CN103827641B - 用于确定谐振频率的振动计和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种振动计（5），其包括一个或多个流管道（103）、一个或多个拾取传感器（105、105’）和驱动器（104）。计量器电子设备（20）被配置以使用包括初始振动频率的驱动信号来使所述一个或多个流管道（103）振动并且作为响应从所述一个或多个拾取传感器（105、105’）接收拾取传感器信号，按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和对应的多个振动频率，并且在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率。

Description

用于确定谐振频率的振动计和方法

技术领域

本发明涉及振动计和方法，并且更具体地涉及用于确定谐振频率的振动计和方法。

背景技术

诸如科里奥利（Coriolis）质量流量计和振动密度计的振动管道传感器通常通过检测包含流动物质的振动管道的运动而操作。诸如质量流量、密度等等的与管道中物质相关联的属性可以通过处理从与管道相关联的运动换能器所接收的测量信号而被确定。振动物质填充式系统的振动模式通常由管道和其中物质的组合质量、刚度和阻尼特征影响。

典型科里奥利质量流量计包括一个或多个管道，所述一个或多个管道被顺排地（inline）连接在管线（pipeline）或其它运输系统中并且在所述系统中输送例如流体、悬浮液、乳状液等等的物质。每个管道可以被视为具有一组固有振动模式，包括例如简单弯曲、扭转、径向和耦合模式。在典型科里奥利质量流量测量应用中，当物质流经管道时，管道以一种或多种振动模式被激励，并且管道的运动在沿管道间隔的点处被测量。激励通常由以周期性方式扰动管道的致动器提供，所述致动器例如机电设备，诸如音圈类型的驱动器。质量流量率可以通过在换能器位置处测量运动之间的延时或相位差而被确定。通常采用两个这样的换能器（或拾取传感器）以便测量一个流管道（flowconduit）或多个管道的振动响应，并且所述两个这样的换能器（或拾取传感器）通常位于致动器的上游和下游位置处。所述两个拾取传感器被连接到电子仪器。所述仪器从所述两个拾取传感器接收信号并且处理所述信号，以便导出质量流量率测量等等。

诸如科里奥利质量流量计和振动密度计的振动计可以定位和测量一个振动流管道或多个管道的谐振频率。所述谐振频率可以包括所述一个空流管道或多个管道的谐振频率或可以包括流体填充式振动计的谐振频率。所述流物质可以是流动的或静止的。当处理流体填充式振动计的所测量的谐振频率时，可以考虑（一个或多个）空流管道的所测量的振动频率，以便单独得到流体密度。

所述谐振频率可以被用于确定流物质的密度（ρ）。可以从确定所述密度，其中f是所测量的谐振频率并且C是校准常数。另外，所述谐振频率可以被用于确定流物质的质量流量率并且在生成其它流体特征中可能是有用的。

所述流物质可以包括任何方式的流体，包括液体、气体或液体气体混合物和/或固体。因为气体具有比液体低得多的密度，所测量的谐振频率中的任何误差将远远多于误差将影响液体密度测量地影响气体密度测量。另外，小频率误差可能转化成比对于液体密度测量大得多的气体密度误差。

发明内容

在本发明的一个方面中，振动计包括：

一个或多个流管道；

被固定于所述一个或多个流管道的一个或多个拾取传感器；

被配置以使所述一个或多个流管道振动的驱动器；和

被耦合到所述一个或多个拾取传感器和所述驱动器的计量器电子设备（meterelectronics），其中所述计量器电子设备被配置以使用包括初始振动频率的驱动信号来使所述振动计的一个或多个流管道振动并且作为响应从所述一个或多个拾取传感器接收拾取传感器信号，按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差，并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和对应的多个振动频率，并且在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率。

优选地，所述计量器电子设备此外被配置以在自偏移的预定安定时段（settlingperiod）之后测量作为结果的振动频率和作为结果的振动振幅。

优选地，所述驱动信号包括基本上恒定的振幅。

优选地，所述振动计包括振动密度计、振动气体密度计或科里奥利质量流量计。

优选地，所述计量器电子设备此外被配置以使用谐振频率来生成一个或多个流物质定量。

优选地，所述预定振动频率范围被选择以包括假定的谐振频率。

优选地，所述计量器电子设备此外被配置以在找到谐振频率之后使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，并且重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

