CN100371687C - 一种测量装置的操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种测量装置的操作方法，其中该测量装置设有多种诊断功能。按照本发明这样实现一个用于执行诊断功能的过程控制，使测量装置的正常测量操作中断，在正常测量操作中断期间执行第一诊断功能，在执行第一诊断功能以后再进行正常测量操作，所述测量装置的正常测量操作再被中断而在正常测量操作中断期间执行第二诊断功能。通过这种方法可以将许多诊断功能简单且有效地集成在测量装置、如磁感应式流量测量装置的操作里面。

Description

一种测量装置的操作方法
技术领域
本发明涉及一种测量装置的操作方法，其中该测量装置具有多种诊断功能。
背景技术
由现有技术已知测量装置，如磁感应式测量装置，它们具有不同的诊断功能。通过这些诊断功能能够检验测量装置的操作，以便改善其可靠性。在此一方面已知对测量操作没有影响的诊断功能，另一方面这种干扰正常测量操作的诊断功能只能在断开测量操作时才能进行。
发明内容
本发明的目的是，提供一种测量装置的操作方法，通过它能够方便且有效地实现上述诊断功能。
由上面所述的测量装置的操作方法由此实现上述目的，实现一个用于执行诊断功能的过程控制，所述测量装置的正常测量操作被中断，在中断正常测量操作期间执行第一诊断功能，在执行第一诊断功能以后再进行正常的测量操作，测量装置的正常测量操作再被中断并在中断正常测量操作期间执行第二诊断功能。
本发明的原理是，所述测量装置的操作为了执行诊断功能置于一个过程控制，即，中断正常测量操作并在这些中断里面先后执行相互间不同的诊断功能。对于按照本发明的过程控制的相应结构可以保证，不同的诊断功能不相互干扰或影响并且正常的测量操作通过诊断功能不在较大程度上产生不利影响。
按照本发明的一个优选的设计方案尤其规定，所述正常测量操作在执行第二诊断功能之后再进行，所述测量装置的正常测量操作再中断并在中断正常测量操作期间执行第一诊断功能或第三诊断功能。不同的诊断功能也可以按照不同的时间重复进行，使得总体上从原则上可以将任意数量的诊断功能组合进按照本发明的过程控制。
所述诊断功能的重复在原则上是任意的，即尤其不必是周期的。但是如果周期地重复执行诊断功能，在原则上可以通过同一频率重复所有的诊断功能。通过这种方法尤其可以经常重复重要的诊断功能。在此一方面可以规定，预调整诊断功能的重复频率。另一方面也可以由测量装置的使用者调整诊断功能的重复频率。
原则上正常测量操作的各中断持续时间对于所有诊断功能是相同的。但是按照本发明的一个优选设计方案规定，正常测量操作的各中断持续时间根据所执行的诊断功能的形式进行控制。即，正常测量操作的中断不必对于所有诊断功能一样长，因此例如一个非常迅速执行的诊断功能也只伴随一个非常短的正常测量操作中断。尤其是按照本发明的一个优选的设计方案规定，正常测量操作的各中断持续时间控制在10至200ms范围里面。此外按照本发明的一个优选的设计方案规定，正常测量操作的两个中断之间的时间间隔控制在1至100s范围。
在正常测量操作中断期间原则上可以规定，不输出测量值。但是按照本发明的一个优选的设计方案规定，在正常测量操作中断期间最后获得的测量值作为测量值输出。对此也可以选择按照本发明的一个优选的设计方案规定，在正常测量操作中断期间实现一个辅助测量操作，在其范围内获得并输出一个具有较低精度的测量值。
对于这个辅助测量操作例如可以规定，一个更小功率的自身测量操作供使用，这将产生更微小的信号并因此产生更差的信号-噪声比。另一方面在与其并联执行诊断功能的辅助测量操作期间可能导致通过诊断功能影响测量值。
尤其是与此相关地按照本发明的一个优选的设计方案规定，一个辅助测量操作的导入在正常测量操作中断期间根据诊断功能的形式进行控制。本方法的这种结构考虑到，某些诊断功能由于其与测量装置的交替作用可能排除测量操作的那个形式并由此也可能排除一个辅助测量操作。但是为了在正常测量操作中断期间不必完全放弃辅助测量操作，对于这种原则上允许一个测量操作的诊断功能任意启动一个辅助测量操作。
各诊断功能的结果、即在此所获得的数值可以直接输出。但是按照本发明的一个优选的设计方案规定，在时间上平均各诊断功能的结果。通过这种方法只需较短地中断正常测量操作，并且提高所获得的诊断值的可靠性。
最后按照本发明的一个优选的设计方案规定，整个过程控制总体上周期重复地进行。另外整个过程控制、即所有诊断功能是可以关闭的，其中也可以规定，只个别诊断功能关闭。这一点一方面可以由使用者本身、通常直接在测量装置上或通过一个控制输入电地通过一个传导系统实现。
