CN104541136A - 用来操作共振测量系统的方法 - Google Patents

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Abstract

描述和呈现一种用来操作共振测量系统(1)、尤其是科里奥利质量流量测量设备的方法，其中该共振测量系统（1）包括至少一个电执行部件（3）、至少一个作为振荡发生器的电磁驱动器（4）和至少一个与介质相互作用的振荡元件（5），所述电执行系统（3）提供用来激励电磁驱动器（4）的电激励信号（u2）并且电磁驱动器（4）以至少一个本征形式激励振荡元件（5）振荡。在线性操作区域中激励共振测量系统（1）通过如下方式来实现：通过测量来获取由电激励信号u2引起的电磁驱动器（4）的驱动器端电流iDrA和由电激励信号u2引起的电磁驱动器（4）的驱动器端电压uDrA，根据驱动器端电流iDrA和驱动器端电压uDrA确定驱动器功率SDrA,其中在驱动器端电流iDrA超过预先给定的最大驱动器端电流iDrA -max时和/或在驱动器端电压uDrA超过预先给定的最大驱动器端电压uDrA -max时和/或在驱动器功率SDrA超过预先给定的最大驱动器功率SDrA -max时，限制电激励信号u2为界限值u2-B,使得驱动器端电流iDrA保持在预先给定的最大驱动器端电流iDrA -max之下和/或驱动器端电压uDrA保持在预先给定的最大驱动器端电压uDrA -max之下和/或驱动器功率SDrA保持在最大驱动器功率SDrA -max之下。

Description

用来操作共振测量系统的方法
本发明涉及一种用来操作共振测量系统、尤其是科里奥利质量流量测量设备的方法，其中共振测量系统包括至少一个电执行部件、至少一个作为振荡发生器的电磁驱动器以及至少一个与介质相互作用的振荡元件，电执行部件提供用来激励电磁驱动器的电激励信号并且电磁驱动器以至少一个本征形式激励振荡元件振荡。
上述类型的共振测量系统自从多年前就被熟知，不仅是以科里奥利质量流量测量设备的形式，而且根据音叉-原理作为密度测量设备或液面观测设备，作为石英轮和带粘度计等等。这些共振测量系统与过程/过程介质存在关联，其中过程和过程介质以及共振测量系统相互影响。
接下来，共振测量系统以科里奥利质量流量测量设备为例来探讨，这不必理解为限制性的。是带有一个量管还是多个量管、带有直量管还是弯量管的科里奥利质量流量测量设备没有任何影响。在本文中，将其中以本征频率对有关待确定的过程量（测量量）的信息进行编码的系统和/或其中将工作点放在测量系统的本征频率上的系统完全总称为共振测量系统。对于所有落在该定义下的系统，接下来的实施是能适用的。对于科里奥利质量流量测量设备，量管对应于共振测量系统的振荡元件；而且该振荡元件的特殊构型对于一般性地能适用于共振测量系统的教导没有限制。
构造为科里奥利质量流量测量设备的共振测量系统首先应用在工业过程测量技术中必须以高精度来确定质量流的地方。科里奥利质量流量测量设备的作用原理基于：至少一个有介质流经的量管振荡元件-由振荡发生器激励进行振荡，其中该振荡发生器是电磁驱动器。对于这样的电磁驱动器，线圈通常由电流流过，其中，在振荡元件上的力效应与该线圈电流直接关联。对于科里奥利质量流量测量设备，该作用原理基于：有质量的介质由于通过两个正交的运动-流的运动和量管的运动-引起的科里奥利惯性力而反作用在量管壁上。介质在量管上的该反作用导致量管振荡与量管的未通过流的振荡状态相比发生变化。通过获取通过流的科里奥利量管的振荡的特性，能够以高精度确定通过量管的质量流量。
