CN105424140B - 振动传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及振动传感器。用于以至少一个可振动单元确定和/或监测介质的至少一个过程变量的方法；通过可调频率的电子激励信号激励可振动单元以机械振动；将机械振动转换为接收的电信号，接收的信号至少以频率和/或相位和/或幅值为特征；基于接收的信号产生激励信号；从激励信号开始在时间上的具体预定点处采样接收的信号的电压值；接收的信号的实部和虚部从接收的信号的采样电压值通过戈泽尔算法确定，提供至少一个戈泽尔系数来执行戈泽尔算法；从接收的信号的实部和虚部计算接收的信号的至少一个当前相位和/或当前幅值；调整激励信号的频率，使得激励信号和接收的信号之间出现可预定相移；并且确定至少一个过程变量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监测介质的至少一个过程变量的方法和设备，该介质具有至少一个能够振动的单元。
背景技术
例如，液位测量装置情况下，这类设备-同样设计为电子振动传感器-具有例如振荡音叉，单独的杆件或者膜片作为可振动单元。在操作过程中，这类可振动单元受到机电换能器单元引起的激励开始机械振动，例如依次受到压电致动器或电磁致动器的激励。然而在流速测量装置情况下，可振动单元还可以设计为可振动管道，相应的介质通过管道流动，例如，在根据科里奥利原理运行的测量设备中流动。自然可以理解的是其它同样落入本发明范围的可能性也同样出现在除所引用示例的可振动单元以及机电换能器单元内。
相应的现场仪器由申请人大量制造，并且例如对于液位测量设备的情况，被以名称LIQUIFANT和/或SOLIPHANT销售。内在的测量原理基本上可以从大量公开的文献中获知。通过机电换能器单元激励可振动单元进行机械振动，大部分是通过模拟电气振荡电路产生的。通过电激励信号，机电换能器单元激励可振动单元进行机械振动。相反地，机电换能器单元接收可振动单元的机械振动，并且将其转换为可接收的电信号。机电换能器单元相应的包括单独的致动器单元和单独的接收器单元，或者致动器/接收器单元的组合。
因此致动器/接收器单元是集成在电子单元内的控制电路的一部分，其中控制电路调节激励信号，从而在激励信号和所接收的信号之间出现预定的相移。例如，根据震荡发生的条件，发生在振荡电路中的所有相位结果是360度的倍数，对于谐振震荡发生的条件必须满足。
激励信号和所接收的信号都是以各自的频率，幅值和/或相位为特征。这些变量的变化相应的通常用于确定各自的过程变量，例如容器内介质的预定液位，或者同样介质的密度和/或黏度，或者介质通过管道的流速。在用于流体电子振动点水平开关情况下，例如，其不同在于可振动单元是否被流体覆盖或者自由振动。由此使用不同的谐振频率，即频移来区分这两种状态-自由状态和被覆盖状态。仅需要至少部分被介质覆盖，采用该测量设备就可以依次确定密度和/或黏度。
现有技术中，已经获知对可振动单元的模拟和数字激励方法，其中数字激励的特征在于使用的可能性更广泛。然而，这反过来经常会成为劣势，包括对相应测量设备相当高的功耗。因此功耗更低的数字激励方法更受欢迎。
例如，DE102009026685A1中的一种方法已经成为公知的关于电子振动传感器的受控数字激励，其基于预定频率的受迫激励。为了找到激励信号的激励频率，该频率处会出现预定相移，实施扫频，并且确定与预定相移对应的频率。该方法的最优发展是DE102009028022A1的主题，其中所接收的信号的评估被简化，因为所接收的信号是采样获得的，并且实施选择的评估相位仅在特定点处。其它的进一步的研究在DE1020110075113A1中描述，并且在于采用随后的平均值计算引导两个扫频在不同行进方向上，以便增加测量精度。然而，设计为执行所引用的方法的测量设备没有附加步骤的话，是不适于通过4-20mA接口或NAMUR接口操作该测量设备。
