CN102589659B - 一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法，该测量系统包括信号发生器。本发明解决了背景技术中的问题而设计的一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法。能协助现场工程师快速准确地判定误差和故障部位及原因，有效提高现场工作效率。

Description

一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种应用于现场对科里奥利质量流量计进行误差评估、故障诊断测试的测量系统及其检测方法。

背景技术

科里奥利质量流量计(以下简称CMF)主体由传感器、变送器、传输电缆三部分构成。当有流体流过时，传感器测量管入口处振动减速，出口处振动加速，安装在测量管出入口的拾振器将感应到两路有相位差的速度信号。经过信号传输电缆将两路速度信号输送给变送器，变送器由此解算出质量流量及其他参数。

CMF应用于现场时，自身误差、环境因素(如传输电缆耦合噪声、现场电源噪声、管道的振动、两路速度信号传输的电路通道的时延等因素)的干扰，都会使测量结果误差增加。目前现场CMF测量结果的检定方法大多是采用电子称比对法。此法只能测出CMF误差和环境干扰误差的合成误差，而无法分离CMF的变送器、传感器误差和环境因素干扰误差。只有将CMF拆卸下来送标定站检定，才能判断出CMF是否合格，以及现场环境中是否存在干扰因素。但仍无法确定现场环境中的干扰类别。由于电子称比对法不能有效分离各类误差和故障，故现场技术支持难度大，需经验丰富的现场工程师才能解决问题，且解决问题所需时间长、成本高。无法适应快速增长的CMF应用市场需求。

发明内容

本发明是为解决上述背景技术中的问题而设计的一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法。能协助现场工程师快速准确地判定误差和故障部位及原因，有效提高现场工作效率。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种质量流量计现场测量系统，其特殊之处在于：该测量系统包括信号发生器。

该测量系统还包括计算机，所述计算机分别与信号发生器、被测流量变送器连接。

该测量系统还包括标准信号传输电缆，所述信号发生器通过标准信号传输电缆与被测流量变送器连接。

该测量系统还包括标准电源和标准电源连接线，所述标准电源通过标准电源连接线与被测流量变送器连接。

上述信号发生器输出频率精度高于±0.002HZ，相位精度高于0.1μS，幅值精度高于±5mV。

上述标准信号传输电缆是采用9芯4组的屏蔽电缆，阻抗＜10Ω、感抗≤0.2mH、容抗≤0.1μF。

上述标准电源是能同时输出24VDC±15％，220VAC±15％的不间断电源模块。

上述标准电源连接线采用2.5mm²铜芯屏蔽线。

一种利用上述的质量流量计现场测量系统进行科里奥利质量流量计现场检测的方法，其特殊之处在于：

1)以输出频率精度高于±0.002HZ，相位精度高于0.1μS，幅值精度高于±5mV的高精度信号发生器为标准信号源；

2)调用标准数据库，标准数据库中存有依据JJG 1038-2008科里奥利质量流量计检定规程选择的检测点、根据各检测点对应的相位差所做的各类不同产品的出厂检验数据、各产品维修和标定的原始数据等各种数据；

3)查找现场被测CMF产品号，调出相应的正弦信号频率f、幅值A、检测点，算出各检测点的相位差

(n＝1，2，......，20)，并送入标准信号发生器；

4)信号发生器依据计算机指令产生频率为f、幅值为A以及相位差为的两路正弦信号，并传输到计算机及被测流量变送器中；

5)被测流量变送器收到标准信号发生器产生的两路正弦信号后，即可输出质量流量数据q′_n和两路速度信号的频率f′_n到计算机；

6)计算机依据数据库中相应的标定系数k及标准信号发生器产生的相位差

即可算出标准的质量流量值并以此作为约定真值；

7)重复方法4)-6)n次(3≤n≤20)，将被测流量变送器输出的一组质量流量数据q′₁，q′₂，ΛΛ，q′_n和速度信号频率f′₁，f′₂，ΛΛf′_n，与计算机解算出的约定真值及数据库中对应的出厂检测数据进行比较并做出分析判断。

