BRPI0822971B1

BRPI0822971B1 - Métodos para otimizar a operação do processador, e, para adaptativamente otimizar a operação do processador em um sistema de processamento de um medidor de fluxo vibratório, o sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais

Info

Publication number: BRPI0822971B1
Application number: BRPI0822971-6A
Authority: BR
Inventors: B. Mcanally Craig; J Hays Paul
Original assignee: Micro Motion, Inc
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2023-08-22

Abstract

MÉTODOS PARA OTIMIZAR A OPERAÇÃO DO PROCESSADOR, E, - PARA ADAPTATIVAMENTE OTIMIZAR A OPERAÇÃO DO PROCESSADOR EM UM SISTEMA DE PROCESSAMENTO INCLUINDO UM OU MAIS FILTROS DIGITAIS Um método para otimizar a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais é provido de acordo com a invenção. O método inclui gerar coeficientes de filtro iniciais para o um ou mais filtros digitais do sistema de processamento, determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais para pelo menos um filtro digital de um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais. Abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento.

Description

Antecedentes da Invenção 1. Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um sistema de processamento, e mais particularmente, à otimização de operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais.

2. Descrição do Problema

Medidores de fluxo vibratório tipicamente incluem um sistema de processamento que opera um acionador para vibrar um conjunto de tubos de fluxo, receber sinais de sensor de desvio em resposta, processar os sinais de resposta de sensor de desvio, e se comunicar com dispositivos externos. O sistema de processamento processa os sinais de resposta de sensor de desvio a fim de gerar uma ou mais medições, tais como uma ou mais características de fluxo. A uma ou mais características de fluxo podem incluir uma frequência de vibração, uma diferença de fase ou diferença de tempo entre porções dianteiras e tardias de um tubo ou tubos de fluxo, taxa de fluxo de massa, densidade, viscosidade, pressão, e outros.

O sistema de processamento pode receber e digitalizar entradas analógicas. A digitalização pode requerer amostragem do(s) sinal(is) analógicos(s). O sistema de processamento executa em uma velocidade de relógio fixa e amostra os sinais de resposta de sensor de desvio em uma taxa de amostragem fixada. De acordo com o Teorema da Nyquist, a taxa de amostragem deve ser pelo menos duas vezes a frequência sendo amostrada.

Uma aplicação de sistema de processamento é um medidor de processamento recebe sinais vibracionais analógicos e determina a frequência e as características de fase dos sinais vibracionais, entre outras coisas. No passado, a taxa de amostragem foi configurada em uma frequência elevada o bastante para acomodar vários modelos de medidores de fluxo, incluindo medidores de fluxo de frequência baixa e medidores de fluxo de frequência elevada. Isso pode ser feito por razões econômicas, tal como para evitar a fabricação e o monitoramento de modelos múltiplos de eletrônica de medidor de fluxo. Tipicamente, a taxa de amostragem foi configurada a 2.000 Hertz (isto é, 2 kHz), onde a maioria dos medidores de fluxo vibratório operam em frequências bem abaixo de 1 kHz.

Na técnica anterior, velocidade de sistema de processamento não é geralmente importante. O sistema de processamento de técnica anterior é tipicamente escolhido para durabilidade e capacidade. Se o sistema de processamento tem uma velocidade de relógio elevada o bastante, o sistema de processamento estará apto a adequadamente processar as amostras de 2 kHz a fim de gerar a uma ou mais características de fluxo (e pode estar apto a efetuar processamento adicional e comunicações e funções de controle). Velocidade de relógio e taxa de amostragem da eletrônica de medidor de fluxo são geralmente configuradas para ampla aplicabilidade e portanto foram escolhidas para significantemente exceder as taxas de vibração de medidor de fluxo. Consumo de potência de sistema de processamento não foi uma preocupação na técnica anterior e portanto foi uma prática aceitável configurar uma generosa taxa de amostragem.

A desvantagem em usar uma elevada taxa de amostragem é que requer uma taxa de relógio de sistema de processamento elevada. A taxa de relógio elevada por sua vez força um consumo de potência mais elevado.