其它用于电子振动传感器的数字可能性，用于调节激励信号和所接收的信号之间的相移处于预定值在DE00102010030982A1中公开。这里所述的方法基于相控环路功能原理(锁相环路，PLL)，并且已经被优化从而降低功耗。对于这种布置，至少需要一个相位检测器，对于其鲁棒性和控制环路的精度具有决定性影响。从而可以稳定的进行评估，必须另外保证该激励信号的幅值保持为恒定值。然而，实践中这相对比较复杂。
发明内容
本发明基于提供一种方法和设备的目标，使得激励信号和所接收的信号之间的相移可靠和简单的设定为一个预定值，前提是较低功耗。
根据本发明，目的在于通过利用至少一个可振动单元确定和/或监测介质的至少一个过程变量的方法而实现，
其中通过可调频率的电子激励信号激励可振动单元以进行机械振动，
其中将机械振动转换为接收的电信号，所接收电信号以频率和/或相位和/或幅值为特征，
其中基于该接收的信号产生激励信号，
其中从激励信号开始在时间上的具体预定点处采样所接收的信号的电压值，
其中通过戈泽尔算法由所接收的信号的电压采样值确定所接收的信号的实部和虚部，
其中提供至少一个戈泽尔系数，特别是采样值数量和/或操作频率和/或采样频率，来执行戈泽尔算法，
其中由所接收的信号的实部和虚部计算所接收的信号的至少一个当前相位和/或当前幅值，
其中调整激励信号的频率，使得激励信号和所接收的信号之间出现预定相移，并且
其中确定至少一个过程变量。
戈泽尔算法的起源为离散傅立叶变换(DFT)。通常，快速傅立叶变换(FFT)-一种对DFT的重要简化，如公开文件DE10201101667A1或DE10203461A1中所述，两者都涉及电子振动传感器，用于进行频率分析。然而，其它过程工业领域，同样会重复使用FFT，例如文件DE69730416T2或DE102004030740A1中。代替FFT，目前使用戈泽尔算法，这是在如下背景下兴起的：
戈泽尔算法基本上代表一种相对于FFT新的简化，如果期望的是考虑信号中仅一个或若干个谱分量k的DFT情况下。也就是说，戈泽尔算法给出特定频率下的离散傅立叶系数作为初始采样值。因此，其用处仅在于感应相应信号的频率范围是否已经准确获知。
在电子振动传感器受迫振动的情况下，激励信号已知，反过来关于激励信号的频率评估所接收的信号。通过将振荡电路和/或控制电路的单个分量巧妙的组合，并且通过巧妙的选择戈泽尔算法的各个参数，即所谓的戈泽尔系数，由此使用戈泽尔算法来替代FFT是更有利的。通过相应的评估方法，从而大大降低了必要的运算操作数量。
最后，通过使用戈泽尔算法，用于相应设计的测量装置的功耗大大降低，这对于执行4-20毫安接口或者NAMUR接口和/或在容易爆炸的环境中使用测量装置特别有利。
由此提供戈泽尔系数，通过：采样值数量N；需要考虑的频谱分量fk，其中频谱分量代表戈泽尔算法的操作频率；以及采样速度Ts的倒数提供的采样频率fs。从这些数值已知作为戈泽尔窗口附加结果，其中戈泽尔窗口从采样值数量N和采样间隔T的乘积确定，并且相应的为频率分辨率的测量值。
在戈泽尔系数选择方面，应当遵循特定的条件从而实现最优的精确估计。
通过下列等式将戈泽尔系数链接在一起：
通常，首先限定采样频率fs，随后确定系数k，使得操作频率fk与激励信号对应。
然而，在特定的给定电子振动传感器中，其中激励信号已知，如果将工作频率设定到激励信号的频率则是有利的。该过程的结果是采样频率fs被连续适应，而不是系数k。
另外，如果采样频率设定到激励信号频率的整数倍n则是有利的。这就能够使得戈泽尔算法的计算工作得以简化。特别是，如果将操作频率另外设定到激励信号的频率，那么关系式k＝N/n就能得到系数k。
另外，如果选择激励信号周期的整数倍作为采样数量则是有利的。众所周知的采用这种方式可以防止截断误差-也就是所谓的闭锁效应。
计算工作的额外和显著的降低，以及相应的对应测量装置功耗的降低，可以通过适当和巧妙的建立各个戈泽尔系数的其它条件而实现。
在特定优选实施例中，激励信号频率的二倍或四倍设定为采样频率。这个选择特别有利。也就是说，具有将算法内固有的计算复数三角函数项简化为常量的效果。
在优选实施例中，在激励信号的多个周期内执行戈泽尔算法。运算的周期越多，幅值检测和/或相位检测就更鲁棒。
另外，如果激励信号为方波信号或者正弦波信号则是有利的。