科里奥利质量流量测量设备的本征频率和/或科里奥利质量流量测量设备的有振荡能力的部分的本征频率（即，主要是作为振荡元件的量管的本征频率）是尤其重要的，原因在于：科里奥利质量流量测量设备的工作点通常放在量管的本征频率上，以便能够以最小的能量消耗施加感应科里奥利力所需要的振荡。因而，由量管实施的振荡具有确定的形式，该形式称为相应激励的本征形式。在科里奥利质量流量测量设备中本征频率尤其重要的另一个原因是：在通过流的量管的本征频率和有效偏转的振荡质量（量管和量管中介质的质量）之间直接物理关联；通过该关系能够确定介质的密度。
由现有技术已知，为了激励振荡元件，由调节器以正弦状电压形式产生作为调节器输出信号的调谐基础信号并且该正弦状电压操控电执行部件，其中电执行部件具有如下任务：在它的输出端提供对应的功率，以便能够以合适的方式并且有足够的功率来操控电磁驱动器，电执行部件因此实际上是在调节器和共振测量系统的电磁驱动器之间在功率方面的联系环节。通常，已知的科里奥利质量流量测量设备也配备有振荡接收器，利用该振荡接收器获取振荡元件的振荡，原因在于在与介质相互作用的振荡元件的振荡中通常存在受关注的、关于介质的物理信息，例如流量、密度和粘度。
对于共振测量系统，在工业实践中，所提供的电功率经常由于不同的原因受限制。这种限制的一个原因例如能够是，共振测量系统设计用于防火类型“本征安全性”。从中得到执行量限制，该执行量限制在启动和停止预先确定的工作点时导致电激励信号的限制，因而导致非线性。
本发明基于如下认识：例如通过执行量限制引起的非线性导致共振测量系统的不期望的多频率激励。例如在测量多相位流或者高粘度材料时共振测量系统的负载如此大，以至于传动链中并且尤其在电执行部件中的限制变得有效。由此不仅在预先确定的频率时激励共振测量系统，而且在多个不期望的频率时也激励共振测量系统。这改变工作点（振荡形式）并且从而也改变共振测量系统的特性、例如零点和灵敏度，这提高测量噪声，减小评估测量信号的精确度以及增加测量值的测量不可靠性。
鉴于共振测量系统的效率接收以及因而鉴于电激励信号的高度，另一个问题能够基于：共振测量系统应该以预先确定的不同操作类型操作，其中，确定的组件有大功率需求，因此，由于功率技术的原因, 不能够维持“正常”的测量操作。例如在振荡元件的诊断-操作中功率需求能够如此高，以至于要减少针对测量操作的驱动功率。
为了影响功率接收，已知的是：只顺序地执行共振测量系统的确定的功能，使得瞬时的功率需求不超过预先确定的量。例如能够在发送测量数据时中断驱动科里奥利质量流量测量设备的量管，这例如对双导体共振测量系统（Zwei-Leiter-Rssonanzmesssystemen）而言是重要的。
对于许多由现有技术已知的共振测量系统，简单地忽略功率限制以及因而忽略执行量限制。然而该做法导致共振测量系统的未定义状态以及因而导致大的测量不可靠性。例如当除了已知且预计的激励之外也利用采取非预计的本征形式、频率未知的信号激励振荡元件时，存在未定义状态。由此预先确定的工作点变得不可靠；例如于是在科里奥利质量流量测量设备中流动质量部分的定义的预计脉冲变化是不可能的。
因此，在评估振荡元件的响应信号时，工作点中的不可靠性也引起模型不可靠性，并且因此也引起测量结果中进一步的测量不可靠性。
因此，本发明的任务是：给出用来操作共振测量系统的方法，在所述方法中，在边缘条件和功率需求变化的情况下，也保证在线性区域中操作共振测量系统。
