CN103512639A - 验证电磁流量计的操作的系统 - Google Patents

Abstract

一种验证电磁流量计的操作的系统，包括：多个比较组件，其被构造为将分别从电磁流量计的各组件获得的多个参数分别与各阈值进行比较，以输出比较结果；以及确定组件，其被构造为根据从多个比较组件输出的比较结果中的至少一个来实时地确定电磁流量计中的模块的操作状态。

Description

验证电磁流量计的操作的系统

技术领域

本公开涉及验证电磁流量计的操作的系统，尤其是能够实时地对安装在管道中的电磁流量计的操作状态进行验证的系统。

背景技术

电磁流量计通过以下方式形成：对提供在电磁流量计中的励磁线圈施加励磁电流，以在管道内产生磁场，然后容许流体在磁场中流动使得在电极上检测到根据法拉第电磁感应定律产生的与流速成比例的电动势，从而根据电极上检测到的电动势来获得该流体的流量。在包括水和污水处理、食品、石油炼制、化学药品等的各个领域中使用了从微小孔径到大孔径的满足测量用途的各种尺寸。

在所述电磁流量计中，作为不能正常地测量流量的故障的形式，考虑了以下多种原因。

例如，当绝缘材料附着在电极上时，输出中可能有时会出现振动，或者可能发生指令振荡或超调，使得不能执行对流量的稳定测量。

此外，由于电路故障，因此不能临时执行激励、不能执行计算处理或者不显示测量结果。

另外，当由于形成磁路的励磁线圈的接合螺钉松开或者脱落的原因导致励磁线圈的机械附着位置从预定位置偏移或浮动时，以及发生绝缘材料附着在电极上或者电路故障时，磁通分布的平衡性被破坏，使得测量操作异常。

因此，例如，专利文献1提出了一种对诸如以下的异常状态进行监控的系统：待测流体所具有的电导率超出了规定的范围或者有异物附着在电极上。

此外，当励磁线圈的励磁系统中出现异常时，例如，专利文献2提出了一种自诊断单元，其中的异常是励磁电路的过励磁或欠励磁的问题。

相关技术文献

[专利文献]

[专利文献1]JP-A-10-213466

[专利文献2]JP-A-2004-354205

然而，关于磁路的故障的存在或不存在，需要使用磁通量测量装置来识别磁通分布的平衡性，或者需要将电磁流量计从管道上拆卸下来并分解以视觉上观察和识别励磁线圈的附着状态。因此，很难实时地执行识别。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种验证电磁流量计的操作的系统，该系统能根据需要实时地验证对电磁流量计的每个组件的操作是接受或是拒绝，其中包括对存在或是不存在磁路故障的验证。

根据本发明的示例性实施例的验证电磁流量计的操作的系统包括：

多个比较组件，其构造为将分别从电磁流量计的各组件获得的多个参数分别与各阈值进行比较，以输出比较结果；以及

确定组件，其被构造为根据从多个比较组件输出的比较结果中的至少一个来实时地确定电磁流量计中的模块的操作状态。

确定组件可以被构造为根据从多个比较组件输出的比较结果的组合来实时地确定电磁流量计中的模块的操作状态。

多个参数可以包括零位调整值、电极电位、电极接液部分电阻值、励磁电流值以及累计值。

模块可以包括励磁模块、磁路模块以及计算处理模块中的任何模块。

电磁流量计可以是双频励磁系统。

根据示例性实施例，可以实时地验证对包括磁路模块在内的电磁流量计的每个组件的操作是接受或是拒绝。

附图说明

图1是本发明的基本结构图。

图2是示出了本发明的一个示例性实施例的框图。

图3是用于验证励磁模块操作的参数组合图。

图4是用于验证磁路模块操作的参数组合图。

图5是用于验证流量计算模块操作的参数组合图。

具体实施方式

现在，以下将参照附图来描述本发明的示例性实施例。图1是本发明的基本结构图。电磁流量计1包括多个作为待验证对象的模块，例如，励磁模块、磁路模块、流量计算模块等。电磁流量计1被安装并布置在容许流过作为待测量对象的流体的管道内。

操作验证工具2例如通过连接器与布置在管道内的电磁流量计1连接。然后，操作验证工具2根据分别从电磁流量计1的各组件获得的多个参数，实时地执行对作为待验证对象的构成电磁流量计1的预定模块的操作进行验证的处理。

图2是示出了根据本发明的示例性实施例的分别在图1中示出的电磁流量计1和操作验证工具2的各组件的具体结构示例的框图。

在电磁流量计1中，操作员在安装现场读取并识别显示在显示组件1d的显示屏上的各种信息，以通过设置操作组件1a执行针对诸如显示项目的选择、警报出现时的措施等之类的目的所必要的设置操作。

自诊断组件1b执行对电极上的异物附着的诊断、对待测量的管道内空的诊断或者对线圈断路的诊断。

显示控制组件1c驱动并控制显示组件1d显示各种信息，这些信息包括：诸如瞬时流量、瞬时流量百分比、累计值等之类的各种流量测量值；以及柱状图的显示、警报出现期间的警报的显示或者对警报的出现采取措施的方法。