测量值同样是必要的，采用这些测量值可以设定激励信号和所接收的信号之间的可预定相移。两个信号表现出周期性的按时间顺序的行为，其可用于调整可预定相移。
在特定优选实施例中，通过与激励信号相关的时移，使用采样值数量和采样频率的商相应地设定可预定相移。因此通过调整与激励信号相关的戈泽尔窗产生相移。
如果可预定相移为90度，则是有利的。采用这种方式发生谐振激励，同时满足振荡电路条件。
在进一步优选实施例中，测量周期细分为至少两个时间间隔，其中分别将第一可预定相移设定在第一时间间隔内，并且第二可预定相移设定在第二时间间隔内。这个过程对于确定介质黏度是有利的。为了完成这个，所接收的信号即关于不同相移相对激励信号进行评估。
在进一步优选实施例中，用于控制偏差的、由所接收的信号的实部和虚部的量之间的商所定义的函数，或者该函数的逆，被用于设定可预定相移。这表示当前相移相对于精确数学方法的计算的简化。
由此如果限制控制偏差，特别是限制到+/-1，则是有利的。
根据本发明的目标同样是通过一种利用至少一个可振动单元确定和/或监控介质的至少一个过程变量的设备来实现的：
采用机电换能器单元，其被设计为用于基于可调频率的电激励信号激励机械可振动单元以进行机械振动，
并且接收该机械振动，将它们转换为接收的电信号，其中电信号至少通过频率和/或相位和/或幅值作为特征，
并且采用带有微处理器的电子单元，其被设计为用于：
基于所接收的信号产生电激励信号，
在定义的时间上的预定点处采样所接收的信号的电压值，
通过戈泽尔算法从采样的所接收的信号的采样电压值确定所接收的信号的实部和虚部，其中提供至少一个戈泽尔系数--特别是采样值的数量，和/或工作频率，和/或采样频率--来执行戈泽尔算法，
由所接收的信号的实部和虚部计算所接收的信号的至少当前相位和/或当前幅值，
以及采用控制单元，其被设计用于设定激励信号的频率，使得激励信号和所接收的信号之间出现可预定相移，并且其中电子单元被设计用于确定至少一个过程变量。
因此根据本发明设计该设备，使得其适于实施根据本发明的方法。
在特定优选实施例中，微处理器为低功耗微处理器。电子单元的功耗相对于中央处理单元被最小化。特别是相应的低功耗微处理器和其中采样频率设定为激励信号频率的两或四倍的戈泽尔算法的组合允许首次对相应的现场设备实施NAMUR接口。
在进一步特定优选实施例中，提供抗锯齿滤波器，特别是自适应开关电容滤波器。其特定功能在该背景下与滤波器一致。根据目前所知道的奈奎斯特-香农采样定理，采样频率应被选择使得fs＞2fa适用，其中fa对应于具有最大频谱分量k的信号。过低的采样频率fs不利影响在于其结果是将激励信号的高频部分解释为具有较低的频率，同样被赋予锯齿效应。与此相对比，过高的采样频率导致很大的数据组以及很大数量的必要计算操作。考虑到功耗，较低的采样频率fs是有利的。因此相应的是优选使用抗锯齿滤波器。一方面，这可以改善控制环路的鲁棒性，另一方面，其抑制了由于选择较低的采样频率带来的对应干扰信号。由于采样频率与激励频率的幅值在一个量级上，并且由于相移的检测不会受到滤波器的影响，那么自适应开关电容滤波器是特别合适的。这就允许很好的抑制干扰频率而不会影响相位的检测。通过适当的适应开关电容滤波器的工作频率可以保留奈奎斯特-香农采样定律。整合SC滤波器同样也是有利的，特别是考虑到低的功耗，因为通滤波器可以获得高的精确度，即使采样频率设定为激励信号频率的2或4倍。
除了由于选择低的采样频率引起的干扰信号之外，开关电容滤波器通常也会提供非常好的接口信号抑制并且呈现出其节约成本的实现方式。这同样在DE00102010028303A1中有所描述。
在优选实施例中，至少一个过程变量由液位、密度、或者容器中介质的密度提供，或者通过介质通过管道的体积流动速率提供。
在进一步优选实施例中，提供机电换能器单元，其设计用于激励可振动单元进行机械振动，因此如果由压电致动器或者电磁致动器提供该机电换能器单元则是有利的。
附图说明
本发明以及其有利的实施例参考如下图1-5进行详细描述，所示为：
图1：根据现有技术的电子振动传感器的示意图；
图2：根据本发明的电子单元的框图；