之前引出和示明的任务在之前示明的已知方法中通过以下方式解决：通过测量来获取由电激励信号u2引起的电磁驱动器的驱动器端电流iDrA以及由电激励信号u2引起的电磁驱动器的驱动器端电压uDrA，根据驱动器端电流iDrA以及驱动器端电压uDrA确定驱动器功率SDrA，其中，在驱动器端电流iDrA超过预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max时和/或驱动器端电压uDrA超过预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max时和/或驱动器功率SDrA超过预先给定的最大驱动器功率SDrA-max时限制电激励信号u2为限值u2-B,使得驱动器端电流iDrA保持在预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max之下和/或驱动器端电压uDrA保持在预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max之下和/或驱动器功率SDrA保持在最大驱动器功率SDrA-max之下。
以根据本发明的方法为基础的想法因此首先基于用测量技术获取电磁驱动器的端子量，所述端子量提示共振测量系统的负载情况，在科里奥利质量流量测量设备的情况下也提示电磁驱动器本身（线圈、永磁体和涡流）的负载、量管以及流经量管的介质。电磁驱动器的端子量又给出：电执行部件如何加电负载。通过不间断地测量驱动器端电压uDrA和驱动器端电流iDrA在原则上也实现如下可能性：也检测共振测量系统变化的负载性能。
一旦识别出共振测量系统进入限制状态，即，驱动器端电流iDrA超过预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max或者驱动器端电压uDrA超过预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max或者瞬时驱动器功率SDrA超过预先给定的最大驱动器功率SDrA-max，则激励信号u2被限制到界限值u2-B，使得m驱动器端子量或者驱动器功率没有超过。因此，通过减少电激励信号u2刚好避免：达到实际上给定的限制之一。
在方法的一优选构型中规定，根据测得的驱动器端电流iDrA并且根据测得的驱动器端电压uDrA来确定电执行部件所加载的复数负载电导G或者复数负载电阻Z，并且借助复数负载电导G和/或借助复数负载电阻Z确定电激励信号u2的界限值u2-B。通过随着时间测量驱动器端电流iDrA和驱动器端电压uDrA，能够按照模和相位确定负载电导G或负载电阻Z，换而言之，能够确定复数负载电导G和/或复数负载电阻Z，这对于共振测量系统的调谐激励的其余情况是受关注的。
在方法的一尤其优选的构型中规定：通过为用来调节振荡元件的振幅的振幅调节预先给定振幅的已匹配、尤其是更小的额定值，限制电激励信号u2为界限值u2-B。
具体而言，现在有不同的可能性来设计和改进根据本发明的方法。对此参考权利要求1之后的权利要求以及参考结合附图对优选实施例的说明。在附图中，
图1示出共振测量系统的非线性激励的第一个例子，
图2示出共振测量系统的非线性激励的另一个例子，
图3示出共振测量系统的非线性激励的另一个例子，
图4示出在采用根据本发明方法时取得的所期望的共振测量系统的线性操作，
图5示意性地示出由现有技术已知的、采取科里奥利质量流量测量设备的形式的共振测量系统的结构，然而对于根据本发明的方法也能够应用，
图6示出电磁驱动器的数学模型的等效图以及采取量管形式的已耦合振荡元件的等效图，
图7以块状图示出用来操作共振测量系统的所要求方法的实施例，以及
图8示出在电流限制、电压限制以及功率限制时驱动器端电压和驱动器端电流的性能的示意性图示。
在图5中首先呈现共振测量系统1，利用要求并且接下来详细描述的方法操作所述共振测量系统。在解释共振测量系统的不同操作情况（图1至图4的内容）之前，首先应该借助图5解释这种共振测量系统1。
图5示出采取科里奥利质量流量测量设备形式的共振测量系统1，其中共振测量系统1具有在信号处理器中实现的调节器2、电执行部件3以及作为振荡发生器的电磁驱动器4.
