acionamento em excesso permite a voltagem EMF do sensor maxima mais a de topo para acomodar uma resistencia em serie. A corrente de acionamento em excesso prove energia adicional ao sistema quando condi^des de fluxo de processo adversas consomem energia de acionamento adicional, como durante a ocorrencia de ar arrastado, por exemplo. A corrente de acionamento em excesso tambem serve para superar a inercia do conjunto medidor 10 na partida, deixando que a amplitude alvo seja alcanyada relativamente de modo rapido, talvez um a dois segundos, por exemplo.
A voltagem limitada e a corrente disponivel em um ambiente de barramento IS apresentam varios problemas para um medidor de fluxo vibratorio. As limita?5es de energia inerentes em um dispositivo de barramento energizado a partir de um circuito limitam a corrente de acionamento maxima, reduzindo a capacidade para manter a amplitude vibracional alvo sob condigSes de fluxo adversas. Como um resultado, a vibra9ao dos tubos de fluxo pode nao conseguir ser satisfatoriamente mantida durante as condiySes de fluxo adversas. Por exemplo, onde esta ar arrastado presente no material fluido, os tubos de fluxo irao naturalmente vibrar em uma frequencia maior. O ar arrastado pode compreender bolhas, fluxo estratificado ou fluxo tampao, por exemplo. Durante ο fluxo tampao, a frequencia vibracional pode precisar flutuar rapidamente.
Outro problema significante em um ambiente de barramento IS e a provisao de energia eletrica ao conjunto do medidor 10 durante a partida. A vibra^ao do conjunto medidor 10 desde repouso ate uma frequencia substancialmente ressonante leva tempo e corrente eletrica ate sua obtengao. O tempo de partida para a vibragao do conduto ou condutos de fluxo e aumentado em duragao a medida que a capacidade de corrente e diminuida. A corrente de acionamento restringida inevitavelmente estende ο tempo requerido para alcan?ar a amplitude alvo na partida, que em uma topologia padrao pode ser tao longo como de quatro minutos, dependendo do tamanho do tubo de fluxo e outros fatores. Assim, um tempo de partida para um conjunto de medidor de fluxo pode ser muito aumentado onde corrente eletrica e limitada devido as consideragoes de IS. Um tempo de partida do medidor muito estendido e indesejavel ou mesmo inaceitavel para a maior parte dos clientes do medidor de fluxo.
Durante a partida do medidor de fluxo, uma voltagem de saida V0 pode ser mantida levemente acima de um nivel de voltagem de resposta a partir de uma carga (isto e, ο instrumento do barramento 5). Assim, a corrente de saida I0 pode ser um maximo no comedo da partida do medidor de fluxo, como uma menor voltagem de saida V0 permite uma maior corrente de saida I0 a ser produzida pelo controlador de energia de instrumento 120. A medida que a amplitude vibracional do conjunto medidor 10 aumenta, a voltagem de saida V0 pode ser aumentada e a corrente de saida I0 pode ser diminuida.
Na tecnica anterior, estes inconvenientes tem levado a energia aplicada no acionador ser muito menor do que a energia disponivel. A abordagem da tecnica anterior e simplesmente limitar a corrente de saida I0 para ο instrumento do barramento 5 enquanto nao limitando a voltagem de saida V0. No entanto, a voltagem de saida V0 pode ser muito maior do que e necessario, especialmente onde ο conjunto medidor 10 esta abaixo da amplitude vibracional alvo. Consequentemente, a energia aplicada e muito menor do que a energia disponivel, especialmente durante os periodos de exigencia de corrente elevada.