上述步骤7)中具体判断步骤如下：

若判定现场流量变送器输出正常，则现场传感器或管道环境存在问题，现场流量变送器及外围连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准信号传输电缆，替换现场流量变送器与传感器之间的电缆，，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场流量变送器与现场传感器之间的电缆及连接存在问题，现场流量变送器及其余连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源连接线，替换现场电源连接线，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源替换现场电源，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则现场流量变送器存在问题，现场电源及其连接均正常。

本发明提供的一种科里奥利质量流量计现场测量系统及其检测方法，将现场可能产生问题的设备依次用标准设备替代，计算机即可有效分离出流量变送器误差、电源误差、电源电缆误差、各信号传输电缆误差、环境、管道振动和传感器误差，并显示数据处理结果及判定结论，这样就可快速定位误差和故障源，现场指导用户消除误差原因，解决问题，大大降低维护时间和成本。此方法也可用于其它仪表的现场误差故障检测诊断。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例二的结构示意图；

图4为本发明实施例三的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明测量系统的较佳实施例的结构包括：信号发生器104和PC机105，标准电源(UPS电源)101与标准电源连接线102，标准传输电缆107。流量变送器103是现场被测设备。信号发生器104通过标准传输电缆107与被测流量变送器103连接，PC机105通过双绞屏蔽线106同时与信号发生器104、被测流量变送器103进行数字通讯。标准电源101通过标准电源连接线102与被测流量变送器103连接。

参见图2，本发明的测量系统实施例一的结构包括：信号发生器104和PC机105，现场传输电缆、现场电源与现场电源连接线。流量变送器103是现场被测设备。信号发生器104通过现场传输电缆与被测流量变送器103连接，PC机105通过双绞屏蔽线106同时与信号发生器104、被测流量变送器103进行数字通讯。现场电源通过现场电源连接线与被测流量变送器103连接。

参见图3，本发明的测量系统实施例二的结构包括：信号发生器104、PC机105和标准信号传输电缆107，现场电源与现场电源连接线。流量变送器103是现场被测设备。信号发生器104通过标准传输电缆107与被测流量变送器103连接，PC机105通过双绞屏蔽线106同时与信号发生器104、被测流量变送器103进行数字通讯。现场电源通过现场电源连接线与被测流量变送器103连接。

参见图4，本发明的测量系统实施例一的结构包括：信号发生器104、PC机105和标准电源连接线102，现场传输电缆与现场电源。流量变送器103是现场被测设备。信号发生器104通过现场传输电缆与被测流量变送器103连接，PC机105通过双绞屏蔽线106同时与信号发生器104、被测流量变送器103进行数字通讯。现场电源通过标准电源连接线102与被测流量变送器103连接。

本发明的测量方法如下：

1)以输出频率精度高于±0.002HZ，相位精度高于0.1μS，幅值精度高于±5mV的高精度信号发生器为标准信号源；

2)调用标准数据库，数据库中存有依据JJG 1038-2008科里奥利质量流量计检定规程选择的检测点、根据各检测点对应的相位差所做的各类不同产品的出厂检验数据、各产品维修和标定的原始数据等各种数据；

3)查找现场被测CMF产品号，调出相应的正弦信号频率f、幅值A、检测点，算出各检测点的相位差

(n＝1，2，......，20)，并送入标准信号发生器；

4)信号发生器依据计算机指令产生频率为f、幅值为A以及相位差为

的两路正弦信号，并传输到计算机及被测流量变送器中；

5)被测流量变送器收到标准信号发生器产生的两路正弦信号后，即可输出质量流量数据q′_n和两路速度信号的频率f′_n到计算机；

6)计算机依据数据库中相应的标定系数k及标准信号发生器产生的相位差

即可算出标准的质量流量值

并以此作为约定真值；

7)重复方法4)-6)n次(3≤n≤20)，将被测流量变送器输出的一组质量流量数据q′₁，q′₂，ΛΛ，q′_n和速度信号频率f′₁，f′₂，ΛΛf′_n，与计算机解算出的约定真值及数据库中对应的出厂检测数据进行比较并做出分析判断。