图3a和3b：激励信号(3a)和所接收的信号(3b)演变的示意图；
图4：简化的控制函数曲线示意图；以及
图5：可预定相移调整的图示。
具体实施方式
电子振动传感器1在图1中示出。采用振荡音叉的形式表示可振动单元4，其部分浸入位于容器3内的介质2。可振动单元受到机电换能器单元5的激励进行机械振动，例如可以为压电堆致动器或者耦合致动器。然而，自然可以理解的是其它电子振动传感器的实施例同样也落入本发明保护范围之下。另外，电子单元6通过可以进行信号评估和/或信号反馈发生的装置表示。根据本发明的电子单元的必要器件框图为图2的主题。
传感器元件7，由图1的可振动单元4和机电换能器单元5组成，被提供有激励信号UA。相反的，从机械振动，机电换能器单元5产生接收的电信号UE，其上叠加干扰信号UD，通过自适应开关电容(SC)滤波器8将其滤除。这可作为抗锯齿滤波器，并且由于相应测量装置的功耗要求这是特别合适的。此外，其自适应功能允许跟随已知的激励信号。
在微处理器9内-特别是低功耗微处理器-，经过滤波的所接收的信号首先通过模拟/数字转换器(ADC)10，随后通过戈泽尔算法11对其相位和幅值AA进行评估。通过PI控制器12设定所接收的信号的频率，使得在激励信号和所接收的信号之间出现可预定相移最终，通过数字控制振荡器(DCO)产生激励信号，其中激励信号通过数字/模拟转换器(DAC)13，并且再次用于为传感器元件7充电。
戈泽尔算法本身是已知的，例如“数字信号处理”[Digitale Signalverabeitung]所述，作者为来自Grüningen的D.Ch，由Fachbuchverlag Leipzig于2004年第三版出版。
二阶戈泽尔算法的传递函数Hk(z)如下所示：
其中，并且a＝2cos(k2π/N)。戈泽尔算法因此包括一个递归分支和一个非递归分支。递归分支表示所有采样值通过的谐振器，同时在N个采样值后，非递归分支通过一次，并且结果是提供激励信号的实部和虚部，由此通过其它数学关系能够计算相应的变量。出于此原因，戈泽尔算法同样可以被视为抽取数字滤波器，也就是N个采样值后，输送输出值，其与点k处的DFT系数对应。在计算各个输出值后，每个初始条件重置为零，并且能够开始其它计算。由于递归分支描述了谐振器结构，所以戈泽尔算法的工作频率通常也被指定为谐振频率。
在实际中，通常发生的过程是首先限定采样频率fs，随后通过如下等式，确定系数k，
使得，工作频率fk对应于激励信号。如果k是整数，则该算法称作“正规戈泽尔算法”；给定实部k，算法已知为“广义戈泽尔算法”。
关于受迫激励系统和关于低功耗优化的特别戈泽尔算法在图2中示出，同样以框图的形式。对于优化的必要测量是基于采样频率和采样值数量的智能选择。由于已知激励信号为受迫激励，所以这对于电子振动传感器是比较典型的，并且由于关于激励信号的频率评估所接收的信号，因此可以智能选择采样速度TS。戈泽尔窗以及采样值N的位置此后直接与激励信号耦合。这样做的结果是，采样频率而不是系数k会连续改变，使得戈泽尔算法的工作频率与信号频率相适应。
假定适当选择采样频率，戈泽尔算法的必要计算操作大大简化。鉴于此，选择采样频率，使得等于激励频率fAn的整数倍：
fS＝nfAn。
因此，对于操作频率fk：
并且，考虑到条件：fk＝fAn，
如果现在特别选择n＝4，则与激励信号的四倍更高的采样频率对应，产生对于各自要执行的计算操作的决定性简化。三角函数项“a”也就变成常量。与通常的戈泽尔算法相比，仅在递归分支内相应地执行加法和减法，反过来对于在低功耗的微处理器中执行该算法具有决定性优势。特别是，特定的整数输出值发生在整数输入值条件下。由于ADC内产生整数值，所以这种情况下无需最终选择固定点运算。
激励信号的实部和虚部可以在N-1个采样值后通过优化的戈泽尔算法立即测量。
激励信号(3a)和采样的所接收的信号(3b)的产生过程如图3a和3b中示意性示出。图3a)中的激励信号通过按时间顺序、周期性方波信号提供。时间上的采样点和戈泽尔窗的相关位置使用激励信号定义。所接收的信号--在这种情况下通过正弦信号给出--如图3b)中所示。