O controlador de energia de instrumento 120 de acordo com a invenqao prove a energia de saida substancialmente constante P0 ao instrumento de barramento conectado 5. O controlador de energia de instrumento 120 varia tanto a voltagem alimentada como a corrente alimentada. Em algumas formas de realizapao, ο controlador de energia de instrumento 120 aumenta a corrente de saida I0 por redu^ao da voltagem de saida V0. O controlador de energia de instrumento 120 assim otimiza a energia eletrica de saida P0 que e alimentada ao instrumento de barramento conectado 5. O controlador de energia de instrumento 120 pode manter a voltagem de saida V0 apenas levemente maior do que a amplitude de resposta vibracional, por exemplo, a voltagem de saida V0 menor ativa ο controlador de energia de instrumento 120 para prover uma corrente de saida I0 maior. Consequentemente, enquanto mantendo a energia de saida substancialmente constante P0, ο controlador de energia de instrumento 120 pode reduzir ο tempo de partida do medidor de fluxo e pode aumentar a capacidade do medidor de fluxo para se adaptar as condigoes de fluxo mudando, incluindo condi9oes de fluxo de miiltiplas fases.
Em algumas formas de realizagao, a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 podem ser variadas entre niveis discretos fixados. Alternativamente, a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 podem ser continuamente vanadas. O controlador de energia de instrumento 120 e mostrado como um componente separado. No entanto, deve ser entendido que ο controlador de energia de instrumento 120 pode alternativamente compreender um componente ou por^ao do instrumento de barramento conectado 5, como uma por^ao integrante da eletronica do medidor 20, por exemplo .
Figura 3 mostra ο controlador de energia de instrumento 120 de acordo com uma forma de realiza^ao da inven?ao. Em algumas formas de realizayao, controlador de energia de instrumento 120 prove adaptativamente uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0. A energia de saida PO pode ser provida para uma carga de impedancia variavel L, como ο medidor de fluxo vibratorio 5 ou outro instrumento de barramento 5.
Na forma de realiza^ao mostrada, ο controlador de energia de instrumento 120 compreende um controlador de voltagem 310 e um controlador de corrente 320. O controlador de voltagem 310 pode variar a voltagem de saida V0. O controlador de corrente 320 pode variar a corrente de saida I0. A linha de comunicayao 126 (nao mostrada) pode ser acoplada a um ou ambos dentre ο controlador de voltagem 310 e ο controlador de corrente 320. A linha de comunica^ao 126 pode comunicar ο nivel de voltagem de resposta ao controlador de voltagem 310 e ao controlador de corrente 320. Alem disso, a linha de comunicaqSo 126 pode comunicar outra informa^ao para ο controlador de voltagem 310 e para ο controlador de corrente 320.
O controlador de voltagem 310 e ο controlador de corrente 320 sao, ambos conectados, a linha de comunica^So 126. Consequentemente, ο controlador de voltagem 310 e ο controlador de corrente 320 podem variar a
voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0, como requerido. Alternativamente, ο controlador de energia de instrumento 120 desta forma de realiza^ao pode incluir um dispositivo ou controle de processamento (nao mostrado) que controla ο controlador de voltagem 310 e ο controlador de corrente 320 para variar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0.
O controlador de voltagem 310 pode produzir uma saida de voltagem de saida V0 variada, como necessario. A voltagem de saida V0 pode ser menor do que ou maior do que uma voltagem de entrada V1. Consequentemente, em algumas formas de realizaqao, ο controlador de voltagem 310 compreende um conversor de CC- CC que pode aumentar a voltagem de. saida V0 para ser maior do que a voltagem de entrada Vi. O conversor de CC-CC e tambera referido de varias formas como uma voltagem ou bomba de carga, um conversor tipo buck, etc.
O controlador de corrente 320 pode regular e produzir uma saida de uma corrente de saida I0 variada, como necessario. O controlador de corrente 320 em algumas formas de realiza^ao pode compreender uma resistencia Rv variavel. O controlador de corrente 320 ira gerar uma queda de voltagem Vcorrente. A carga L pode compreender qualquer modo de dispositivo de impedancia variavel. Por exemplo, a carga L pode compreender um medidor de fluxo 5, incluindo um medidor de fluxo vibratorio 5. Por exemplo, a carga L pode compreender um medidor de fluxo Coriolis 5 ou um densitometro vibratorio 5. A carga L ira gerar uma voltagem de carga VL. A voltagem de saida V0 compreende uma voltagem de controle de corrente Vcorrente mais a voltagem de carga VL. Similarmente, a energia de saida P0 compreende uma energia de carga Pl mais uma energia de controle de corrente Pcc.