电磁驱动器4具有如下任务：以本征形式激励振荡元件5、在此处是有介质能流过的量管进行振荡。根据本征形式的类型在此只需要一个唯一的电磁驱动器4，也应该激励更高的模式，也能够需要两个或者更多的电磁驱动器4；这对于接下来描述的、用来操作共振测量系统1的方法不重要。
在图5中分两部分呈现采取科里奥利质量流量测量设备形式的共振测量系统1。实际上构成一个单元的科里奥利质量流量测量设备一半终止于该附图的右图边缘并且出于清楚呈现的原因而另一半又在该附图的左图边缘开始。此处识别出：共振测量系统1此外还具有振荡接收器6，所述振荡接收器6发出输出信号y、在此处采取速度信号y的形式，所述速度信号提供关于量管运动速度的信息，即提供关于振荡元件5速度的信息。用来执行下面呈现的方法的振荡接收器6不是强制必需的。在振荡接收器6上连接多个传递元件，所述传递元件主要用于信号传播，其例如是由放大器组成的匹配电子器件7a、用于实现可切换的不同测量通道的硬件复用器7b、另外的匹配电子器件7c以及再次以数字信号的形式将模拟测量信号输送给调节器2的模拟/数字-转换器7d。调节器2产生用来操控电执行部件3的调节器输出信号u1，并且电执行部件3接下来产生用来激励电磁驱动器4的电激励信号u2。
已知不同的方法，其中，安装共振测量系统1的至少映射振荡元件5的数学模型8以及通过以合适的方式激励振荡元件5和评估数学模型8来识别数学模型8的参数以及将已识别的参数和/或由此导出的量用来操作共振测量系统1。数学模型8在图5中呈现为调节器2的组成部分，其中用来操作科里奥利质量流量测量设备的所有方法实际上以一个或者多个计算单元上程序的形式来实现。利用数学模型8进行的工作不是本专利申请的内容，而是详细地呈现在其他专利申请中，例如DE102011012498A1(多相位检测)或者DE102008059920A1（选择性参数识别）。广泛的数学模型8也不是必须用来实现此处讨论的方法。而是该方法例如在使用非常简单的物理关系下已经能够定量地转换，这接下来也会示出。
在图1到图3中呈现不同的情况，所述情况通过采用根据本发明的方法得到避免。图1中示出驱动器端电流iDrA随时间的曲线，其中iDrA-max表示预先给定的最大驱动器端电流并且表示该电流的阈值。例如当实现防火类型“本征安全性”时Ex关断(Ex-Abschaltung)被激活的情况下，呈现电流曲线iDrA。在超过驱动器功率的预先给定的最大值SDrA-max、驱动器端电流的预先给定的最大值iDrA-max或者驱动器端电压的预先给定的最大值uDrA-max时，能够是这种情况。在该情况下，在硬件方面关断共振测量系统1（“崩溃”）。在图1中针对驱动器端电流iDrA呈现该情况。当不考虑原因（振荡元件的高负载）时，在耗时的重启之后可能重复地使该测量系统崩溃。在该操作状态中，该测量系统自然不能够提供有关过程量的信息。此外，在重启阶段tN期间不能与测量系统进行通信，因此不提供任何诊断数据。
在图2中呈现当超过或者低于预先确定的界限（驱动器端电流的iDrA-max、驱动器端电压的uDrA-max）时关断电激励信号u2的情况下共振测量系统1的另一个未定义状态，。激励信号在预先确定的等待时间tN之后再接通。因为该等待时间与振荡元件5的负载无关，所以有可能造成非预计以及因此未受控的操控，所述操控以多个本征频率中的未知频率激励振荡元件5。然而，因而振荡元件5的工作点是未知并且不是准静态的。因此振荡元件5的响应信号也只能困难地评估，例如原因在于该评估基于准静态工作的数学模型8。结果，这种误差导致测量结果中高的测量不可靠性。
当如在图3中示出的那样电激励信号u2限制为预先确定的最大值时，未定义状态或者带有强非线性的工作性能也能完成。此处在图3的例子中是驱动器端电流iDrA针对正值以及针对负值限制到预先确定最大驱动器端电流iDrA-max。在这种情况下，在振荡元件负载低时，该激励由调谐激励转变为矩形形状激励-虚直线，在振荡元件负载高时，激励由调谐激励转变为切割的正弦曲线。如同上面在图1和图2中描述的情况那样，由此工作点变得不可靠并且因此测量结果的测量不可靠性也上升。