优选地，所述计量器电子设备此外被配置以在找到谐振频率之后使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中所述预定变窄的频率范围基本上以所找到的谐振频率为中心，并且重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

优选地，所述计量器电子设备此外被配置以如果没有找到谐振频率，则使所述预定振动频率范围变宽到预定变宽的频率范围，并且其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变宽的频率范围内定位（locate）谐振频率。

优选地，可以为特定振动计或特定流物质中之一或这两者确定谐振频率。

在本发明的一个方面中，一种确定振动计中谐振频率的方法包括：

使用包括初始振动频率的驱动信号来使所述振动计的一个或多个流管道振动并且作为响应而接收拾取传感器信号；

按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和对应的多个振动频率；和

在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率。

优选地，所述方法此外包括在自偏移的预定安定时段之后测量作为结果的振动频率和作为结果的振动振幅。

优选地，所述驱动信号包括基本上恒定的振幅。

优选地，所述振动计包括振动密度计、振动气体密度计或科里奥利质量流量计。

优选地，所述方法此外包括使用谐振频率以生成一个或多个流物质定量。

优选地，所述预定振动频率范围被选择以包括假定的谐振频率。

优选地，在找到谐振频率之后，使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

优选地，在找到谐振频率之后，使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中所述预定变窄的频率范围基本上以所找到的谐振频率为中心并且重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

优选地，如果没有找到谐振频率，则使所述预定振动频率范围变宽到预定变宽的频率范围，并且其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变宽的频率范围内定位谐振频率。

优选地，可以为特定振动计或特定流物质中之一或这两者确定谐振频率。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的包括振动计组件和计量器电子设备的振动计。

图2示出根据本发明实施例的被耦合到振动计组件的计量器电子设备。

图3是根据本发明实施例的确定振动计中谐振频率的方法的流程图。

图4是在振动计的正常操作中驱动信号与作为结果的拾取信号的曲线图。

图5是驱动信号与拾取信号的曲线图，其中拾取信号不再与驱动信号同相。

图6是在谐振频率确定示例中驱动信号频率（底轴）与驱动-拾取相位差（右侧轴）与拾取信号振幅（左侧轴）的曲线图。

图7示出调整气体密度计上拾取信号和驱动之间相对相位的结果。

图8是根据本发明实施例的确定振动计中谐振频率的方法的流程图。

具体实施方式

图1-8和以下描述描绘特定示例以教导本领域技术人员如何制成和使用本发明的最佳模式。为了教导发明原理，一些常规方面已经被简化或省略。本领域技术人员将意识到来自这些示例的、落在本发明范围内的变化。本领域技术人员将意识到以下所描述的特征可以以各种方式被组合以形成本发明的多重变化。因此，本发明不被限定于以下所描述的特定示例，而是只由权利要求和其等同物限定。

图1示出根据本发明实施例的包括振动计组件10和计量器电子设备20的振动计5。振动计5可以包括科里奥利质量流量计并且也可以作为振动密度计5而操作。计量器电子设备20经由导线（lead）100被连接到计量器组件10以通过通路（path）26提供密度、质量流量率、体积流量率、总计质量流量、温度和其它信息。

振动计组件10包括一对法兰101和101'、歧管102和102'、驱动器104、拾取传感器105-105’和流管道103A和103B。驱动器104和拾取传感器105和105’被连接到流管道103A和103B。应当被理解的是，振动计5可以包括任何形状、尺寸、材料或配置的流管道103A、103B。振动计5可以包括任何数目的流管道。

法兰101和101’被固定于歧管102和102’。歧管102和102’被固定于间隔器（spacer）106的相对端。间隔器106维持歧管102和102’之间的间隔以防止流管道103A和103B中不期望的振动。当振动计组件10被插入到承载被测量物质的管线系统（未示出）中时，物质通过法兰101进入振动计组件10、通过其中物质总量被指引以进入流管道103A和103B的进口歧管102、流经流管道103A和103B并且回到其中所述物质通过法兰101’离开计量器组件10的出口歧管102’。

流管道103A和103B被选择并且被适当地安装到进口歧管102和出口歧管102’，使得分别关于弯曲轴WW和W’W’基本上具有相同的质量分布、惯性矩和弹性模量。所述流管道以基本上平行的方式从歧管向外延伸。