Em algumas aplicações, é desejado manter o consumo de potência tão baixo quanto possível. Consequentemente, o elevado consumo de potência pelo sistema de processamento é problemático.

Aspectos da Invenção

Em um aspecto da invenção, um método para otimização da operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais compreende: gerar coeficientes de filtro iniciais para o um ou mais filtros digitais; determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento.

Preferivelmente, o método ainda compreende uma etapa subsequente de programar os coeficientes de filtro no sistema de processamento.

Preferivelmente, o abandono ainda compreende abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais a partir de um ou mais filtros digitais pré- determinados.

Preferivelmente, um filtro digital do um ou mais filtros digitais inclui coeficientes de filtro não simétricos.

Preferivelmente, um filtro digital do um ou mais filtros digitais inclui coeficientes de filtro simétricos.

Preferivelmente, um filtro digital do um ou mais filtros digitais inclui coeficientes de filtro simétricos e em que coeficientes de filtro simétricos são abandonados individualmente ou em pares.

Preferivelmente, o método ainda compreende comparar uma ou mais medições de sistema de processamento a um limiar de uso de potência pré-determinado durante operação, se a uma ou mais medições de sistema de processamento excede o limiar de uso de potência pré-determinado, então determinar um ou mais coeficientes de filtro operacionais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados, e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais reduz um número total de coeficientes de filtro operacionais a serem usados pelo sistema de processamento durante pelo menos uma iteração de processamento do circuito principal de corrente.

Em um aspecto da invenção, um método para otimizar adaptativamente a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais compreende: comparar uma ou mais medições de sistema de processamento a um limiar de uso de potência pré-determinado durante operação; se a uma ou mais medições de sistema de processamento exceder o limiar de uso de potência pré-determinado, então determinar um ou mais coeficientes de filtro para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento.

Preferivelmente, o abandono ainda compreende abandonar um ou mais coeficientes de filtro de um ou mais filtros digitais pré-determinados.

Preferivelmente, o método ainda compreende realizar iterativamente as etapas de comparação, determinação, e processamento.

Preferivelmente, o método ainda compreende determinar um número de coeficientes de filtro operacionais a serem abandonados baseados em uma quantidade pela qual a uma ou mais medições de sistema de processamento excede o limiar de uso de potência pré-determinado.

Preferivelmente, o método ainda compreende as etapas preliminares de gerar coeficientes de filtro iniciais para o um ou mais filtros digitais, determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados, e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz o número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento.

Em um aspecto da invenção, um método para otimizar a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais compreende: gerar coeficientes de filtro para o um ou mais filtros digitais; determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais e um ou mais coeficientes de filtro operacionais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais que podem ser abandonados; abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, onde abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento; programar os coeficientes de filtro no sistema de processamento; comparar uma ou mais medições de sistema de processamento a um limiar de uso de potência pré-determinado durante operação; e se a uma ou mais medições de sistema de processamento exceder o limiar de uso de potência pré-determinado, então abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro ainda reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento.

Preferivelmente, o método ainda compreende realizar iterativamente as etapas de comparar e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais.

Descrição dos Desenhos

O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos. Deve ser entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala. FIG. 1 mostra um sistema de processamento de acordo com uma forma de realização da invenção. FIG. 2 é um fluxograma de um método para otimização da operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais de acordo com uma forma de realização da invenção. FIG. 3 mostra uma resposta de filtro para um filtro digital Hilbert padrão formado com cento e cinquenta coeficientes de filtro. FIG. 4 mostra o filtro de FIG. 3 onde alguns dos coeficientes de filtro foram abandonados de acordo com uma forma de realização da invenção. FIG. 5 mostra o sistema de processamento após que os coeficientes de filtro foram abandonados de acordo com uma forma de realização da invenção. FIG. 6 é um fluxograma de um método para otimizar adaptativamente a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais de acordo com uma forma de realização da invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

FIGS. 1-6 e a seguinte descrição descrevem exemplos específicos para ensinar aqueles versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Para o propósito de ensinar princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na arte apreciarão variações destes exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na arte apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de vários modos para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.