Figura 4 e um grafico de um valor absoluto de voltagem da bobina do acionador Vemf, a voltagem de carga Vl (onde Vl compreende Vemf mais uma voltagem devido a uma resistencia Rl da carga/acionador ), e a corrente de saida I0. A voltagem de carga Vl pode ser obtida como uma voltagem de desvio Vpo onde a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio 5. O grafico ilustra a natureza de mudanga de um medidor de fluxo vibratorio como uma carga durante a partida da vibra^ao do conjunto de medidor de fluxo 10.
A impedancia da carga L, onde a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio 5, sera minima a medida que ο medidor de fluxo e iniciado (isto e, onde ο conjunto de medidor de fluxo 10 nao esta vibrando ou esta vibrando em uma amplitude relativamente pequena). Inversamente, a medida que ο conjunto de medidor de fluxo 10 se aproxima ou alcanna a amplitude vibracional alvo, a impedancia aumenta e consequentemente a corrente necessario para manter a vibraq;ao ira aumentar. Assim, maiores niveis de corrente eletrica serao necessarios na partida do medidor de fluxo 5 ou quando condiydes de fluxo adversas ocorrerem. Por exemplo, em casos de niveis elevados de ar arrastado ou fluxo tampao, a vibrayao do conjunto de medidor de fluxo 10 sera pesadamente amortecida e a amplitude vibracional pode cair de modo precipitado. Como um resultado, durante operaqao normal, podem ocorrer periodos de tempo quando a demanda de corrente aumenta muito e a corrente de saida pode precisar ser correspondentemente aumentada a fim de iniciar ou manter os niveis vibracionais apropriados.
Inversamente, a voltagem necessaria para dar partida a vibra?ao ou iniciar niveis vibracionais apropriados no conjunto de medidor de fluxo 10 e relativamente baixa. Uma exigencia de voltagem de saida ira aumentar a medida que ο conjunto de medidor de fluxo 10 se aproxima da amplitude vibracional alvo e a medida que a bobina do acionador requer maiores niveis de voltagem a fim de mudar a diregao mas ainda manter uma frequencia de acionamento.
Figura 5 e um fluxograma 500 de um metodo para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante Po de acordo com uma forma de realizaqSo da inven^ao. Na etapa 501, a voltagem de entrada Vi e a corrente de entrada I1 sao determinadas. A voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada I| podem ser obtidas a partir do circuito de barramento 112, por exemplo. A voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada 1丨 compreendem uma energia de entrada P1 disponivel.
Em algumas formas de realiza^So, ο circuito de barramento 112 compreende um circuito de barramento intrinsecamente seguro (IS). Consequentemente, a energia de entrada P1 disponivel a partir do circuito de barramento 112 e tipicamente limitada e uma corrente de saida I0 nao pode ser necessariamente aumentada, como requerido, pelo menos nao sem diminuir a voltagem de saida V0.
Na etapa 502, uma resistencia efetiva Rl de uma carga de impedancia variavel L e determinada. O termo Ci compreende um fator de conversao e uma voltagem de carga Vl em algumas formas de realizagao compreende uma voltagem de desvio de um sensor de desvio do medidor de fluxo vibratorio. Em algumas formas de realiza^ao, a resistencia efetiva Rl compreende:
Rl = C1Vl (3)
A resistencia efetiva Rl pode variar com ο tempo. Como previamente discutido, onde a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio, por exemplo, a impedancia pode variar de acordo com a vibraqao do conjunto de medidor de fluxo. A vibrayao pode variar durante a partida e pode tambem variar durante condi9oes adversas ou anormais de fluxo como gas em um fluxo de liquido (incluindo na forma de bolhas, fluxo estratificado, fluxo tampao, etc.) outros fluxos em miiltiplas fases, mudan^as na densidade do material fluido, etc. A resistencia efetiva Rl determinada pode assim compreender uma impedancia substancialmente instantanea ou pode compreender uma impedancia pelo menos parcialmente tomada em media.