外部连接连接器组件1e用于根据需要连接诸如操作验证工具2之类的外部装置，以在外部装置和外部连接连接器组件之间发送和接收分别从电磁流量计的各组件获得的多个参数。

线圈励磁组件1f通过例如将高频叠加在低频上而获得的双频励磁信号来激励未在附图中示出的励磁线圈。当执行所述激励时，对于高频激励可以获得抗噪性和高速响应性，还可以对于低频激励实现零点稳定性。

零点调整测量组件1g在满水状态下测量零流量时的调整值，以将测量结果存储在测量数据存储组件1m中。

电极电位测量组件1h在满水状态下测量附图中未示出的检测电极之间的电位差，以将测量结果存储在测量数据存储组件1m中。

电极接液部分电阻测量组件1i在满水状态下测量检测电极的接液部分内的电阻值，以将测量结果存储在测量数据存储组件1m中。

励磁电流测量组件1j测量提供给励磁线圈的励磁电流值，以将测量结果存储在测量数据存储组件1m中。

当假设由励磁线圈生成的磁通密度为B、液体流过的管道的直径为D、以及流体的流速为v时，流量计算组件1k根据由以下等式表示的生成与流速v成比例的电动势E的测量原理来计算流量Q，以将计算结果存储在测量数据存储组件1m中。在双频励磁系统的情况下，分别计算出低频励磁和高频励磁的流量，以将它们在预定时间内的累计值分别存储在测量数据存储组件1m中。

E=α·B·v·D

Q=k·v=k’·E

如上所述，测量数据存储组件1m将各组件中的测量结果或计算结果逐个存储。

在操作验证工具2中，操作员在电磁流量计1的安装现场内根据需要读取并识别显示在显示组件2c的显示屏上的各种信息，以通过验证项选择组件2a选择和指定要对作为电磁流量计1的待验证对象的模块中的那些进行验证。

显示控制组件2b驱动并控制显示组件2c显示与一系列验证处理相关的各种信息。

外部连接连接器组件2d与电磁流量计1的外部连接连接器组件1e连接，以验证作为电磁流量计1的待验证对象的模块的操作。因此，外部连接连接器2d发送并接收诸如分别从电磁流量计1的各组件获得的多个参数之类的各种数据。

零点调整值差比较组件2e计算上次验证时的参数与现在的参数之差以将该差值与阈值数据进行比较并将比较结果（OK/NG）存储在测量数据存储组件2p中。例如，比较结果（OK/NG）包括表示计算出的值是适合的值（OK）或是不适合的值（NG）的信息。

电极电位值比较组件2f计算电极电位值以将电极电位值与先前设置并存储在阈值数据存储组件2k内的预定阈值进行比较，并将比较结果（OK/NG）存储在测量数据存储组件2p中。

电极接液部分电阻值比较组件2g计算出电极的接液部分的电阻值，以将电极接液部分的电阻值与先前设置并存储在阈值数据存储组件2k内的预定阈值进行比较，并将比较结果（OK/NG）存储在测量数据存储组件2p中。

励磁电流值比较组件2h计算励磁电流值，以将励磁电流值与先前设置并存储在阈值数据存储组件2k内的在先阈值进行比较，并将比较结果（OK/NG）存储在测量数据存储组件2p中。

流量累计值差比较组件2i将从电磁流量计1取得的低频励磁和高频励磁各自在预定时间内的累计值的差值作为参数与先前设置并存储在阈值数据存储组件2k内的预定阈值进行比较，并将比较结果（OK/NG）存储在测量数据存储组件2p中。

作为待验证对象且为电磁流量计1所特有的参数的从工厂装运（shipment）时的初始数据以及上次验证时的数据被转送并存储到初始数据存储组件2j。根据这些数据，例如，可以获得零点调整值随时间变化的大小。

当假设电磁流量计1的孔径例如为25mm时，将分别存储在阈值数据存储组件2k中的阈值设置为如下所述的值。

a）零点调整值：低频1cm/s，高频5cm/s，其取决于电磁流量计1的孔径和磁路的结构等。

b）电极电位值：0.5V（=︱A电极电位（1V）-B电极电位（1V）︱），其取决于电磁流量计1的电极结构和电极的尺寸等。

c）电极接液部分电阻值：3MΩ，其取决于电磁流量计1的电极结构和电极的大小等。

d）励磁电流值：200至400mA，其取决于电磁流量计1的励磁线圈的尺寸和结构。

e）流量累计值差：︱低频累计值-高频累计值︱*25%，其取决于流量的实际测量数据和随时间的变化等。

如图3中的参数组合图所示，励磁模块操作确定组件2m根据励磁电流值比较组件2h的励磁电流值比较结果而不考虑存在或不存在流体流动来按下述方式确定接受或拒绝励磁模块的操作。换而言之，励磁模块操作确定组件2m确定励磁模块的操作是正常（接受）还是不正常（拒绝）。