流管道103A-B由驱动器104在关于其相应弯曲轴W和W’的相对方向上并且在被称为流量计第一异相弯曲模式的地方处驱动。驱动器104可以包括许多众所周知的布置之一，诸如被安装于流管道103A的磁体和被安装于流管道103B的反向线圈。交流电通过反向线圈以使这两个管道振荡。合适的驱动信号由计量器电子设备20经由导线110被施加于驱动器104。

计量器电子设备20分别在导线111和111’上传输传感器信号。计量器电子设备20在导线110上产生驱动信号，所述驱动信号使驱动器104振荡流管道103A和103B。计量器电子设备20处理从拾取传感器105和105’所接收的左和右速度信号，以便计算质量流量率测量。通路26提供输入和输出装置，所述输入和输出装置允许计量器电子设备20与操作者和/或其它设备面接（interface）。

图1的描述仅仅作为科里奥利流量计和/或振动密度计的操作示例而被提供，并且不意图限制本发明的教导。

在一些实施例中的振动计5包括密度计。在一些实施例中的振动计5包括气体密度计。可替换地，振动计5可以包括科里奥利质量流量计。

图2示出根据本发明实施例的被耦合到振动计组件10的计量器电子设备20。计量器电子设备20包括反馈环路202。反馈环路202从振动计组件10接收拾取传感器信号。反馈环路202生成驱动信号并且向振动计组件10提供所述驱动信号。

在所示出的实施例中的反馈环路202包括移相器201、数字至模拟（D/A）转换器202、模拟至数字（A/D）转换器203和相位传感器204。在操作中，移相器201生成数字驱动信号，所述数字驱动信号由D/A202转换成模拟驱动信号并且被提供给流体传感器200。拾取信号被提供给A/D203，所述A/D203数字化所述模拟拾取信号并且将其提供给移相器201。相位传感器204比较输入（即驱动信号）相位与输出（即拾取信号）相位，并且生成被提供给移相器201的相位差信号。因此，移相器201可以控制被提供给流体传感器200的驱动信号的相移和频率。可以调整驱动信号振幅的放大器未被示出。驱动信号振幅通常大于拾取信号振幅。

计量器电子设备20因此接收拾取传感器信号并且至少部分基于所述拾取传感器信号而生成驱动信号。驱动信号频率可以基于或相同于所述拾取信号频率。驱动信号振幅可以基于或相同于所述拾取信号振幅。在所述驱动信号相位和所述拾取信号相位之间的相位差也可以由计量器电子设备20确定和控制。

另外，计量器电子设备20可以被操作以确定振动计组件10的谐振频率。计量器电子设备20被配置以使用包括初始振动频率的驱动信号来使振动计组件10的一个或多个流管道103振动并且作为响应从所述一个或多个拾取传感器105、105’接收拾取传感器信号，按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和相应的多个振动频率，并且在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率。

计量器电子设备20被配置以控制在流体传感器200的输入和输出之间的相位，使得偏移所述相位差并且因此改变所述振动频率。将使得所述振动频率由相位差偏移改变，尽管所述频率可能不立即跟踪所述相位偏移。在一些实施例中的计量器电子设备20在相位偏移之后、在测量作为结果的振动频率之前将等待安定时段。例如，在一些实施例中，预定安定时段可以是大约50毫秒。然而，其它安定时段被设想并且在本描述和权利要求的范围内。

计量器电子设备20被配置以迭代地偏移所述相位差，使得在预定振动频率范围上扫描所述振动频率，同时将系统维持在闭环控制之下。这种相位控制可以使用标准锁相环路技术而被数字式实施。在一个实施例中，闭环控制可以由适当被编程的数字信号处理器（DSP）执行。然而，其它反馈或环路控制技术可以被采用并且在本描述和权利要求的范围内。

所述设备和方法准确地确定谐振频率。当气体或液体的密度改变时，传感器的谐振频率改变。所确定的谐振频率可以被用于生成准确的密度测量。另外，所确定的谐振频率也可以被用于生成最佳驱动频率。