按照本发明的一个优选的设计方案规定，上述方法的应用尤其用于磁感应式流量测量装置。磁感应式流量测量装置由现有技术已经熟知并通常具有一个由通流介质通流的测量管、两个沿着一个至少基本垂直于测量管轴线延伸的连接线设置的测量电极和一个产生至少基本垂直于测量管轴线且垂直于测量电极连接线延伸的磁场的磁线圈。为了确定通流介质通过测量管的流量分支出一个相对于基准电位的电压分别施加在一个或两个测量电极上。
磁感应式流量测量方法的原理基于电动力学感应。按照法拉第感应理论在一个干扰的介质中产生一个垂直于通流方向且垂直于磁场的电场强度，介质使电荷载体一起移动并穿过磁场。在磁场内部每个穿过磁场运动的且具有一定数量电荷载体的通流介质的体积元素通过在这个体积元素中产生的场强提供一个在测量电极上分支的测量电压。
在实际的流量测量操作中对于一个磁感应式流量测量装置磁场一般在时间上交替地转换。为此已知不同的工作方式，如利用一个交变场或一个接通的直流场。也可以使用一个脉冲式直流场，该直流场由此获得，磁的磁线圈只周期地以一个时间上矩形的、总是具有相同极性的电流供电。但是优选一个磁场电流周期换极的方法，因为磁场极性的改变可以抑制干扰参数，如电化学的干扰参数。
对于磁感应式流量测量装置也可能出现许多干扰，它们可能对可靠的测量操作产生负面影响。作为示例要列举的是，在与流动介质处于电解传导接触的电极上可能沉淀介质淀积物，由此使所敷设的电极产生错误的测量结果。
对于这种磁感应式流量测量装置可以置于一个如上所述的按照本发明的过程控制的诊断功能，而且具有下列功能：通过一个在磁感应式流量测量装置电极上的测试电流测量电极阻抗、通过有针对性地改变磁场电流检验线性度、对正常的电极信号增加一个已知的测试信号用于监控前置放大或/和A/D转换和产生一个非均匀的磁场。对此要指出，例如通过一个相互对置的、反向通流的磁线圈可以产生一个非均匀的磁场。
在按照本发明的过程控制用于一个磁感应式流量测量装置时关于时间上的控制按照本发明的一个优选设计方案尤其规定，这样控制磁感应式流量测量装置的正常测量操作的两个中断之间的时间间隔，使该时间间隔等于磁场半周期长度的数倍。
附图说明
具体地说存在多种可能设计和改进按照本发明的方法。为此请参照在权利要求1中的权利要求以及下面的借助于附图对本发明的一个优选实施例的描述。在附图中：
图1简示出一个按照本发明的优选实施例的过程控制和
图2简示出一个磁感应式流量测量装置，它以一个按照本发明的优选实施例的过程控制操作。
具体实施方式
在图1中一方面简示出正常测量操作M的控制，另一方面简示出四个不同诊断功能D1，D2，D3和D4。所述正常测量操作有规则地中断，其中在正常测量操作中断时先后执行各诊断功能。在此示出，所述诊断功能都以相同的频率重复并且正常测量操作的各中断对于各诊断功能总是一样长。但是如上所述，这一点不是必需的，而是一方面重复频率对于各诊断功能可以是不同的，另一方面正常测量操作的中断持续时间对于各诊断功能也可以是不同的，即适配于各自的需要。
正常测量操作的规则中断对应于规律的重复，即正常测量操作以一个给定的频率f重复进行。这个频率f对应于周期长度T＝1/f，其中在这里规定，周期长度T远大于用于执行各诊断功能的各测量操作的中断持续时间Δt。具体到在这里所示的本发明的优选实施例对于正常测量操作的周期长度T在1至100s之间的范围里面，而用于执行各诊断功能的各正常测量操作的中断持续时间Δt仅为10至200ms。在图1中所示的比例不对应于实际所选择的时间间隔比例。
由图2可以看出简示的磁感应式流量测量装置，它以一个按照本发明的优选实施例的过程控制操作。该磁感应式流量测量装置具有一个测量管1，一种未继续示出的导电介质通流该测量管。借助于两个磁线圈2，3产生一个基本上垂直于介质通流方向延伸的磁场。借助于两个测量电极4，5可以分支出感应电压，这两个测量电极这样设置，使其连接线基本上垂直于通流方向且垂直于磁场方向延伸。此外存在一个接地的基准电极6。
对于在图2中所示的磁感应式流量测量装置执行两个诊断功能，即一方面对电极4，5施加一个测试电流而另一方面通过有针对性地改变流过磁线圈2，3的磁场电流进行线性度检验。为此一方面具有一个供电和测量装置7，通过它可以对两个测量电极4，5相对于基准电位以交流电加载并且可以测量通过交流电加载的测量电极4，5的阻抗。但是出于简单性仅示出用于右侧测量电极5的装置。