FIG. 1 mostra um sistema de processamento 103 de acordo com uma forma de realização da invenção. O sistema de processamento 103 pode incluir uma interface 101. O sistema de processamento 103 recebe sinais de sensor a partir de um sensor de alguma maneira. Por exemplo, em uma forma de realização o sensor compreende um conjunto de medidor de fluxo vibratório incluindo sinais de sensor de desvio/velocidade que percebem uma resposta vibracional de um conjunto de medidor de fluxo e geram sinais de resposta vibracional analógicos correspondentes. O sistema de processamento 103 processa os sinais de sensor a fim de obter uma ou mais medições de sistema de processamento, tais como características de fluxo 112 de um material de fluxo fluindo através de um conjunto de medidor de fluxo, por exemplo. Consequentemente, o sistema de processamento 103 pode determinar uma ou mais dentre uma diferença de fase, uma frequência, uma diferença de tempo (Δt), uma densidade, uma taxa de fluxo de massa, uma viscosidade, e uma taxa de fluxo de volume a partir dos sinais de sensor de um conjunto de medidor de fluxo, por exemplo.

O sistema de processamento 103 pode compreender um computador de fins gerais, um sistema de microprocessamento, um circuito lógico, ou algum outro dispositivo de fins gerais ou de processamento personalizado. O sistema de processamento 103 pode ser distribuído entre dispositivos de processamento múltiplo. O sistema de processamento 103 pode incluir qualquer maneira de meio de armazenamento eletrônico integrante ou independente, tal como o sistema de armazenamento 104.

O sistema de armazenamento 104 pode armazenar parâmetros e dados, rotinas de software, valores constantes, e valores variáveis. Em adição, o sistema de armazenamento 104 pode armazenar um ou mais filtros digitais que são empregados pela rotina de processamento 110, em que um filtro digital inclui uma série de coeficientes.

Na forma de realização mostrada, o sistema de armazenamento 104 armazena um primeiro filtro digital A 120, um segundo filtro digital B 121, um terceiro filtro digital C 122, e um quarto filtro digital D 123. As configurações de filtro são dadas meramente para ilustração. Deve ser entendido que o sistema de processamento 103 pode incluir qualquer número necessário e tipo de filtros digitais.

Os filtros digitais podem compreender qualquer modo de filtros digitais, incluindo filtros de resposta de impulso finito (FIR) e de resposta de impulso infinito (IIR). Os filtros digitais podem compreender filtros passa- baixo, passa-banda e passa-alto. Os filtros digitais podem realizar a filtragem, deslocamento de fase, e funções de janela, entre outras coisas. Outros tipos de filtro e uso de filtro são contemplados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

Um filtro digital pode ser usado para eliminar frequências fora de uma banda de frequência de interesse, tais como através do uso de qualquer variedade de filtro passa-baixo, passa-banda e passa-alto.

Um filtro digital pode ser usado para dizimação, em que alguns exemplos são eliminados a fim de reduzir a taxa de amostragem. Dizimação pode ser usada para variar o número de bandas de frequência a serem processadas, por exemplo.

Um filtro digital pode ser usado para deslocamento de fase uma forma de onda de sinal digital, tal como através do uso de uma transformada de Hilbert ou filtro de Hilbert. A transformada ou filtro de Hilbert pode deslocar em fase a forma de onda de entrada por noventa graus, por exemplo. O deslocamento de fase pode ser usado para determinar a uma ou mais características de fluxo.

Um filtro digital pode ser usado para colocação em janela, em que freqüências fora de uma janela são eliminadas. Colocação em janela pode ser efetuada após um estágio de processamento, tal como cortar as caudas geradas por processamento de Fourier.

Em algumas formas de realização, uma medição pode ser derivada de um deslocamento de fase de um ou mais sinais recebidos. Isto reduz com vantagem o tempo de processamento requerido.