所述设备和方法在其中气体密度的变化相对小的振动气体密度计中发现特别效用。准确确定谐振频率在振动密度计中是极为重要的。因此，在对于气体的谐振频率确定中的任何误差可能对密度测量准确性具有相对大的影响。所述设备和方法也可以被用于液体或多相密度计。气体密度计可以通过被构造以具有较低抗挠刚度和较高振动频率而不同于液体密度计。然而，在液体或多相密度计中，准确的频率和/或密度也是值得期望的。所确定的谐振频率也可以被用于科里奥利质量流量计，尽管为质量流量测量定位实际谐振频率可能不如为密度测量那样关键。

所确定的谐振频率可以被用于导出流物质定量。所确定的谐振频率可以被用于确定流物质密度。所确定的谐振频率可以被用于确定流物质质量流量率。其它流物质定量包括空隙分数（voidfraction）、液态分数、质量分数、粘度和/或体积流量率。另外的流物质定量被设想并且在本描述和权利要求的范围内。

图3是根据本发明实施例的确定振动计中谐振频率的方法的流程图300。在步骤301中，使用驱动器104和驱动信号来使所述振动计5的一个或多个流管道105、105’振动。所述驱动信号包括振动频率。在谐振频率搜索的开始，振动频率包括初始振动频率。所述驱动信号也包括振动振幅。在一些实施例中，振动振幅被保持在基本上恒定的水平。因此，振动信号可以规定基本上恒定的振动功率。

计量器电子设备20使用来自拾取传感器信号之一的拾取传感器信号来生成驱动信号。只需要一个拾取传感器信号以便生成驱动信号。另外，只需要一个拾取传感器信号以便确定谐振频率。来自拾取传感器105或105’的拾取传感器信号可以被用于谐振频率确定。

所述拾取传感器信号将在频率、相位和振幅上与所述驱动信号有关。然而，所述拾取传感器信号将不一定相同于所述驱动信号。由于一些振幅损失将发生，所述拾取传感器信号将具有比所述驱动信号更小的振幅。当所述一个或多个流管道105、105’可以以可能不同于驱动频率的一个或多个作为结果发生的频率振动时，特别是其中谐振频率是假设的和没有被找到，所述拾取传感器信号可以具有不同的频率。最后，所述拾取传感器信号可以使所述驱动信号在相位上滞后，诸如在正常操作中，和/或其中驱动信号频率随时间基本上保持恒定。

在步骤302中，相位差按预定相位增量被偏移。所述相位差包括在驱动信号相位和拾取传感器信号相位之间的差。如所期望的，所述预定相位增量在大小上可以是恒定的或可以累进的或改变的。在一些实例中，所述相位差从基本上零相位差被偏移。可替换地，所述相位偏移可以被增加到现有相位差。

所述振动频率不直接通过所述相位偏移改变。然而，作为所述相位差偏移的结果，所述振动频率将改变。可能需要经过预定安定时段，以便确保作为所述相位偏移的结果，所述振动频率已经改变。作为迭代地偏移所述相位差的结果，所述振动频率在预定振动频率范围上被（迭代地）扫描。

所述预定振动频率范围可以包括被假定包括所述谐振频率的频率范围。然而，气体的实际密度可以根据环境条件而变化，例如包括由于温度和压强。所预期的谐振频率变化对于气体可能是小的，例如诸如小于1赫兹。气体密度可以缓慢改变或可以基本上瞬时改变。因此，气体填充式振动计的谐振频率可以随时间改变。谐振频率变化将与密度变化相关，其中密度（ρ）包括。所述项可以包括校准常数。

在现有技术中，频率被扫描以便检测最大振幅响应和随后找到谐振频率。在现有技术中，相位差被考虑成是基本上固定的并且在确定谐振频率中不被说明（accountedfor）。不幸地，相位差的变化和对于任何相位差的补偿的缺乏导致现有技术找到可能是不准确的谐振频率。

在步骤303中，由于相位差被偏移以便贯穿预定振动频率范围扫描振动频率，拾取传感器信号的作为结果的振幅被监控。基本上最大的振幅响应被确定。另外，对应的振动频率被确定。此处，当振动频率基本上处于谐振频率时，拾取传感器信号的最大振幅响应将被看见。

如之前所讨论的，在一些实施例中，所述方法将在相位偏移之后在测量作为结果的振动频率之前等待安定时段。例如，在一些实施例中，所述预定安定时段可以是大约50毫秒。然而，其它安定时段被设想并且在本描述和权利要求的范围之内。