用来避免之前借助图1到图3示明的不受控的、伴有大量非线性出现的操作情况，根据本发明现在针对操作共振测量系统1规定：通过测量来获取由电激励信号u2引起的电磁驱动器4的驱动器端电流iDrA以及由电激励信号u2引起的电磁驱动器4的驱动器端电压uDrA，根据驱动器端电流iDrA和驱动器端电压uDrA确定驱动器功率SDrA,其中当驱动器端电流iDrA超过预先确定最大驱动器端电流iDrA-max时和/或当驱动器端电压uDrA超过预先确定最大驱动器端电压uDrA-max时和/或当驱动器功率SDrA超过预先确定最大驱动器功率SDrA-max时，将电激励信号u2限制到界限值u2-B，使得驱动器端电流iDrA保持在规定最大驱动器端电流iDrA-max之下和/或驱动器端电压uDrA保持在规定最大驱动器端电压uDrA-max之下和/或驱动器功率SDrA保持在最大驱动器功率SDrA-max之下。
通过电激励信号u2到界限值u2-B的所描述限制来实现：限制共振测量系统和/或采取科里奥利质量流量测量设备的量管形式的振荡发生器的激励，使得始终以调谐振荡激励，即，能够保持线性操作性能。利用所描述的方法引起的共振测量系统1的操作性能在图4中呈现，其中在此标示的箭头指向通过振荡发生器电磁驱动器4负载的增加方向。结果，在任何情况下都将识别出，根据电负载来计算和预先给定电激励信号u2，其方式使得一方面激励信号-此处采取驱动器端电流iDrA的形式-保持调谐，而另一方面不超过驱动器功率的预先确定极限值SDrA-max、驱动器端电流的预先确定极限值iDrA-max和驱动器端电压的预先确定极限值uDrA-max。共振测量系统1的电输入量、即驱动器端电流iDrA、驱动器端电压uDrA和驱动器功率SDrA-并且因而共振测量系统1的负载-通过该过程测量并且工作点的额定值和/或执行量限制被预先计算并设定，使得共振测量系统1的元件始终在线性区域工作并且当高负载时必须尽可能不关断共振测量系统1。所提出的方法根据共振测量系统1的当前负载并且根据用来提供的功率设定额定值和/或执行量限制，使得驱动链和测量链中全部相关的元件和单元都在线性区域中工作。
为了更好地理解这些关系，在图6中以等效图的形式呈现在共振测量系统1采取数学模型8（等效图）的形式时的物理关系；该数学模型8本身不是执行所要求方法所必需的。在图6的上面部分中首先绘出作为共振测量系统1的科里奥利质量流量测量设备，其中两个量管标示为振荡元件5。此外标示电磁驱动器4，利用所述电磁驱动器量管能够相对彼此偏转并且因此被激励进行振荡。在图6下面部分中呈现电磁驱动器4的等效图（左侧），以及与介质相互作用的振荡元件5的等效图（右侧）。进而呈现：电执行部件3产生用来激励电磁驱动器4的电激励信号u2。
通过测量来获取由电激励信号u2引起的电磁驱动器4的驱动器端电流iDrA以及由电激励信号u2引起的电磁驱动器4的驱动器端电压uDrA，这在此处没有详细地呈现。电激励信号u2能够是驱动器端电流iDrA或驱动器端电压uDrA；即，所使用的字母“u”不强制地指示电压。驱动器端电流iDrA能够例如通过欧姆电阻处的压降来量取，驱动器端电压uDrA能够直接由数字信号处理器的模拟测量输入端以高欧姆形式获取或者由分开的模拟/数字-转换器数字化。
因而，此处呈现的数学模型8也复现电磁驱动器4的物理特性，因此电磁驱动器4的效果能够共同包括在运算中。例如在该情况下预先给定电磁驱动器4和振荡元件5的参数，所述参数然而也能够通过合适的识别方法来确定，对此参见并行但还未公开的专利申请DE 10 2012 011 934.8。能够如何确定这些参数不是该申请的内容。
由图6中呈现的模型表示明显看出：数学模型8将电磁驱动器4以及与介质相互作用的振荡元件5总体映射为电执行部件3的负载，其中该负载等于驱动器端电压uDrA和驱动器端电流iDrA的比值。下式成立：
在之前提及的方程形式的描述中，出发点如下：电激励信号u2为调谐激励信号，因此提出复数值的方程式。在观察图6时清楚地看出：复数负载电阻总体取决于振荡发生器4（线圈电感、线圈欧姆电阻和涡流损耗）的特性、采取量管形式的振荡元件5的机械特性还有与振荡元件5相互作用的介质（当前是流经量管的介质）的特性。因此复数负载电阻取决于电磁驱动器4以及与介质相互作用的振荡元件5的电特性、机械特性和流体力学的特性。
在图6中呈现的等效图中，等效量总体上有如下的含义：
uDrA  :=功率放大器输出端处的电压（驱动器线圈处的电压），
iDrA  :=功率放大器输出端处的电流（通过驱动器线圈的电流），
iL   :=通过等效电感的电流，
k    :=传递系数，
RS   :=驱动器线圈的欧姆电阻，
RW   :=电磁驱动器中的涡流损耗，