例如，戈泽尔窗16的长度正好等于激励信号的一个信号周期，并且选择N＝4作为采样值15的数量，因为该选择对于降低计算工作量来说特别有利。然而，本质上可以理解的是戈泽尔窗16的长度同样等于激励信号的信号周期的不同的整数倍。通常来说，通过戈泽尔算法的递归分支所遍历的周期越多，谐振器结构的窄带响应越多，并且相位和/或幅值检测更具鲁棒性。另一方面，相位和/或幅值检测的速度随着通过周期数量的增加而减小。
戈泽尔算法的递归分支(a)和非递归分支(b)的时间顺序，如图3b用虚线表示。假定戈泽尔窗的长度与N个采样值对应，N-1个数值通过递归分支(a)，其中在N-1个数值后，非递归分支(b)通过一次，并且计算实部和虚部，由此依次计算相位信息和/或幅值信息。因此以下成立：
因此，根据实部和/或虚部的代数符号需要更正相位。结果，该戈泽尔算法再次重置到初始条件。
由于通过曲线正切函数获得的当前相位计算包含大量的计算，因此取而代之的是虚部和实部的商用作控制偏差。如图4所示推导相应控制函数。该简化背后的基本想法在于给定相移为90度则实部为零。由此可以用于限定控制偏差，或调整相位。相应的将所熟知的误差函数定义为控制偏差，其中误差函数表示为：
由此同样在不同于90度的相移的情况下考虑虚部，实部根据幅值，并且因此同样依赖于虚部。虚部的值反过来用于覆盖最大范围的相位。因此有利的限制控制偏差，特别是限制到+/-1。需要注意的是该限定也适用于余弦信号。对于正弦信号必须对误差函数求逆，从而给定相移为时，e＝0。最后，激励信号和所接收的信号之间的可预定相移的调整如图5所示。所示为两个激励信号。黑色曲线的相位为灰色曲线的相位为为了设定特定可预定相移，戈泽尔窗口的位置根据其位置进行修正。
现在是通过相移调整取代控制函数的情况，该控制函数表示为相移的函数。为了能够将相移调整到不同于90度，必须沿横坐标相应类似替换整个控制函数，使得e＝0导致相应的预定相移。考虑到能够将相移设定到不同于90度的可能性，例如除了预定液位外，同样也可以将介质密度确定为过程变量。另外，存在选项为在两个不同的可预定相移之间前后转换。除了密度之外，介质黏度同样也可以被确定，其从两个不同相移之间的频率差产生。
附图标记列表
1 振动传感器
2 介质
3 容器
4 可振动单元
5 机电换能器单元
6 电子单元
7 传感器单元
8 抗锯齿滤波器或开关电容滤波器
9 微处理器
10 模拟/数字转换器
11 戈泽尔算法
12 PI控制器
13 数字控制振荡器
14 数字/模拟转换器
15 采样值N＝4
16 戈泽尔窗
UA 激励信号
UE 接收的信号
fk 戈泽尔算法的操作频率
fs 戈泽尔算法的采样频率
N 戈泽尔算法的采样值数
UD 干扰信号
e 控制偏差
相位
Claims (20)
1.一种利用至少一个可振动单元(4)确定和/或监测介质(2)的至少一个过程变量的方法，
其中，通过可调频率的电激励信号(UA)激励所述可振动单元(4)以进行机械振动，
其中，将所述机械振动转换为电接收信号(UE)，所述接收信号(UE)至少特征在于频率和/或相位和/或幅值，
其中，基于所述接收信号(UE)产生所述激励信号(UA)，
其中，从所述激励信号(UA)开始在时间上的具体预定点处采样所述接收信号(UE)的电压值，
其中，通过戈泽尔算法从所述接收信号(UE)的采样电压值确定所述接收信号(UE)的实部和虚部，
其中，提供至少一个戈泽尔系数以执行所述戈泽尔算法，
其中，从所述接收信号(UE)的实部和虚部计算所述接收信号(UE)的至少当前相位和/或当前幅值，
其中，调整所述激励信号(UA)的频率，使得在所述激励信号和所述接收信号(UE)之间出现可预定相移并且