在步骤304中，谐振频率被确定。所述相位差偏移被用于增大或减小振动频率并且生成多个振动频率和对应的多个振动振幅。如之前所讨论的，最大振幅响应基本上对应于谐振频率。所述谐振频率被确定为包括所述多个振动频率之中的产生最大振幅响应的振动频率。可替换地，谐振频率可以被指定，其中所指定的振动频率最接近于最大振幅响应，其中谐振频率在两个相邻振动频率之间出现。

所确定的谐振频率的准确性可以通过选择预定相位增量的大小而被控制。所述预定相位增量的大小可以被选择以便达到所期望的频率分辨率和所期望的准确性。较小的相位增量将以更精细的频率分辨率产生更准确的谐振频率，但是可能要求更多的迭代并且因此更多的搜索时间。但是如果期望，所述分辨率可以非常精细，诸如在一些实施例中以几毫赫兹（mHz）的规模解析谐振频率的能力。

如之前所讨论的，所确定的谐振频率可以被用于导出一个或多个流物质定量。所确定的谐振频率可以为特定振动计而被确定。可以在诸如正常操作期间的任何时间为振动计找到所确定的谐振频率。可替换地，所确定的谐振频率可以例如作为计量器校准或验证操作的部分而被找到。所确定的谐振频率可以为特定流物质而被确定。例如，当新流物质最初被计量时可以得到所确定的谐振频率。可替换地，可以为特定振动计和特定流物质这两者找到所确定的谐振频率。

图4是在振动计5的正常操作中驱动信号与作为结果的拾取信号的曲线图。所述曲线图反映典型振动操作，其中振动计5在基本上稳定状态条件下操作。因此，所述驱动信号和所述拾取信号是基本上同相的。如所示出的，所述驱动信号的振幅通常超过所述拾取信号的振幅，诸如其中能量被增加到所述系统以维持稳定状态振动。

理想地，所述驱动信号的相位将精确地与拾取输入信号同相（或取决于定向而180度异相）。然而，所有闭环系统将具有某一潜在相移源，并且因此在操作中轻微驱除（driveoff）谐振是可能的。

在该类型的应用中，在传统闭环系统情况下的问题是在所述拾取信号和所述驱动信号之间的相位差将影响计量器的实际振动频率。由于振动计组件10的频率与密度成比例，所确定的频率的任何不准确性、诸如相位差可能引起频率测量误差。

图5是驱动信号与拾取信号的曲线图，其中所述拾取信号不再与所述驱动信号同相。如果所述信号不同相，出现两个问题。首先，将要求更多驱动功率用以达到相同拾取振幅。这在图中被示出，其中所述驱动信号现在具有比所述拾取信号大得多的振幅。不幸地，增大驱动功率降低驱动中可用的最大功率开销、降低驱动效率并且最终降低振动计5的性能。

第二个问题是通过不同相驱动，被测量的实际频率不是谐振频率。此外，操作环境的改变（例如诸如温度的改变）、振动计组件10的老化和/或对部件的损害将随时间增大该误差。因此，有能够确定谐振频率的需要。有能够在各种时间点、诸如在振动计5的寿命上确定谐振频率的需要。有在没有任何相位差影响所确定的谐振频率的准确性的情况下准确确定谐振频率的需要。

图6是在谐振频率确定示例中驱动信号频率（底轴）与驱动-拾取相位差（右侧轴）与拾取信号振幅（左侧轴）的曲线图。在所述曲线图中，所述驱动功率已经被保持恒定，而所述驱动信号相对于所述拾取信号的相位已经被迭代地偏移。例如，典型相位增量可以在大约（-1.2356）至（+1.2673）度相位偏移的范围中。然而，其它相位增量被设想并且在本描述和权利要求的范围内。

谐振频率确定利用传感元件的谐振性质，即可以在振动计组件10中被生成的谐振响应。所述传感器将在谐振频率处显出非常尖锐的振幅峰值。通过相对于所述拾取信号的相位而偏移所述驱动信号的相位，沿频谱往上和往下移动振动频率是可能的。此处，可以看到的是，当通过相位差偏移而强制振动频率改变时，拾取信号量值将示出尖锐（即谐振）峰值。