Na etapa 503, a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sao fixadas. Considerando uma eficiencia de cem por cento, isto e, sem perda no controlador de energia de instrumento 120, entao a energia de saida P0 sera igual a energia de entrada Pi, onde energia P = V*I. Como um resultado, uma voltagem de saida V0 pode ser determinada de acordo com a formula:
V0=^V1IiRl (4)
Deve ser entendido que a energia de saida Po nao sera verdadeiramente igual a energia de entrada Pi, como alguma energia eletrica sera consumida pelo controlador de energia de instrumento.
Em algumas formas de realizaqao, a voltagem de saida V0
compreende:
Vo = C2V^TA (5)
Aqui, ο termo C2 compreende um fator de perda de energia nao ideal ou multiplicador de eficiencia (isto e, V0 < Vi). Equayoes 4 e 5 assim ativam uma voltagem de saida V0 a ser fixada de acordo com as condiqSes de opera9ao de uma carga L. Equates 4 e 5 ainda ativam a energia de saida a ser mantida em um nivel substancialmente constante, mesmo se uma resistencia efetiva Rl variar com ο tempo. Consequentemente, a voltagem de saida V0 pode ser reduzida enquanto aumentando a corrente de saida I0, e vice versa. Por exemplo, se uma resistencia efetiva Rl cair durante a opera9ao do medidor de fluxo vibratorio, a voltagem de saida V0 pode ser correspondentemente reduzida de modo que a corrente de saida I0 pode ser aumentada. Inversamente, se uma resistencia efetiva Rl aumentar, a corrente de saida I0 pode ser correspondentemente reduzida de modo que a voltagem de saida V0 pode ser aumentada.
Subsequentemente ο metodo circuita de volta a etapa 501 e controla iterativamente a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0. Figura 6 e um fluxograma 600 de um metodo para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida Io que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0 de acordo com uma forma de realiza^ao da invengao. Na etapa 601, a voltagem de entrada Vi e a corrente de entrada I1 sao determinadas como previamente discutido.
Na etapa 602, uma resistencia efetiva Rl e determinada, como previamente discutido.
Na etapa 603, se uma resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de operagSo normal pre-determinada, entao ο metodo faz um circuito de volta em si mesmo, e outra forma ο metodo prossegue para a etapa 604. A faixa de opera^ao normal pre-determinada corresponde a uma vibra?ao otima ou esperada do conjunto de medidor de fluxo 10 e uma amplitude vibracional otima ou esperada. A faixa de operaq;ao normal pre-determinada pode variar de acordo com um modelo de medidor de fluxo e de acordo com um material fluido. Se uma resistencia efetiva Rl estiver dentro da faixa de opera^ao normal pre-determinada, entao a carga L pode ser considerada como estando operando de modo satisfatorio e nenhuma outra aqao e tomada nesta itera^ao do circuito de controle. De outra forma, se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de opera?ao normal pre-determinada, entao a voltagem de saida V0 deve ser fixada (isto e, mudada). A compara?ao ira tipicamente falhar durante a partida ou durante algum modo de anomalia de fluxo, como gas arrastado no material fluido, por exemplo.
Na etapa 604, a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sao fixadas se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de operayao normal pre-determinada como previamente discutido.
Figura 7 mostra ο controlador de energia de instrumento 120 de acordo com uma forma de realiza^ao da inven^ao. Nesta forma de realizagao, ο controlador de energia de instrumento 120 inclui um controle de corrente de circuito 710, um conversor de voltagem de acionamento 715, um controlador 720, e a controle de corrente de acionamento 725. O controle de corrente de circuito 710 pode compreender um componente opcional (ver linhas tracejadas) e pode incluir ο mesmo em formas de realizagao, onde a corrente de entrada Ii e modulada a fim de comunicar os dados sobre as entradas 121. O conversor de voltagem de acionamento 715 e acoplado ao controlador 720 por uma linha 755 e e acoplado ao controle de corrente de circuito 710 por uma linha 751. O controle de corrente de circuito 710 e acoplado ao controlador 720 por uma linha 757, e acoplado ao controle de corrente de acionamento 725 por uma linha 754, e e acoplado ao conversor de voltagem de acionamento 715 pela linha 751. O controle de corrente de acionamento 725 e acoplado ao controlador 720 por uma linha 756. As linhas 751 e 754 ainda compreendem as entradas 121.