Um filtro digital inclui um conjunto ou uma cadeia de coeficientes que correspondem a e são aplicadas contra a forma de onda digitalmente amostrada de interesse. O filtro é projetado com base na saída desejada a ser obtida a partir da forma de onda de entrada. Quando a forma de onda de entrada digital é filtrada usando os coeficientes do filtro digital, o processo de filtragem passa pelo menos uma porção das frequências ou bandas de frequência de interesse, enquanto rejeitando as frequências ou bandas de frequência não desejadas.

As séries de coeficientes de filtro podem ser simétricas. Por exemplo, o primeiro e último coeficientes (Ai e A100) do primeiro filtro digital A 120 podem ser os mesmos, o segundo e penúltimo coeficientes (A2 e A99) podem ser os mesmos, e assim por diante.

As séries de coeficientes podem ser não simétricas. Cada coeficiente pode ser único, tal como mostrado no segundo filtro digital B 121.

O número de coeficientes de filtro pode depender de vários fatores. Por exemplo, o número de coeficientes de filtro pode ser escolhido de acordo com a amplitude de frequência da forma de onda de entrada, a amplitude de frequência do resultado filtrado (isto é, a largura da função de transferência de filtro), o formato desejado da função de transferência de filtro, a severidade ou a rolagem da função de transferência, etc.

O desempenho de filtro pode geralmente ser melhorado e/ou a função da transformada pode ser formada em um formato mais complexo se um número maior de coeficientes de filtro forem empregados. No entanto, o número aumentado de multiplicações (ou outras operações de filtragem) necessárias pelo maior número de coeficientes aumentará o tempo de processamento requerido. Consequentemente, a resolução desejada e precisão requer uma combinação entre discriminação da frequência contra tempo de processamento.

Além disso, o sistema de processamento 103 pode implementar filtros digitais múltiplos. Processar a forma de onda de entrada através de filtros digitais múltiplos em uma repetição simples pode consumir tempo de processamento considerável.

Uma taxa de amostragem elevada conduz a um grande número de operações de filtragem. Um grande número de operações de filtragem subsequentemente causa um tempo de circuito indesejavelmente longo e consequentemente uma resposta mais lenta pelo sistema de processamento 103. No entanto, a frequência de amostragem pode ser limitada se o instrumento acoplado ao sistema de processamento 103, tal como um medidor de fluxo provendo uma frequência vibracional, é baixa o bastante que a frequência de amostragem pode ser reduzida e ainda satisfazem os critérios de Nyquist.

Um tempo de circuito grande pode prevenir o processamento de todas as amostras de entrada. Além disso, um tempo de circuito grande resultará em um nível elevado de consumo de potência pelo sistema de processamento 103. Se o sistema de processamento 103 toma muito tempo de processamento por repetição do circuito principal, outras computações e/ou rotinas de processamento podem ser afetadas. O resultado final pode ser um resultado não preciso e indesejável e ainda re-inicialização ou paralisação do sistema de processamento 103.

FIG. 2 é um fluxograma 200 de um método para otimizar a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais de acordo com uma forma de realização da invenção. O método pode ser empregado para otimizar tempo de resposta. O método pode ser empregado para otimizar consumo de potência. Em etapa 201, um ou mais filtros digitais são gerados para uso com o sistema de processamento, incluindo coeficientes de filtro iniciais.

Em etapa 202, um ou mais coeficientes de filtro iniciais de pelo menos um filtro digital são determinados a serem abandonáveis. O um ou mais coeficientes de filtro iniciais são determinados para estarem aptos a serem abandonados sem afetar de forma inaceitável a operação de filtragem. Abandonar os coeficientes de filtro resultará em um aumento em ruído na saída de filtro. Abandonar coeficientes de filtro resultará em uma diminuição em largura de banda de processador. Como uma consequência, o abandono de coeficiente é uma combinação de troca entre velocidade de processamento e consumo de potência contra ruído e largura de banda de processador.

O um ou mais coeficientes de filtro iniciais podem compreender coeficientes de qualquer um dos filtros digitais do sistema de processamento. O um ou mais coeficientes de filtro iniciais podem ser marcados a partir de filtros pré-determinados.