图7示出在气体密度计中偏移拾取信号和驱动信号之间的相对相位的结果。当传感器正在谐振上驱动时，拾取振幅处于其峰值。通过使用该算法来定位峰值，因此保证发射器产生基本上最佳驱动信号是可能的。

图8是根据本发明实施例的确定振动计中谐振频率的方法的流程图800。在步骤801中，如之前所讨论的，所述振动计5的一个或多个流管道105、105’被振动。

在步骤802中，如之前所讨论的，相位差按预定相位增量被偏移。

在步骤803中，如之前所讨论的，拾取传感器信号的作为结果的振幅被监控。

在步骤804中，如之前所讨论的，谐振频率被确定。

在步骤805中，如果已经找到谐振频率，则所述方法继续进行到步骤807。否则，在没有找到谐振频率之处，所述方法分支到步骤806。

在步骤806中，使所述预定振动频率范围变宽。所述方法于是环回到步骤801并且谐振频率搜索被重复，但是利用较宽的预定振动频率范围。

所述预定振动频率范围可以按预定量变宽。例如，所述预定振动频率范围可以被增大百分之五十、可以被加倍或可以以其它方式或按其它量而被变宽。因此，频率扫描将覆盖更大的频率范围。这可以被进行以便以窄的、相对精细的搜索分辨率开始，其中仅仅如果所述窄谐振频率搜索失败才执行宽、粗糙分辨率谐振频率搜索。

所述预定相位增量可以被保持相同。可替换地，对于宽、粗糙分辨率谐振频率搜索，可以使所述预定相位增量更大，与较宽的预定振动频率范围一致，或可以使所述预定相位增量更小以便即使较宽的预定振动频率范围正被搜索也产生较精细的频率分辨率。

在步骤807中，如果需要精细搜索，则所述方法分支到步骤808。否则，在不需要较窄的精细谐振频率搜索之处，所述方法退出。

决策可以是自动决策，其中执行粗糙搜索，并且然后利用被用于精细搜索的新的窄预定振动频率范围来执行精细搜索。所述新的窄预定振动频率范围可以以在步骤804中所找到的所确定的谐振频率为中心或可以包括所述所确定的谐振频率。

可替换地，对于精细搜索的需要可以基于估算的谐振频率。可以从所产生的振动频率确定出，最大振动振幅不在产生最大振动振幅的振动频率处或在所述产生最大振动振幅的振动频率的预定阈值内出现。例如，两个相同的最强振幅值可以在两个相邻频率处被产生，其中实际振幅响应峰值将存在于两个振动频率之间的某处。然而，如果实际峰值在预定阈值内，那么所述方法可以判定不需要精细搜索。

应当被理解的是，如在流程图中所示出的，确定谐振频率的方法可以包括变宽过程和变窄过程这两者。可替换地，所述方法可以只包括变宽过程用于执行更粗糙的搜索。在又一个可替换方案中，所述方法可以只包括变窄过程用于执行更精细的搜索。

如果期望，根据本发明的振动计和方法可以根据实施例中任一个而被采用以便提供若干优点。所述振动计和方法可以比通过变更振动频率提供更准确的谐振频率确定，因为变更振动频率可能导致歪曲频率确定的相位差变化。

所述振动计和方法可以通过与拾取信号同相地驱动而要求较少功率。所述振动计和方法可以通过以基本上恒定的功率来驱动所述一个或多个流管道而提供改进的谐振频率检测。通过以基本上恒定的功率来驱动所述一个或多个流管道，拾取传感器信号中增大的振幅不能归因于振动功率的增大。

所述振动计和方法可以通过不同时变更频率和相位而提供改进的谐振频率检测。因为在频率扫描期间，拾取传感器信号相位可能不同于驱动信号相位，只变更相位差而保持振动频率恒定是更准确和可靠的。

