CN104395701B - 一种控制形成为双线现场设备的流量测量装置的线圈布置中激励能量的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制流量测量装置的线圈布置中的激励能量的方法，用于根据激励能量产生穿过介质的磁场B，流量测量装置具有存储能量的能量缓冲系统并且被构造成为双线现场设备，所述流量测量装置具有多个操作状态，所述流量测量装置在这些操作状态之间转换，并且操作状态描述按时间间隔脉冲产生的激励电流。在所述方法中，至少一个第一操作状态以第一功率水平操作，在该操作状态下，在第一脉冲线圈布置激励第一最大电流强度的激励电流，该脉冲还具有第一脉冲暂停，其特征在于以下步骤：A)存储供应的超量功率水平，其超出了操作装置的最小功率水平，以使得根据能量缓冲系统中供应的功率水平在脉冲期间操作线圈布置；其中在第一脉冲暂停中发生能量缓冲系统的至少部分充电，并且在电流强度的激励期间发生能量缓冲系统的至少部分放电；以及B)改变到第二操作状态，在第二操作状态下在第二脉冲线圈布置激励激励电流，该脉冲具有第二脉冲暂停，第二脉冲暂停比第一脉冲暂停短。

Description

一种控制形成为双线现场设备的流量测量装置的线圈布置中 激励能量的方法

技术领域

本发明涉及一种控制实施成双线现场设备的流量测量装置的线圈布置中激励能量的方法。

背景技术

磁感应流量测量装置利用电动感应原理进行体积流量测量：介质的电荷载流子垂直于磁场移动，使得在实质上既垂直于介质流动方向又垂直于磁场方向上同样设置的电极中感应出电压。该感应的测量电压与测量管横截面中的平均介质流动速度成比例，并且因此与体积流量成比例。如果已知介质密度，就可以确定管道，尤其是测量管中的质量流量。测量电压通常经过电极对分接，电极对设置在测量管中磁场强度最大的区域，并且因此期望得到最大的测量电压。电极通常与介质通电地连接；但是，具有非接触、电容性地连接的电极的磁感应流量测量装置也是已知的。

测量管可以由导电材料，例如不锈钢，或者由电绝缘材料制造。如果测量管由导电材料制造，那么它就必须布线在具有电绝缘材料衬套的与介质相接触的区域。该电绝缘材料衬套例如由取决于温度和介质的热塑性、热硬化性或弹性的合成材料组成。但是，具有陶瓷衬套的磁感应流量测量装置也是已知的。

在历史上，这种双线现场设备主要这样设计，将形成为电流回路的单对导线中瞬时流动的供给电流的瞬时电流电平被设置为4mA到20mA之间的值，并且该瞬时电流电平还同时表示现场设备瞬时产生的测量值，尤其是瞬时发送到现场设备的激励值。因此，这种双线现场设备的特别问题在于，至少名义上可用的或由现场设备电子器件使用的功率-接下来简称为“可用功率”-在操作中可能以实际上不可预测的方式在很大范围内波动。考虑到这些，因此，现在的双线现场设备(2L现场设备)，尤其是现在的具有(4mA到20mA)电流回路的双线测量设备(2L测量设备)，通常被设计为，利用在评估和操作电路中提供的微计算机来执行的设备功能是可变的，并且因此，操作和评估电路，通常在任意情况下都仅使用少量功率，因此，可以匹配于瞬时可用功率。

在磁感应流量测量装置的所有部件中，产生穿过测量材料的磁场B的线圈布置所需要的能量最大。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种方法，用于尽可能有效管理流量测量装置形式的双线现场设备的可用功率。

本发明通过下述方法来完成该目的。

根据本发明，提供一种控制流量测量装置中线圈布置的激励能量的方法，用于根据激励能量产生穿过介质的磁场B，流量测量装置具有存储能量的能量缓冲系统并且被实施成双线现场设备，其中，流量测量装置具有多个操作状态，流量测量装置在这些操作状态之间转换，并且操作状态描述按时间间隔脉冲产生的激励电流，其中至少第一操作状态以第一功率操作，在该第一操作状态下在第一周期内利用第一最大电流电平的激励电流激励线圈布置，其中该周期还具有第一脉冲暂停，其中该方法特征在于以下步骤：

A)存储馈入超量能量，其超出了操作装置的最小功率，用于根据能量缓冲系统中供给的功率，在周期期间操作线圈布置；

其中在第一脉冲暂停中发生能量缓冲系统的至少部分充电，以及在电流电平的激励期间发生能量缓冲系统的至少部分放电；以及

B)改变到第二操作状态，在该第二操作状态下在第二周期内用激励电流来激励线圈布置，其中第二周期具有第二脉冲暂停，第二脉冲暂停短于第一脉冲暂停。

在这种情形中，线圈布置被认为是消耗组，其以至少最小功率持续操作。在这种情形中，线圈布置优选包括线圈和电路。通过本发明的方法，可以有效利用超量能量，用于减少暂停脉冲比率，以促进持续操作，或者增加激励电流电平的幅度。