LS    :=驱动器线圈的电感，
uind  :=线圈处与速度成比例的感生电压，
v    :=量管速度，
m    :=量管和测量介质的振荡质量（有效振荡质量），
c    :=量管和测量介质的弹簧刚度（有效弹簧刚度），
d    :=量管和测量介质的阻尼系数（取决于过程的阻尼系数），以及
Fm    :=驱动力。
电阻RS描述由电磁驱动器4所包含的驱动器线圈的欧姆电阻。电阻RW描述电磁振荡发生器中的涡流损耗以及通过LS描述驱动器线圈的电感。对于判读共振测量系统1的运动状态而言，尤其受关注的是在经过电感LS的电流iL和振荡元件5的速度之间的相位。只流经电感Ls的电流iL造成对振荡元件5的成比例的力效应Fm。由根据图6的等效图立即清楚地看出：电流iL不是必须与驱动器端电流iDrA同相。根据方程（1）能够由图6推导出以下方程用来计算复数负载：
通过传递系数k互相耦合电磁驱动器4的数学部分模型和振荡元件5，其中同样地一方面在通过等效图中带有电感Ls的线圈的电流iL和由此引起的力效应Fm之间存在比例关系，如同另一方面在作为振荡元件5的量管的速度v和由此以感应电压uind的形式产生的反作用力之间存在比例关系。因为两个效应由同一个电磁驱动器4产生，所以实际上对于两个方程而言，相同的传递系数k均适用。传递系数k对于确定多个受关注的、作为绝对值的量而言不是强制必需的，原因在于经常只考虑值的相互关系，原因在于确定的值只鉴于其相位是受关注的，它的模较少受关注，并且原因在于，在实践中在初始校准时能够确定k的相应值。无论如何，当然可能的是，针对k给出精确的值，尽管该确定也意味着某种测量技术的费用。
根据如下来得出不同的传递函数：电执行部件3在其输出端驱动电流还是电压并且因此设定驱动器端电流iDrA还是驱动器端电压uDrA为输出量u2。对于设定驱动器端电流iDrA作为对由电执行部件提供的驱动器端电压uDrA的响应（U-U-功率放大器）的情况，在图像区域中作为负载电导得到（方程3）：
对于电执行部件3驱动驱动器端电流iDrA并且设定驱动器端电压作为反应的情况，针对复数负载电阻（电执行部件3作为U-I-功率放大器工作）得到：
两个传递函数描述复数负载电导G和/或复数电阻Z，利用复数负载电导G和/或复数电阻Z总体上、即电方面、机械方面以及流体力学方面给电执行部件3加负载，接下来简称为G和Z。传递函数的参数能够以非常不同的方式识别，例如通过在不同频率时观察传递函数以及在这些频率时获取驱动器端电流iDrA和驱动器端电压uDrA的测量值以及将所述测量值用于评估方程并且因而用于评估数学模型8。
根据方程3和4的传递函数描述复数负载电导G和/或复数负载电阻Z，利用复数负载电导G和/或复数负载电阻Z总体上给传感器电子器件的功率部分、即电执行部件3加负载。负载由电分量、机械分量以及流体力学分量组成。有效功率在复数负载的实部中实施并且由驱动器线圈的欧姆电阻中的损耗和涡流损耗、由通过材料阻尼和摩擦造成的机械损耗以及由以流为条件的损耗组成。
为了进行例证，通过忽略涡流，简化复数负载电导G和/或复数负载电阻Z-即复数负载的示明的关系：
和/或
时。
当在工作点观察负载时，方程式也变得还要更直观，这就是说，当量管的第一本征形式的共振频率的操作频率是：
和/或
此处d0是不包括流过量管的测量介质的传感器的阻尼常数。利用测量介质，阻尼常数改变Δd，例如由于粘度或者由于多相位流时的二次流。阻尼常数的改变以及因此负载的改变能够尤其在多相位流时为百分之几十。
功率放大器的输出端处的电压UDrA或uDrA和电流IDrA或iDrA通过前置放大器、复用器、放大器、模数转换器以及DSP来相位选择地测量。由此确定复数负载电阻Z和复数负载电导G。
上述示明的方程式形式的关系便于如下理解：对于电磁驱动器4的实际负载哪些因素起作用以及在复数负载电导G和/或复数负载电阻Z中涉及，因此总体来说在复数负载中起作用。
优选地通过以下方式来执行之前示明的、用来操作共振测量系统1的方法：根据测得的驱动器端电流iDrA并且根据测得的驱动器端电压uDrA确定复数负载电导G或者复数负载电阻Z，利用复数负载电导G或者复数负载电阻Z给电执行部件3加负载，并且借助复数负载电导G和/或借助复数负载电阻Z确定电激励信号u2的界限值u2-B。确定有多精确取决于电执行部件3是哪种类型。