所述振动计和方法可以提供密度计中改进的谐振频率检测。所述振动计和方法可以提供气体密度计中改进的谐振频率检测，其中所测量的密度是低的并且小的不准确性具有较大影响。

所述振动计和方法可以提供改进的谐振频率检测，其中可以为特定振动计确定谐振频率。所述振动计和方法可以提供改进的谐振频率检测，其中可以为特定流物质确定谐振频率。

所述振动计和方法使得能够周期性检查谐振频率。所述振动计和方法使得能够随时间比较谐振频率以便评估主体（subject）振动计的条件。

以上实施例的详细描述不是由发明人所设想为在本发明范围内的所有实施例的详尽描述。事实上，本领域技术人员将认识到上述实施例的某些元素可以被不同地组合或删去以创建此外的实施例，并且这种此外的实施例落在本发明的范围和教导内。也将对本领域普通技术人员明显的是，上述实施例可以被完全或部分地组合以创建在本发明的范围和教导内的附加实施例。因此，本发明的范围应当从以下权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种振动计（5），其包括一个或多个流管道（103）、一个或多个被固定于所述一个或多个流管道（103）的拾取传感器（105、105’）和被配置以使所述一个或多个流管道（103）振动的驱动器（104），其中所述振动计（5）的特征在于：

计量器电子设备（20）被耦合到所述一个或多个拾取传感器（105、105’）和所述驱动器（104），其中所述计量器电子设备（20）被配置以使用包括初始振动频率的驱动信号来使所述振动计（5）的一个或多个流管道（103）振动并且作为响应从所述一个或多个拾取传感器（105、105’）接收拾取传感器信号，按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和对应的多个振动频率，并且在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率，其中所述计量器电子设备（20）此外被配置以在自所述偏移的预定安定时段之后测量作为结果的振动频率和作为结果的振动振幅。

2.根据权利要求1所述的振动计（5），其中作为结果的振动振幅是最大的振幅响应。

3.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述驱动信号包括基本上恒定的振幅。

4.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述振动计（5）包括振动密度计、振动气体密度计或科里奥利质量流量计。

5.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述计量器电子设备（20）此外被配置以使用所述谐振频率以生成一个或多个流材料定量。

6.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述预定振动频率范围被选择以包括假定的谐振频率。

7.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述计量器电子设备（20）此外被配置以在找到谐振频率之后使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

8.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述计量器电子设备（20）此外被配置以在找到谐振频率之后使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中所述预定变窄的频率范围基本上以所找到的谐振频率为中心并且重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

9.根据权利要求1所述的振动计（5），其中所述计量器电子设备（20）此外被配置以如果没有找到谐振频率则使所述预定振动频率范围变宽到预定变宽的频率范围，其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变宽的频率范围内定位谐振频率。

10.根据权利要求1所述的振动计（5），其中可以为特定振动计或特定流材料中之一或这两者确定谐振频率。

11.一种确定振动计中谐振频率的方法，其中所述方法包括使用包括初始振动频率的驱动信号来使所述振动计的一个或多个流管道振动并且作为响应接收拾取传感器信号，其中所述方法的特征在于：

按预定相位增量来迭代地偏移在所述驱动信号和所述拾取传感器信号之间的相位差并且测量作为结果的振动频率和振幅，其中所述偏移在预定振动频率范围上操作地扫描所述振动频率并且因此生成多个振动振幅和对应的多个振动频率；和

在所述多个振动振幅中确定基本上最大的振幅响应并且指定所述对应的振动频率为包括谐振频率，其中所述方法此外包括在自所述偏移的预定安定时段之后测量作为结果的振动频率和作为结果的振动振幅。

12.根据权利要求11所述的方法，其中作为结果的振动振幅是最大的振幅响应。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述驱动信号包括基本上恒定的振幅。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述振动计包括振动密度计、振动气体密度计或科里奥利质量流量计。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法此外包括使用所述谐振频率以生成一个或多个流材料定量。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定振动频率范围被选择以包括假定的谐振频率。

17.根据权利要求11所述的方法，其中在找到谐振频率之后，使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

18.根据权利要求11所述的方法，其中在找到谐振频率之后，使所述预定振动频率范围变窄到预定变窄的频率范围，其中所述预定变窄的频率范围基本上以所找到的谐振频率为中心并且其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变窄的频率范围内定位谐振频率。

19.根据权利要求11所述的方法，其中如果没有找到谐振频率，则使所述预定振动频率范围变宽到预定变宽的频率范围，其中重复所述偏移和确定以便在所述预定变宽的频率范围内定位谐振频率。

20.根据权利要求11所述的方法，其中可以为特定振动计或特定流材料之一或这两者确定谐振频率。