具体判断是，在图2连接模式下：

若判定现场流量变送器输出正常，则现场传感器或管道环境存在问题，现场流量变送器及外围连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准信号传输电缆，替换现场流量变送器与传感器之间的电缆，连接模式见图3，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场流量变送器与现场传感器之间的电缆及连接存在问题，现场流量变送器及其余连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源连接线，替换现场电源连接线，连接模式见图4，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源替换现场电源，连接模式见图1，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则现场流量变送器存在问题，现场电源及其连接均正常。

上述利用标定参数和数据库数据进行比较判断的结果，只能用作现场误差故障诊断，不能作为法律检定依据。

计算机还可根据现场具体情况编制新的数据处理软件。

Claims (6)

1.一种利用科里奥利质量流量计现场测量系统进行科里奥利质量流量计现场检测的方法，所述科里奥利质量流量计现场测量系统包括标准信号发生器、计算机以及标准信号传输电缆，所述计算机分别与标准信号发生器、被测流量变送器连接；所述标准信号发生器通过标准信号传输电缆与被测流量变送器连接，其特征在于：

1）以输出频率精度高于±0.002HZ，相位精度高于0.1μS，幅值精度高于±5mV的高精度标准信号发生器为标准信号源；

2）调用标准数据库，标准数据库中存有依据JJG1038-2008科里奥利质量流量计检定规程选择的检测点、根据各检测点对应的相位差所做的各类不同产品的出厂检验数据、各产品维修和标定的原始数据；

3）查找现场被测科里奥利质量流量计产品号，调出相应的正弦信号频率f、幅值A、检测点，算出各检测点的相位差

n=1,2，……,20，并送入标准信号发生器；

4）标准信号发生器依据计算机指令产生频率为f、幅值为A以及相位差为

的两路正弦信号，并传输到计算机及被测流量变送器中；

5）被测流量变送器收到标准信号发生器产生的两路正弦信号后，即输出质量流量数据q′_n和两路速度信号的频率f_n′到计算机；

6）计算机依据数据库中相应的标定系数k及标准信号发生器产生的相位差

即算出标准的质量流量值

并以此作为约定真值；

7）重复方法4）―6）n次；其中，3≤n≤20；将被测流量变送器输出的一组质量流量数据q′₁,q′₂,……,q′_n和速度信号频率f₁′,f₂′,……f_n′，与计算机解算出的约定真值及数据库中对应的出厂检验数据进行比较并做出分析判断：

具体判断步骤如下：

若判定现场流量变送器输出正常，则现场传感器或管道环境存在问题，现场流量变送器及外围连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准信号传输电缆，替换现场流量变送器与现场传感器之间的电缆，然后重复3）-7）；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场流量变送器与现场传感器之间的电缆及连接存在问题，现场流量变送器及其余连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源连接线，替换现场电源连接线，然后重复3）-7）；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源连接线存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则用标准电源替换现场电源，然后重复3)-7)；

若判定现场流量变送器输出正常，则现场电源存在问题，现场流量变送器及其连接均正常；

若判定现场流量变送器输出不正常，则现场流量变送器存在问题，现场电源及其连接均正常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述科里奥利质量流量计现场测量系统还包括标准电源和标准电源连接线，所述标准电源通过标准电源连接线与被测流量变送器连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述信号发生器输出频率精度高于±0.002HZ，相位精度高于0.1μS，幅值精度高于±5mV。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述标准信号传输电缆是采用9芯4组的屏蔽电缆，阻抗<10Ω、感抗≤0.2mH、容抗≤0.1μF。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述标准电源是能同时输出24VDC±15%，220VAC±15%的不间断电源模块。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述标准电源连接线采用2.5mm²铜芯屏蔽线。

Images