O controlador de energia de instrumento 120 nesta forma de realiza?ao e conectado a um sensor do medidor de fluxo 730. O sensor do medidor de fluxo 730 pode incluir ο conjunto medidor 10. Alem disso, ο sensor do medidor de fluxo 730 pode incluir a eletronica do medidor 20. O sensor do medidor de fluxo 730 e acoplado ao conversor de voltagem de acionamento 715 por uma linha 752, e acoplado ao controle da corrente de acionamento 725 por uma linha 753, e έ acoplado ao controlador 720 pelo trajeto de comunicagao 126. As linhas 752 e 753 ainda compreendem as saidas 122. O sensor do medidor de fluxo 730 recebe energia eletrica atraves das linhas 752 e 753. Um ou mais sinais de mediQao (uma caracteristica do sensor opcionalmente diferente) sao providos para ο controlador 720 via ο trajeto de comunica^ao 126. Por exemplo, a taxa de fluxo de massa e/ou a densidade podem ser providas para ο controlador 720 sobre ο trajeto de comunica^ao 126. O conversor de voltagem de acionamento 715 pode receber a voltagem de entrada Vi e pode gerar uma voltagem de saida V0 que e independente da voltagem de entrada Vi. A voltagem de saida V0 pode ser menor do que, igual a, ou maior do que uma voltagem de entrada V1. O conversor de voltagem de acionamento 715 pode criar uma voltagem de saida V0 que e maior do que uma a voltagem de entrada V1 provida pelo circuito de barramento 112 ou outra entrada de energia. O conversor de voltagem de acionamento 715 pode compreender um conversor de CC-CC, por exemplo. O conversor de voltagem de acionamento 715 pode converter a voltagem de entrada de CC V1 para uma forma de onda de CA, e escalonar a voltagem da forma de onda de CA, e entao converter a forma de onda de CA para uma voltagem de CC. Deste modo, a voltagem de saida V0 pode ser gerada para ser maior do que uma voltagem de entrada V1.
Em opera?ao, ο conversor de voltagem de acionamento 715 pode prover uma voltagem de saida V0 pre-determinada para ο sensor do medidor de fluxo 730. Alem disso, ο conversor de voltagem de acionamento 715 pode variar a voltagem de saida V0 sobre uma faixa de voltagem pre-definida, como uma faixa de voltagem IS especifica, por exemplo . A voltagem de saida V0 pode ser variada a fim de maximizar a corrente de saida I0 enquanto mantendo uma energia de saida substancialmente constante P0, como previamente discutido.
O controle da corrente do circuito 710 pode regular a quantidade de corrente de entrada Ii que e provida para ο sensor do medidor de fluxo 730. Consequentemente, ο controle da corrente do circuito 710 pode converter pelo menos parte de uma corrente de entrada I1 em uma corrente de saida I0. A corrente de saida I。pode ser menor do que ou igual a uma corrente de entrada Ii. Em algumas formas de realizaySo, a corrente de saida I0 pode mesmo ser maior do que a corrente de entrada I,. No entanto, em outras formas de realizagao, diferente de uma voltagem de saida V0, a corrente de saida I0 nao pode exceder a corrente de entrada I1.
O controlador 720 recebe informa^ao de realimentagao a partir do sensor do medidor de fluxo 730 via ο trajeto de comunicagao 126. A informa^ao de realimenta?ao pode incluir uma voltagem de carga VL, como previamente discutido. Alem disso, ο controlador 720 pode receber outra informa9ao, incluindo a frequencia de resposta, um retardo de tempo ou atraso de fase, entre os sinais do sensor de desvio, etc. A voltagem de carga Vl esta relacionada com uma amplitude de uma resposta vibracional no sensor do medidor de fluxo 730. A voltagem de carga Vl pode compreender uma voltagem de desvio em algumas formas de realizaqao. O controlador 720 e acoplado ao conversor de voltagem de acionamento 715 e para ο controle da corrente de circuito 710 e e configurado para variar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0.