Em etapa 203, o um ou mais coeficientes de filtro iniciais identificados são abandonados a partir dos respectivos filtros. Abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento. O um ou mais coeficientes de filtro iniciais podem ser portanto removidos de um ou mais filtros digitais. Em algumas formas de realização, coeficientes abandonados são abandonados de qualquer uma (ou em ambas) extremidades de uma cadeia de coeficientes completando o filtro digital. No entanto, os coeficientes abandonados de filtro podem ocorrer em qualquer lugar em uma cadeia de coeficientes de filtro. Os coeficientes de filtro iniciais restantes são programados no sistema de processamento.

FIG. 3 mostra uma resposta de filtro para um filtro digital Hilbert padrão formado com cento e cinquenta coeficientes de filtro. Nessa figura, a resposta de filtro é conformada e determinada por cento e cinquenta coeficientes de filtro completos. Aumentar o número de coeficientes pode aumentar a taxa de rolagem de sinais em direção a qualquer extremidade do filtro envelope e pode mudar o formato da resposta de frequência. Como uma consequência, aumentar o número de coeficientes de filtro pode melhorar o resultado de filtragem à custa de um tempo de processamento aumentado.

FIG. 4 mostra o filtro de FIG. 3 onde alguns dos coeficientes de filtro foram abandonados de acordo com uma forma de realização da invenção. Nesse exemplo, trinta coeficientes foram abandonados. Pode ser visto que o efeito é confinado às extremidades esquerda e direita da função de transferência de filtro e a região de centro da função de transferência de filtro é relativamente plana e não mudada. Mudanças para a região de centro pode ter alguns efeitos no resultado de extremidade da operação de filtragem. Em contraste, abandonar coeficientes nas extremidades do filtro afeta principalmente a resposta de filtro na periferia e portanto tem um efeito mínimo no sinal desejado.

O um ou mais coeficientes de filtro podem incluir dois ou mais coeficientes abandonados a partir de um filtro digital único. Por exemplo, onde um filtro digital compreende coeficientes simétricos ou parcialmente simétricos, um par de coeficientes pode ser abandonado. Além disso, mesmo onde um filtro digital não tem coeficientes simétricos, coeficientes de filtro múltiplos podem ser abandonados, tal como um número de coeficientes adjacentes na extremidade de um filtro.

O aspecto negativo de abandonar coeficientes de filtro pode ser uma queda na repetibilidade no resultado filtrado devido ao ruído aumentado. Isso não é conhecido, entretanto, e se um número mínimo for abandonado, isto pode não ter qualquer efeito na filtragem da forma de onda vibracional.

Referindo-se novamente à FIG. 2, em etapa 204, o um ou mais filtros digitais são programados em uma eletrônica apropriada, tal como os filtros digitais 120-123 no sistema de processamento 103 mostrado em FIG. 1. Por exemplo, o um ou mais filtros digitais são programados no sistema de armazenamento 104. O um ou mais filtros digitais 120-123 podem agora ser usados pela rotina de processamento 110. Deve ser entendido que os filtros digitais podem ser armazenados de qualquer maneira, incluindo em memória de sistema de processamento fixada à placa, como mostrado. Altemativamente, os filtros digitais podem ser armazenados em qualquer modo de armazenamento externo acoplado ao sistema de processamento 103.

FIG. 5 mostra o sistema de processamento 103 após coeficientes de filtro terem sido abandonados de acordo com uma forma de realização da invenção. A figura mostra vários exemplos de abandono de coeficientes de filtro quando comparando com o sistema de processamento 103 de FIG. 1.

O primeiro filtro digital A 120 não foi mudado. O segundo filtro digital B 121 teve um último coeficiente de filtro, coeficiente B50, abandonado a partir do filtro. O terceiro filtro digital C 122 tem primeiro e último coeficientes de filtro Ci e Cioo abandonados a partir do filtro. O quarto filtro digital D 123 tem os dois primeiros coeficientes Ü! e D2 e os últimos dois coeficientes D99 e Dioo abandonados a partir do filtro. Cada um dos filtros afetados irá, como uma conseqüência, requerer menos operações de filtragem.