对于电执行部件3作为受控电压源工作的情况，必然能够只针对于驱动器端电压uDrA作用，因而此处通过电压限值能够取得所期望的功率限制，因此共振测量系统1总体上在线性区域中工作。这能够通过如下方式来实现：一方面根据复数负载电导G或复数负载电阻Z以及另一方面根据最大驱动器端电流iDrA-max计算电压限值uDrA-BI作为界限值u2-B和/或根据最大驱动器功率SDrA-max计算电压限值uDrA-BS作为界限值u2-B。优选地不仅计算电压限值uDrA-BI作为界限值u2-B而且计算电压限值uDrA-BS作为界限值u2-B，并且使用两个值中更小的值作为电激励信号u2的界限值u2-B。同样地呈现该进程如下：
给出的方程（7）只在电流限制或者功率限制生效时奏效，否则保持调节、尤其是量管偏转的振幅调节-量管速度-的使用值。
对于电执行部件3作为受控电流源工作的情况，必然能够只针对于驱动器端电流iDrA作用，因而此处通过电流限值能够取得所期望的功率限制，因此共振系统1总体上在线性区域中工作。这能够通过如下方式来实现，一方面根据复数负载电导G或复数负载电阻Z以及另一方面根据最大驱动器端电压uDrA-max计算电流限值iDrA-BI作为界限值u2-B和/或根据最大驱动器功率SDrA-max计算电流限值iDrA-BS作为界限值u2-B。优选地不仅计算电流限值iDrA-BI作为界限值u2-B，而且计算电流限值uDrA-BS作为界限值u2-B，并且使用两个值中更小的值作为电激励信号u2的界限值u2-B。该计算类似于方程组7进行。
通过为用来调节振荡元件振幅的振幅调节预先给定该振幅的已匹配额定值、尤其是更小的额定值，实现将电激励信号u2限制到界限值u2-B的、尤其好的可能性。在图7中示意性地呈现用来操作共振测量系统1的调节循环的实现。共振测量系统1以科里奥利质量流量测量设备的形式呈现，其中共振测量系统1具有在数学信号处理器（DSP）中实施的调节器2以及电执行部件3，所述电执行部件3带有数字/模拟转换器3a以及作为功率部分的压控电压源3b。电磁驱动器4具有线圈，所述线圈使振荡元件5偏转以及激励振荡元件5进行振荡。在呈现的实施例中，由电执行部件3产生的电激励信号u2是电压，该电压等同电磁驱动器4的驱动器端电压uDrA。驱动器端电流iDrA结合介质根据外加的电压uDrA、根据电磁驱动器4和振荡元件5的参数以及根据振荡元件5的运动状态合乎逻辑地设定。驱动器端电压uDrA和驱动器端电流iDrA在每种情况下都以测量技术获取并且利用模拟/数字转换器10a、10b转换。
在图7中分解地呈现调节器2。数学模型8存放于调节器部分2a中，因此此处能够进行与模型8相关的所有计算。此处要求的方法并非当然与复杂的数学模型8的使用有联系，而是该方法还能与无模型的调节循环一起使用。真正的调节器在调节器部分2b中实施，例如上面针对相位调节、中间针对振幅调节以及下面针对振幅控制。调节器2b的输出是执行量，所述执行量由接下来的信号发生器2c转换。为了激励振荡元件5，首先在信号发生器2c中生成两个正交调谐的激励信号，根据它们来一起产生调节器输出信号u1。又通过模拟/数字转换器10a、10b输送给DSP的、同样调谐的测量量在解调器11a、11b中借助于信号发生器2c的正交基础信号分解成信号分量，因此解调之后存在有关信号发生器2c的输出信号的相位信息，其中所述信号分量允许关于基础信号确定信号的相位。因此在模和相位方面已知的驱动器端电压uDrA和驱动器端电流iDrA在调节器中总体上这样评估，使得额定值AS匹配于振幅，使得已确定的电压限值uDrA-BI和/或uDrA-BS得以保持。
最终在图8中呈现：这样操作电执行部件3，使得所引起的驱动器端电流iDrA始终小于预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max以及引起的驱动器端电压uDrA始终小于预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max以及驱动器功率SDrA始终小于预先给定的最大驱动器功率SDrA-max。此处简化地线性呈现功率限制的曲线。弓型的箭头表明工作线随着负载增长的方向。在低负载时确定电流限值，在很高负载时电压极限是限制性的，其中，由电执行部件3最大能提供的功率在这两种情况之间的共振测量系统的工作区域中是限制性的。

Claims (8)