O controlador 720 pode ser configurado para controlar ο conversor de voltagem de acionamento 715 e a corrente do circuito controle 710 a fim de gerar a energia de saida substancialmente constante P0 para ο sensor do medidor de fluxo 730 enquanto variando tanto a voltagem de saida V0 como a corrente de saida I0 com rela?ao a uma voltagem de carga Vl recebida do sensor do medidor de fluxo 730. Alternativamente, ο controlador 720 pode ser configurado para controlar ο conversor de voltagem de acionamento 715 e a corrente do circuito controle 710 a fim de aumentar a corrente de saida I0 e correspondentemente diminuir a voltagem de saida V0 a fim de manter a energia de saida substancialmente constante P0 se a voltagem de carga Vl estiver abaixo de um limiar operacional pre-determinado (isto e, se a impedancia efetiva Rl nao estiver dentro de uma faixa de opera^ao normal pre-determinada).
Claims (31)
1. Controlador de energia de instrumento (120) para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0, ο controlador de energia de instrumento (120) compreendendo entradas (121) para receber uma energia de entrada Pi, saidas (122) para prover a energia de saida substancialmente constante P0 para uma carga de impedancia variavel L, e um trajeto de comunica^ao (126) para receber uma voltagem de carga Vl a partir de uma carga L, com ο controlador de energia de instrumento (120) sendo caracterizado pelo fato de que: ο controlador de energia de instrumento (120) sendo configurado para determinar uma voltagem de entrada V1 e uma corrente de entrada I1, determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga L e configurar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada Ih e na resistencia efetiva Rl, com uma voltagem de saida V0 sendo substancialmente independente da voltagem de entrada V1 e com uma voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sendo variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
2. Controlador (120) de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 compreende uma voltagem de entrada substancialmente fixada V,.
3. Controlador (120) de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizado pelo fato de que a resistencia efetiva Rl compreende Rl= CiVl.
4. Controlador (120) de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado pelo fato de que uma voltagem de saida V0 compreende ^o=C2yJVlIlRi .
5. Controlador (120) de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada I1 respondem a um circuito de barramento padrao.
6. Controlador (120) de acordo com a reivindica^ao 1， caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada Ii respondem a um padrao intrinsecamente seguro (IS).
7. Controlador (120) de acordo com a reivindicayao 1, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio (5) e em que a carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo (103) do medidor de fluxo vibratorio (5).
8. Controlador (120) de acordo com a reivindica?ao 1， caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo Coriolis (5) e em que a carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo (103) do medidor de fluxo Coriolis (5).
9. Controlador (120) de acordo com a reivindicasao 1, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um densitometro vibratorio (5) e em que a carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo (103) do densitometro vibratorio (5).
10. Controlador (120) de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizado pelo fato de que ο controlador de energia de instrumento (120) e ainda configurado para determinar se uma resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de opera?ao normal pre-determinada e configurar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada I1, e na resistencia efetiva Rl se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de opera^ao normal pre-determinada.
11. Controlador (120) de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizado pelo fato de que ο controlador de energia de instrumento (120) ainda compreende: uma alimentagao de voltagem (510) configurada para fixar a voltagem de saida V。； e uma alimentagao de corrente (520) configurada para fixar a corrente de saida I0.
12. Controlador (120) de acordo com a reivindicagSo 1， caracterizado pelo fato de que ο controlador de energia de instrumento (120) ainda compreende: um conversor de voltagem de acionamento (615) configurado para fixar a voltagem de saida V0; uma fonte de corrente de acionamento (625) configurada para prover uma corrente de saida I。； e um controle (620) acoplado ao conversor de voltagem de acionamento (615), para uma carga L, e para ο controle da corrente de circuito (610), com ο controle (620) configurado para controlar ο conversor de voltagem de acionamento (615) e a fonte de corrente de acionamento (625) para gerar a energia de saida substancialmente constante P0 enquanto fixando tanto a voltagem de saida V0 como a corrente de saida I0.