#1.励磁电流值比较结果：OK

→→→励磁模块操作的确定结果：接受

#2.励磁电流值比较结果：NG

→→→励磁模块操作的确定结果：拒绝

#3.励磁电流值比较结果：其他

→→→励磁模块操作的判定结果：未确定

如图4中的参数组合图所示，磁路模块操作确定组件2n根据流体处于静止的状态下的零点调整值差比较组件2e的零点调整值差比较结果、电极电位值比较组件2f的电极电位值比较结果、电极接液部分电阻值比较组件2g的电极接液部分电阻值比较结果以及励磁电流值比较组件2h的励磁电流值比较结果来按如下所述地确定对磁路模块操作的接受或拒绝。

#1.零点调整值差比较结果：OK

电极电位值比较结果：OK

电极接液部分电阻值比较结果：OK

励磁电流值比较结果：OK

→→→磁路模块操作的确定结果：接受

#2.零点调整值差比较结果：NG

电极电位值比较结果：OK

电极接液部分电阻值比较结果：OK

励磁电流值比较结果：OK

→→→磁路模块操作的确定结果：拒绝

#3.零位整值差比较结果：其他

电极电位值比较结果：其他

电极接液部分电阻值比较结果：其他

励磁电流值比较结果：其他

→→→磁路模块操作的确定结果：未确定

如图5中的参数组合图所示，流量计算模块操作确定组件2o根据流体流动的状态下的电极电位值比较组件2f的电极电位值比较结果、电极接液部分电阻值比较组件2g的电极接液部分电阻值比较结果、励磁电流值比较组件2h的励磁电流值比较结果以及流量累计值差比较组件2i的流量累计值差比较结果来按如下所述地确定流量计算模块操作的接受或拒绝。

#1.电极电位值比较结果：OK

电极接液部分电阻值比较结果：OK

励磁电流值比较结果：OK

流量累计值差比较结果：OK

→→→流量计算模块操作的确定结果：接受

#2.电极电位值比较结果：OK

电极接液部分电阻值比较结果：OK

励磁电流值比较结果：OK

流量累计值差比较结果：NG

→→→流量计算模块操作的确定结果：拒绝

#3.电极电位值比较结果：其他

电极接液部分电阻值比较结果：其他

励磁电流值比较结果：其他

流量累计值差比较结果：其他

→→→流量计算模块操作的确定结果：未确定

在励磁模块的操作为正常的状态下，当由于有异物附着在电极上、待测量的管道为空或者流体噪声大导致零点调整值偏移时，电极电位或电极接液部分电阻值也发生偏移。

例如，与之相比，当磁路损坏并且磁路的操作异常时，磁通分布的平衡性被破坏。因此，零点调整值仅相对于从工厂装运时的初始数据或者上次验证时的数据发生偏移，电极电位或电极接液部分电阻值不发生偏移。

因此，在操作验证工具2中，通过与验证项选择组件2a的选择操作相关的硬件或软件程序来实现分别由图3至图5中的组合图所示的适于确定模块的操作状态的逻辑组合，使得显示组件2c可以自动显示并输出接受或拒绝的确定结果。

根据所述结构，根据作为待验证对象的装置的种类来分别改变各比较组件的阈值。因此，可以开发其他种类的电磁流量计装置。

此外，当管理测量数据的趋势（随时间的变化）时，可以执行更高精度的验证。

此外，在上述示例性实施例中，所描述的示例中，电磁流量计1与操作验证工具2通过它们各自的外部连接连接器1e和2d连接。但是，无线通信组件1n和2q可以分别设在电磁流量计1和操作验证工具2上，以通过无线传输线使它们彼此连接，或者可以将操作验证工具安装在流量计中。

作为实现操作验证工具2的形式，可以实现各种形式，例如，个人计算机中内置的软件、作为单个装置的手持终端中内置的硬件逻辑或软件、集散控制系统（DCS）的操作终端中内置的硬件逻辑或软件等。

如上所述，根据本发明，可以实现验证电磁流量计的操作的系统，其可以实时地验证对包括磁路模块的电磁流量计的每个模块的操作的接受或拒绝。

Claims (5)

1.一种验证电磁流量计的操作的系统，包括

多个比较组件（2e，2f，2g，2h，2i），其被构造为将分别从所述电磁流量计的各组件获得的多个参数分别与各阈值进行比较，以输出比较结果；以及

确定组件（2m，2n，2o），其被构造为根据从所述多个比较组件输出的比较结果中的至少一个来实时地确定所述电磁流量计中的模块的操作状态。

2.如权利要求1所述的验证电磁流量计的操作的系统，其中所述确定组件被构造为根据从所述多个比较组件输出的比较结果的组合来实时地确定所述电磁流量计中的模块的操作状态。

3.如权利要求1或2所述的验证电磁流量计的操作的系统，其中所述多个参数包括零点调整值、电极电位、电极接液部分电阻值、励磁电流值以及累计值。

4.如权利要求1或2所述的验证电磁流量计的操作的系统，其中所述模块包括励磁模块、磁路模块以及计算处理模块中的任何模块。

5.如权利要求1或2所述的验证电磁流量计的操作的系统，其中所述电磁流量计是双频励磁系统。

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