其中，确定所述至少一个过程变量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个戈泽尔系数是采样值数量(N)和/或操作频率(fk)和/或采样频率(fs)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述操作频率(fk)被设定为所述激励信号(UA)的频率。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述采样频率(fs)被选择为所述激励信号(UA)的频率的整数倍。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，选择所述激励信号(UA)的周期的整数倍用作戈泽尔窗的长度。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述激励信号(UA)的频率的2或4倍被设定作为所述采样频率(fs)。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，跨所述激励信号(UA)的多个周期使用所述戈泽尔算法。
8.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，所述激励信号(UA)为方波信号或正弦信号。
9.根据权利要求2至6中的一项所述的方法，其中，通过与所述激励信号(UA)相关的采样值时移，使用所述采样值数量(N)和所述采样频率(fs)的商设定所述可预定相移
10.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，所述可预定相移为90°。
11.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，测量周期被细分为至少两个时间间隔，其中，分别地，将第一可预定相移设定在第一时间间隔内，并且将第二可预定相移设定在第二时间间隔内。
12.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中，用于控制偏差的、由所述接收信号(UE)的实部和虚部数值之间的商定义的函数或者所述函数的逆被用于设定所述可预定相移
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述控制偏差(e)被限制到+/-1。
14.一种利用至少一个可振动单元(4)确定和/或监控介质(2)的至少一个过程变量的设备，
具有机电换能器单元(5)，所述机电换能器单元(5)被设计用于基于可调频率的电激励信号(UA)激励机械的可振动单元(4)以进行机械振动，并且被设计用于接收所述机械振动，并将它们转换为电接收信号(UE)，所述接收信号(UE)至少特征在于频率和/或相位和/或幅值，
并且具有带微处理器的电子单元(6)，被设计用于：
基于所述接收信号(UE)产生所述电激励信号(UA)，
在定义的时间上的预定点处采样所接收信号(UE)的电压值，
通过戈泽尔算法从所述接收信号(UE)的采样电压值确定所述接收信号(UE)的实部和虚部，其中，提供至少一个戈泽尔系数以执行所述戈泽尔算法，
从所述接收信号(UE)的实部和虚部计算所述接收信号(UE)的至少当前相位和/或当前幅值，
以及具有控制单元(12)，所述控制单元(12)被设计用于设定所述激励信号(UA)的频率，使得所述激励信号(UA)和所述接收信号(UE)之间出现可预定相移并且所述电子单元(6)被设计用于确定至少一个过程变量。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述至少一个戈泽尔系数是采样值数量(N)和/或操作频率(fk)和/或采样频率(fs)。
16.根据权利要求14所述的设备，其中，所述微处理器为低功耗微处理器。
17.根据权利要求14所述设备，其中，提供抗锯齿滤波器(8)。
18.根据权利要求17所述设备，其中，所述抗锯齿滤波器(8)是自适应开关电容滤波器。
19.根据权利要求14至18中的一项所述的设备，其中，通过液位、密度或容器(3)内所述介质(2)的密度；或者通过流过管道的所述介质(2)的流速提供所述至少一个过程变量。
20.根据权利要求14至18中的一项所述的设备，其中，所述机电换能器单元(5)由压电致动器或电磁致动器提供。
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