FIG. 6 é um fluxograma 600 de um método para adaptativamente otimizar a operação do processador em um sistema de processamento incluindo um ou mais filtros digitais de acordo com a invenção. Como previamente discutido, coeficientes de filtro podem ser abandonados a fim de acelerar um tempo de resposta do sistema de processamento e/ou a fim de reduzir consumo de potência. Em etapa 601, o um ou mais filtros digitais são gerados para uso no sistema de processamento, como previamente discutido.

Em etapa 602, um ou mais coeficientes de filtro de pelo menos um filtro digital são determinados como sendo abandonáveis, como previamente discutido. Os coeficientes de filtro a serem abandonados podem compreender coeficientes de filtro iniciais, coeficientes de filtro operacionais, ou ambos os coeficientes de filtro iniciais e operacionais. Os coeficientes de filtro iniciais são para serem abandonados antes de programar o sistema de processamento e os coeficientes de filtro operacionais são para serem temporariamente ou permanentemente abandonados durante operação do sistema de processamento.

Em etapa 603, o um ou mais filtros digitais são programados no sistema de processamento. Os coeficientes de filtro operacionais abandonáveis podem ser ainda incluídos nos filtros digitais e podem compreender uma designação de coeficientes de filtro a serem adaptativamente abandonados durante operação ou em algum ponto no futuro.

Altemativamente, uma primeira (inicial) porção dos coeficientes de filtro abandonáveis projetados pode ser abandonada antes de programar a eletrônica e uma segunda (operacional) porção pode ser adaptativamente abandonada durante a operação. Consequentemente, este fluxograma poderia ser modificado para incluir etapa 203 de FIG. 2 antes de etapa 603 desta figura.

Em etapa 604, operação de sistema de processamento é iniciada.

Em etapa 605, condições operacionais são monitoradas pelo sistema de processamento. Se ocorrer uma mudança operacional, tal como uma mudança em uma ou mais medições de sistema de processamento, então o método procede a etapa 606. De outra forma, se operação está dentro de limites normais (ver abaixo), então o método retoma para etapa 605 e monitora para uma mudança em condições operacionais.

O monitoramento pode incluir comparar a uma ou mais medições de sistema de processamento para um limiar operacional pré-determinado, em que o limiar operacional pré-determinado reflete ou refere-se a um nível de uso de potência elétrica indesejável. O limiar operacional pré-determinado pode compreender um limiar fixado ou dinâmico e pode ser ligado a ou controlado por variáveis internas no sistema de processamento.

Em algumas formas de realização de medidor de fluxo vibratório, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um limiar de diferença de tempo (Δt). A diferença de tempo (Δt) compreende uma diferença de tempo em sinais a partir de sensores de desvio e portanto entre porções de condução de atraso de um conduto de fluxo do medidor de fluxo vibratório. Consequentemente, se a diferença de tempo (Δt) toma-se muito grande, então a amplitude vibracional sendo gerada pelo medidor de fluxo vibratório tomou-se excessiva e provavelmente irá requerer um elevado nível de consumo de potência. O consumo de potência pode consequentemente ser reduzido de alguma forma abandonando alguns dos coeficientes de filtro, temporariamente ou durante um período de tempo indefinido. Em algumas formas de realização, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um desvio padrão da diferença de tempo (Δt) a partir de um valor pré-determinado.

Em algumas formas de realização de medidor de fluxo vibratório, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um limiar de frequência (f). A frequência (f) compreende uma resposta de frequência recebida a partir de um sensor(es) de desvio. Consequentemente, se a frequência (f) cai fora de uma faixa normal ou esperada, então a operação do medidor de fluxo vibratório tomou-se anormal e provavelmente irá requerer um elevado nível de consumo de potência. Em algumas formas de realização, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um desvio padrão da frequência (f) a partir de um valor pré-determinado.