13. Metodo de controle de energia eletrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0, ο metodo compreendendo determinar uma voltagem de entrada Vi e uma corrente de entrada I], como ο metodo sendo caracterizado pelo fato de: determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga de impedancia variavel L; e fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada Ii, e na resistencia efetiva Rl, com uma voltagem de saida V0 sendo substancialmente independente da voltagem de entrada Vi e com uma voltagem de saida V0 e a corrente de saida Io sendo variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
14. Metodo de acordo com a reivindicagao 13, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 compreende uma voltagem de entrada substancialmente fixada V1.
15. Metodo de acordo com a reivindica^So 13, caracterizado pelo fato de que a resistencia efetiva Rl compreende Rl = C|VL.
16. Metodo de acordo com a reivindica^ao 13, caracterizado pelo fato de que uma voltagem de saida V0 compreende V0= C2 ^Jvl I1 Rl .
17. Metodo de acordo com a reivindicaySo 13, caracterizado pelo fato de que voltagem de entrada Vi e a corrente de entrada I1 respondem a um circuito de barramento padrao.
18. Metodo de acordo com a reivindicaqao 13, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V] e a corrente de entrada I| respondem a um padrao intrinsecamente seguro (IS).
19. Metodo de acordo com a reivindica^ao 13, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo vibratorio.
20. Metodo de acordo com a reivindicagao 13，caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo Coriolis e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo Coriolis.
21. Metodo de acordo com a reivindicagao 13, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um densitometro vibratorio e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do densitometro vibratorio.
22. Metodo de acordo com a reivindicagao 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender: determinar se a resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de opera^ao normal pre-determinada; e fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada Vi, na corrente de entrada Ib e na resistencia efetiva Rl se uma resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de operagSo normal pre- determinada.
23. Metodo de controle de energia eletrica para prover de modo adaptativo uma voltagem de saida V0 e uma corrente de saida I0 que, juntas, mantem uma energia eletrica de saida substancialmente constante P0, ο metodo compreendendo determinar uma voltagem de entrada V1 e uma corrente de entrada Ih com ο metodo sendo caracterizado pelo fato de: determinar uma resistencia efetiva Rl de uma carga de impedancia variavel L; determinar se a resistencia efetiva Rl esta dentro de uma faixa de opera9ao normal pre-determinada; e fixar a voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 baseado na voltagem de entrada V1, na corrente de entrada I1, e na resistencia efetiva Rl se a resistencia efetiva Rl nao esta dentro da faixa de opera^So normal pre- determinada, com uma voltagem de saida V0 sendo substancialmente independente da voltagem de entrada V1 e com uma voltagem de saida V0 e a corrente de saida I0 sendo variadas de modo a maximizar uma energia de carga Pl sendo transferida para a carga de impedancia variavel L enquanto mantendo a energia eletrica de saida substancialmente constante P0.
24. Metodo de acordo com a reivindicagao 23, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 compreende uma voltagem de entrada substancialmente fixada V|.
25. Metodo de acordo com a reivindicaqao 23, caracterizado pelo fato de que a resistencia efetiva Rl compreende Rl = CiVl.
26. Metodo de acordo com a reivindicaqao 23, caracterizado pelo fato de que uma voltagem de saida V0 compreende V0 = C2-^ViIiRl .
27. Metodo de acordo com a reivindica^ao 23，caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada Ii respondem a um circuito de barramento padrao.
28. Metodo de acordo com a reivindicapao 23, caracterizado pelo fato de que a voltagem de entrada V1 e a corrente de entrada I1 respondem a um padrao intrinsecamente seguro (IS).
29. Metodo de acordo com a reivindica^So 23, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo vibratorio e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo vibratorio.
30. Metodo de acordo com a reivindicayao 23, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um medidor de fluxo Coriolis e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do medidor de fluxo Coriolis.
31. Metodo de acordo com a reivindica^ao 23, caracterizado pelo fato de que a carga L compreende um densitometro vibratorio e em que uma carga de voltagem Vl esta relacionada com uma amplitude vibracional de um ou mais condutos de fluxo do densitometro vibratorio.
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