此外具有一个磁线圈供电8，通过它对磁线圈2，3提供给定的磁场电流。通过以一个给定的系数提高磁场电流也使磁场以这个系数提高，这本身可以期待感应的电压同样以这个系数提高。通过这种方法借助于磁线圈供电8通过由供电和测量装置7获得的感应电压能够实现磁感应式流量测量装置的线性度检验。关于测试电流在磁感应式流量测量装置电极4，5上的应用和关于通过有针对性地改变磁线圈2，3的磁场电流请参照现有技术，即参照DE 101 18 002 A1和DE 100 64738 A1。
所述两个诊断功能，一个是测试电流，另一个是线性度检验，在中断磁感应式流量测量装置的正常测量操作的时候进行。在此以一个数倍于磁场半周期长度的时间间隔实现磁感应式流量测量装置正常测量操作的中断。在此交替地一方面施加测试电流另一方面执行线性度检验。用于各中断的时间间隔基本上对应于执行诊断功能所需的时间间隔。即，诊断功能在正常测量操作中断后接着进行而正常测量操作在诊断功能结束时接着继续进行。
按照所述的本发明的优选实施例相应的过程控制由一个过程控制器和计算装置9承担。诊断功能的结果也输送到这个计算装置，因此在那里在通过一个输出装置10、如一个显示器或一个总线接口输出这个结果之前，可以实现该结果的在时间上的平均。由此将诊断功能以简单且有效的方式集成在磁感应式流量测量装置的操作里面，而不会对正常的测量操作产生较大范围的不利影响。

Claims (13)

1.一种测量装置的操作方法，其中该测量装置设有多种诊断功能，其特征在于，这样实现一个用于执行诊断功能的过程控制，使测量装置的正常测量操作中断，在正常测量操作中断期间执行第一诊断功能，在执行第一诊断功能以后再进行正常测量操作，所述测量装置的正常测量操作再被中断而在正常测量操作中断期间执行第二诊断功能，在正常测量操作中断期间实现一个辅助测量操作，通过辅助测量操作获得并输出一个较低精度的测量值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行第二诊断功能以后再进行正常测量操作，所述测量装置的正常测量操作再被中断而在正常测量操作中断期间执行第一诊断功能或第三诊断功能。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各诊断功能以不同的频率周期地重复进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正常测量操作的各中断持续时间根据所执行的诊断功能的形式进行控制。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在正常测量操作中断期间输出最后获得的测量值作为测量值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助测量操作的执行根据诊断功能的形式进行控制。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各诊断功能的结果在时间上平均。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整个过程控制周期地重复进行。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于一个磁感应式流量测量装置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，由一个功能组中选择诊断功能，该功能组包括一个通过将一个测试电流施加到磁感应式流量测量装置的电极(4，5)上进行电极阻抗测量、一个通过有针对性地改变磁场电流进行线性度检验、对正常电极信号增加一个已知的测试信号用于监控前置放大或/和A/D转换和产生一个非均匀的磁场。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，这样控制磁感应式流量测量装置正常测量操作的两个中断之间的时间间隔，使所述时间间隔等于磁场半周期长度的数倍。
12.一种测量装置，具有用于执行如权利要求1至11中任一项所述的方法的过程控制。
13.如权利要求12所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置是磁感应式流量测量装置。
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