Em algumas formas de realização de medidor de fluxo vibratório, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um limiar de diferença de fase (Δ0). A diferença de fase (Δθ) compreende uma diferença de fase nos sinais de resposta vibracional recebidos a partir dos sensores de desvio do medidor de fluxo vibratório. Consequentemente, se a diferença de fase (Δθ) cai fora de uma faixa normal ou esperada, então a operação do medidor de fluxo vibratório tomou-se anormal e provavelmente irá requerer um elevado nível de consumo de potência. Em algumas formas de realização, o limiar operacional pré-determinado pode compreender um desvio padrão da diferença de fase (Δθ) a partir de um valor pré-determinado.

Em etapa 606, devido ao sistema de processamento ter determinado que a uma ou mais medições de sistema de processamento se desviou além de uma faixa operacional normal, então os coeficientes de filtro operacionais abandonáveis previamente indicados são abandonados. O abandono pode ocorrer para qualquer período de tempo desejado, incluindo indefinidamente. Por exemplo, o abandono pode ocorrer para uma ou mais iterações de circuitos principais do sistema de processamento. No entanto, outros períodos de tempo são contemplados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

Em etapa 607, o método pode ainda determinar se coeficientes de filtro operacionais adicionais devem ser abandonados (onde alguns coeficientes de filtro operacionais já foram abandonados). O método determina o número de coeficientes de filtro operacionais a serem abandonados baseados em uma quantidade pela qual a uma ou mais medições de sistema de processamento excede o limiar de uso de potência pré-determinado. Essa etapa pode avaliar a severidade do consumo de potência e pode determinar um nível graduado de abandono de coeficiente operacional. Por exemplo, se coeficientes previamente abandonados de filtro operacionais não tiveram efeito suficiente, então o método pode abandonar coeficientes de filtro operacionais adicionais conforme necessário. Se mais se destinam a serem abandonados, então o método pode retomar à etapa 606 e abandonar coeficientes operacionais adicionais. Dessa maneira, os coeficientes de filtro operacionais podem ser abandonados de maneira gradativa a fim de evitar impacto desnecessário em operações de filtragem. Se não mais coeficientes de filtro operacionais se destinam a serem abandonados, então o método ramifica de volta à etapa 605 e continua a monitorar mudanças operacionais.

Em algumas formas de realização, um usuário pode participar em escolher coeficientes de filtro iniciais e/ou operacionais a serem abandonados. Abandonar coeficientes de filtro possibilitará a um usuário significantemente 5 aumentar uma velocidade de resposta de um sistema de processamento e o instrumento associado ou medidor. Por exemplo, um usuário pode especificar os coeficientes de filtro operacionais abandonáveis. O instrumento associado pode operar normalmente sob certas condições. Sob condições adversas ou anormais, que podem ser especificadas pelo usuário, o sistema de processamento pode abandonar um número pré-determinado de coeficientes de filtro e aumentar a velocidade de resposta, no custo de mais ruído. Isso concede ao usuário controle aumentado e maior flexibilidade operacional. Isso permite ao usuário determinar o tempo de resposta ótimo e/ou potência contra um ruído aceitável e/ou largura de banda de processador para uma aplicação particular.

Isso pode ser conseguido sem comutar entre múltiplos filtros dento do sistema de processamento ou instrumento.

Claims

1. Método para otimizar a operação do processador em um sistema de processamento (103) de um medido de fluxo vibratório, o sistema de processamento (103) incluindo um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123), o método caracterizado pelo fato de compreender: gerar coeficientes de filtro iniciais para o um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123); determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) que podem ser abandonados com base no desempenho do filtro e tempo de processamento; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, onde abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento (103); programar os coeficientes de filtro remanescentes no sistema de processamento (103) antes da operação do processador; e comparar uma ou mais medições de sistema de processamento (103) a um limiar de uso de potência compreendendo um limiar de parâmetro de sinal de resposta vibracional compreendendo um de um limiar de diferença de tempo, um limiar de frequência e um limiar de diferença de fase.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, com o abandono, ainda compreender abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais a partir de um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) predeterminados.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro não simétricos.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos e em que coeficientes de filtro simétricos são abandonados individualmente ou em pares.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: com a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) compreendendo as medições geradas pelo sistema de processamento (103) a partir de um ou mais sinais de resposta vibracional do medidor de fluxo vibratório; se a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) exceder o limiar de uso de potência predeterminado, então determinar um ou mais coeficientes de filtro operacionais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) que podem ser abandonados; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais reduz um número total de coeficientes de filtro operacionais a serem usados pelo sistema de processamento (103) durante pelo menos uma iteração de processamento do circuito principal de corrente.