本发明的有利实施例如下所述。

有利地，采用电容器，即节省成本的部件，作为能量缓冲系统。

此外有利地是，对激励能量的控制独立于流量测量装置的终端电压和/或终端电流。根据这种构造，终端电压和/或终端电流仅时间离散地可分接。

特别的优选操作状态是，产生第二脉冲暂停为零的持续脉冲产生的激励电流。

本发明既可应用于磁感应流量测量装置，也可应用于科里奥利流量测量装置。

附图说明

现在，参照附图，将更详细地论述根据磁感应流量测量装置的本发明的方法，其中唯一的附图，图1示出了三种操作状态的波形。

具体实施方式

在不知道关于终端电压和终端电流即施加到电源的电流电平和电压的信息的程度情况下，流量测量装置采用最小功率工作直到其它信息变为可用。另一方面，电压不依赖于流量-其仅仅取决于外部因素。由此产生的功率是流比例、电流电平和外部影响电压的组合。

图1示出了三种操作状态A、B和C。传统地，在实施为双线现场设备的磁感应流量测量装置的情形中，仅仅采用第一操作状态A。通过考虑双线流量测量装置持续工作的最小功率，正好足以实现该操作状态A来证明。已知其它装置同样地改变操作状态。但是，这不是基于能量存储器的充电状态，尤其是能量缓冲系统的充电状态。

通过提供能量存储系统，根据本发明，基于发生在能量缓冲系统中的中间存储中的上升的功率，为线圈布置供给脉冲产生的激励电流。在这种情形中，第一周期1包括到达最大电流电平3的感应时间2和接下来其中没有激励产生的脉冲暂停4。

如果考虑操作状态A，则在感应时间内能量缓冲系统放电。在第一脉冲暂停4内能量缓冲系统充电。在系统的供应功率大于执行第一操作状态所需功率的程度的情况下，仅仅存在能量缓冲系统部分放电，使得可通过超量功率持续充电。

优选地，在能量存储的同时或功率存储之后，流量测量装置可以将正在操作的状态变化到操作状态B或者-特别优选地-变化到操作状态C，该状态连续循环产生激励电流。在操作状态C中，脉冲暂停等于零。但是，激励电流的幅度，或者说最大电流电平可以仍然增加。

在存在较高功率期间，能量缓冲系统可以较快地充电。通过这种方法，当不存在电流电平增长时，可以缩短时间间隔。这通过图1中的操作状态B示出。

在存在更高功率期间，流量测量装置可以转换到尤其优选的操作状态C，在这种情况下，持续的电流供应是可能的。在这种情况下，放大了信噪分离，使得可以感知到更多的信号，也就是说，总体上能够确定更精确的测量值。

Claims (10)

1.一种控制流量测量装置的线圈布置中的激励能量的方法，用于根据所述激励能量产生穿过介质的磁场B，所述流量测量装置具有用来储存能量的能量缓冲系统并且被实施为双线现场设备，其中，所述流量测量装置具有多个操作状态，所述流量测量装置在所述操作状态之间转换，并且所述操作状态描述按时间间隔脉冲产生的激励电流，其中至少第一操作状态以第一功率操作，在该第一操作状态下，在第一周期内利用第一最大电流电平的激励电流来激励所述线圈布置，其中所述周期还具有第一脉冲暂停，其中所述方法的特征在于以下步骤：

A)储存超过了操作所述装置的最小功率的馈入超量功率，用于根据所述能量缓冲系统中供给的能量，在周期期间操作所述线圈布置；

其中，在所述第一脉冲暂停中发生所述能量缓冲系统的至少部分充电，以及在所述电流电平的激励期间发生所述能量缓冲系统的至少部分放电；

B)改变到第二操作状态，在该第二操作状态下，在第二周期内利用激励电流来激励所述线圈布置，其中，所述第二周期具有第二脉冲暂停，所述第二脉冲暂停短于所述第一脉冲暂停；以及

C)改变到第三操作状态，在该第三操作状态下，所述激励电流的幅度或者说最大电流电平增加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述能量缓冲系统的充电状态，所述流量测量装置在所述第一操作状态和所述第二操作状态之间改变。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电容器被用作能量缓冲系统。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，独立于所述流量测量装置上的终端电压和/或终端电流而进行所述激励能量的控制。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二操作状态能够产生具有第二脉冲暂停为零的持续脉冲产生的激励电流。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量缓冲系统被集成到所述流量测量装置的壳体内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流量测量装置是磁感应或科里奥利流量测量装置。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量缓冲系统具有20mJ的最小存储容量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述能量缓冲系统用于0-30mA的电流电平。

10.根据权利要求6-9之一所述的方法，其特征在于，所述第二脉冲暂停是零。