1. 用来操作共振测量系统（1）、尤其是科里奥利质量流量测量设备的方法，其中该共振测量系统（1）包括至少一个电执行部件（3）、至少一个作为振荡发生器的电磁驱动器（4）和至少一个与介质相互作用的振荡元件（5），所述电执行系统（3）提供用来激励电磁驱动器（4）的电激励信号（u2）并且所述电磁驱动器（4）以至少一个本征形式激励所述振荡元件（5）进行振荡，
其特征在于，
通过测量来获取由所述电激励信号（u2）引起的所述电磁驱动器（4）的驱动器端电流iDrA和由所述电激励信号u2引起的所述电磁驱动器（4）的驱动器端电压uDrA，根据所述驱动器端电流iDrA和所述驱动器端电压uDrA确定驱动器功率SDrA,
其中在所述驱动器端电流iDrA超过预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max时和/或在所述驱动器端电压uDrA超过预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max时和/或在所述驱动器功率SDrA超过预先给定的最大驱动器功率SDrA-max时限制所述电激励信号u2为界限值u2-B,使得所述驱动器端电流iDrA保持在预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max之下和/或所述驱动器端电压uDrA保持在预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max之下和/或所述驱动器功率SDrA保持在所述最大驱动器功率SDrA-max之下。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据测得的驱动器端电流iDrA并且根据测得的驱动器端电压uDrA确定复数负载电导G或者复数负载电阻Z，利用所述复数负载电导G或者复数负载电阻Z给所述电执行部件（3）加负载，并且借助所述复数负载电导G和/或借助所述复数负载电阻Z确定所述电激励信号u2的界限值u2-B。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，通过为用来调节所述振荡元件的振幅的振幅调节预先给定所述振幅的已匹配、尤其是更小的额定值，来将所述电激励信号u2限制为所述界限值u2-B。
4. 根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电执行部件（3）作为受控电压源工作并且一方面根据所述复数负载电导G或所述复数负载电阻Z而另一方面根据最大驱动器端电流iDrA-max计算电压限值uDrA-BI作为界限值u2-B和/或根据最大驱动器功率SDrA-max计算电压限值uDrA-BS作为界限值u2-B 。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，不仅计算所述电压限值uDrA-BI作为界限值u2-B而且计算电压限值uDrA-BS作为界限值u2-B，并且使用所述两个值中更小的值作为所述电激励信号u2的界限值u2-B。
6. 根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电执行部件（3）作为受控电流源工作并且一方面根据复数负载电导G或复数负载电阻Z而另一方面根据最大驱动器端电压uDrA-max计算电流限值uDrA-BU作为界限值u2-B和/或根据最大驱动器功率SDrA-max计算电流限值iDrA-BS作为界限值u2-B。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，不仅计算电流限值iDrA-BU作为界限值u2-B而且计算电流限值iDrA-BS作为界限值u2-B，并且使用两个值中更小的值作为所述电激励信号u2的界限值u2-B。
8. 根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述电执行部件（3），使得所引起的驱动器端电流iDrA始终小于预先给定的最大驱动器端电流iDrA-max以及所引起的驱动器端电压uDrA始终小于预先给定的最大驱动器端电压uDrA-max并且所述驱动器功率SDrA始终小于预先给定的最大驱动器功率SDrA-max。
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