7. Método para adaptativamente otimizar a operação do processador em um sistema de processamento (103) de um medidor de fluxo vibratório, o sistema de processamento (103) incluindo um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123), o método caracterizado pelo fato de compreender: comparar uma ou mais medições de sistema de processamento (103) a um limiar de uso de potência predeterminado durante operação, com a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) compreendendo as medições geradas pelo sistema de processamento (103) a partir de um ou mais sinais de resposta vibracional do medidor de fluxo vibratório; se a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) exceder o limiar de uso de potência predeterminado, então determinar um ou mais coeficientes de filtro para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) que podem ser abandonados; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento (103); em que o limiar de uso de potência predeterminado compreende um limiar de parâmetro de sinal de resposta vibracional compreendendo um de um limiar de diferença de tempo, um limiar de frequência e um limiar de diferença de fase.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de, com o abandono, ainda compreender abandonar um ou mais coeficientes de filtro a partir de um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) predeterminados.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de realizar iterativamente as etapas de comparação, determinação, e processamento.

10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro não simétricos.

11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos.

12. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos e em que coeficientes de filtro simétricos são abandonados individualmente ou em pares.

13. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de ainda compreender determinar um número de coeficientes de filtro operacionais a serem abandonados com base em uma quantidade pela qual a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) excedem o limiar de uso de potência predeterminado.

14. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa preliminar de: gerar coeficientes de filtro iniciais para o um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123); determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais para pelo menos um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) que podem ser abandonados; e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, onde abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz o número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento (103); e programar os coeficientes de filtro remanescentes no sistema de processamento (103).

15. Método para otimizar a operação do processador em um sistema de processamento (103) de um medidor de fluxo vibratório, o sistema de processamento (103) incluindo um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123), o método caracterizado pelo fato de compreender: gerar coeficientes de filtro para o um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123); determinar um ou mais coeficientes de filtro iniciais e um ou mais coeficientes de filtro operacionais para um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) que podem ser abandonados; abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais, onde abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento (103); programar os coeficientes de filtro remanescentes no sistema de processamento (103); comparar uma ou mais medições de sistema de processamento (103) a um limiar de uso de potência predeterminado durante operação; e se a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) exceder o limiar de uso de potência predeterminado durante operação, então abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais, em que abandonar o um ou mais coeficientes de filtro ainda reduz um número total de coeficientes de filtro a serem usados pelo sistema de processamento (103); e em que a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) compreende um parâmetro de resposta vibracional de um sinal de resposta vibracional do medidor de fluxo vibratório e o limiar de uso de potência predeterminado compreende um parâmetro de sinal de resposta vibracional durante operação, o limiar de parâmetro de sinal de resposta vibracional compreendendo um limiar de parâmetro de sinal de resposta vibracional compreendendo um de um limiar de diferença de tempo, um limiar de frequência e um limiar de diferença de fase.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de, com o abandono, ainda compreender abandonar o um ou mais coeficientes de filtro iniciais a partir de um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) predeterminados.

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro não simétricos.

18. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos.

19. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um filtro digital do um ou mais filtros digitais (120, 121, 122 e 123) inclui coeficientes de filtro simétricos e em que coeficientes de filtro simétricos são abandonados individualmente ou em pares.

20. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de realizar iterativamente as etapas de comparar e abandonar o um ou mais coeficientes de filtro operacionais.

21. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender determinar um número de coeficientes de filtro operacionais a serem abandonados com base em uma quantidade pela qual a uma ou mais medições de sistema de processamento (103) excede o limiar de uso de potência predeterminado.