CN107923834A - 用于生成合成时间段输出信号的方法 - Google Patents
用于生成合成时间段输出信号的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107923834A CN107923834A CN201580082775.0A CN201580082775A CN107923834A CN 107923834 A CN107923834 A CN 107923834A CN 201580082775 A CN201580082775 A CN 201580082775A CN 107923834 A CN107923834 A CN 107923834A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- method described
- tpsig
- circuit
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 15
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 14
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 46
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 230000004044 response Effects 0.000 description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
- H03M1/0626—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by filtering
- H03M1/0631—Smoothing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
- G01N2009/006—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis vibrating tube, tuning fork
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Automatic Disk Changers (AREA)
Abstract
一种生成用于叉状物密度传感器(601)的合成时间段输出信号的系统和方法,该叉状物密度传感器产生连贯的和低噪声的输出信号(705),其在频率上与该叉状物密度计量仪以其进行振动的频率相同。这样的合成信号防止来自机电传感器的任何真实噪声传播到输出计量仪并且将处理噪声和干扰从所产生的输出信号去除。
Description
技术领域
下面描述的实施例涉及振动传感器,并且更特别地,涉及生成合成时间段输出信号以补偿由可能在当前密度测量中出现的处理噪声引起的误差。
背景技术
诸如振动密度计量仪和振动粘度计量仪的振动传感器通过检测在存在要被表征的流体的情况下振动的振动元件的运动来工作。振动元件具有可以具有诸如共振频率或品质因数Q的振动响应参数的振动响应。振动元件的振动响应一般地受振动元件的与流体组合的组合质量、刚度和阻尼特性影响。可以通过处理从与振动元件相关联的一个或多个运动换能器接收的一个或多个振动信号来确定与流体相关联的性质,诸如密度、粘度和温度等。振动信号的处理可以包括确定振动响应参数。
图1示出了现有技术的振动传感器,其包括振动元件和耦合到该振动元件的计量仪电子装置。现有技术的振动传感器包括用于使振动元件振动的驱动器和响应于该振动创建振动信号的机电传感器。振动信号典型地是连续的时间或模拟信号。计量仪电子装置接收振动信号并处理该振动信号以生成一个或多个流体特征或流体测量。计量仪电子装置确定振动信号的频率和幅度这两者。振动信号的频率和幅度可以被进一步处理以确定流体的密度。
现有技术的振动传感器使用闭环电路为驱动器提供驱动信号。驱动信号典型地基于所接收的振动信号。现有技术的闭环电路将振动信号或振动信号的参数修改或合并到驱动信号中。例如,驱动信号可以是所接收的振动信号的放大的、调制的或另外地修改的版本。所接收的振动信号因此可以包括使得闭环电路能够实现目标频率的反馈。使用反馈,闭环电路递增地改变驱动频率并且监测振动信号,直到达到目标频率。
可以从在其处驱动信号和振动信号之间的相位差为135°和45°的频率来确定流体性质,诸如流体的粘度和密度。被表示为第一失谐相位差φ1和第二失谐相位差φ2的这些想要的相位差可以对应于半功率或3dB频率。第一失谐频率ω1被定义为在其处第一失谐相位差φ1为135°的频率。 第二失谐频率ω2 被定义为在其处第二失谐相位差φ2为45°的频率。在第二失谐频率ω2处进行的密度测量可以独立于流体粘度。相应地,在第二失谐相位差φ2为45°处所进行的密度测量与在其它相位差处进行的密度测量相比可以是更准确的。
在测量之前第一失谐相位差φ1和第二失谐相位差φ2典型地是未知的。相应地,如先前描述的那样,闭环电路必须使用反馈递增地接近第一失谐相位差φ1和第二失谐相位差φ2。与闭环电路相关联的递增方法可能在确定振动响应参数方面引起延迟,并且因此在确定流体的粘度、密度或其它性质方面引起延迟。在振动传感器的许多应用中,在确定这样的测量方面的延迟可能是不可容许地昂贵的。
相应地,存在针对于基于相位误差来控制振动传感器的振动的需要。还存在针对于在没有与闭环电路相关联的延迟的情况下达到第一失谐相位差φ1和第二失谐相位差φ2的需要。
发明内容
本申请被设计为通过补偿由处理噪声引起的误差来改进振动流量计量仪的准确度。
提供了基于相位误差来控制振动元件的振动的方法。根据实施例,方法包括:利用驱动信号使振动元件振动;接收来自振动元件的振动信号;对信号进行滤波;将合成的滤波信号输入到输出电路中;生成TPSig输出信号并测量驱动信号与振动信号之间的相位差。方法还包括确定目标相位差与测量的相位差之间的相位误差并且利用所确定的相位误差计算一个或多个振动控制项。
提供了使用用于控制振动元件的振动的计量仪电子装置的方法。根据实施例,用于控制振动元件的振动的计量仪电子装置包括:耦合到振动元件的驱动器电路,驱动器电路被配置为将驱动信号提供至振动元件。计量仪电子装置还包括耦合到振动元件的接收器电路,接收器电路被配置为接收来自振动元件的振动信号。计量仪电子装置被配置为测量驱动信号与振动信号之间的相位差,确定目标相位差和测量的相位差之间的相位误差,并且利用所确定的相位误差计算一个或多个振动控制项。
本发明的方面
在本发明的一个方面中,一种生成信号以补偿由在密度测量中的处理噪声引起的误差的方法,包括:
接收来自计量仪的信号;对信号进行滤波;对被滤波的信号进行合成;将合成的滤波信号输入到输出电路中;以及生成TPSig输出信号。
优选地,计量仪是叉状物密度传感器。
优选地,滤波还包括提高信号增益。
优选地,滤波使用模拟电路。
优选地,输出电路是TPSig电路。
优选地,TPSig电路提供方波信号。
优选地,方波信号被完全合成。
优选地,来自传感器的信号是模拟机电传感器信号。
在本发明的另一方面中,一种生成合成时间段输出信号的方法,包括:
接收来自叉状物密度传感器计量仪的机电传感器信号;对机电传感器信号进行滤波;对被滤波的模拟机电传感器信号进行合成以创建驱动信号;以及输入驱动信号以生成TPSig输出信号。
优选地,滤波还包括提高信号增益。
优选地,滤波使用模拟电路。
优选地,输出电路是TPSig电路。
优选地,TPSig电路提供方波信号。
优选地,方波信号被完全合成。
优选地,来自传感器的信号是模拟机电传感器信号。
附图说明
在所有附图上相同的参考标号表示相同的元件。应当理解的是,附图未必是成比例的。
图1示出了现有技术的振动传感器,其包括振动元件和耦合到振动元件的计量仪电子装置;
图2示出了根据实施例的振动传感器;
图3示出了根据实施例的振动传感器;
图4示出了具有驱动器电路的更详细表示的振动传感器的框图;
图5描绘了叉状物机电传感器、TPSig和驱动生成电路之间的关系的框图;
图6描绘了对叉状物机电传感器、TPSig和驱动生成电路之间的关系的改进的框图;
图7描绘了生成时间段信号的方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
图1至图7和以下的描述描绘了特定的示例以教导本领域技术人员如何基于相位误差来制作和使用用于控制振动传感器的振动的实施例的最佳模式。为了教导创新的原理的目的,已经简化或省略了一些常规的方面。本领域技术人员将从落入到本描述的范围内的这些示例领会到变化。本领域技术人员将领会下面描述的特征可以以各种方式进行组合以形成基于相位误差来控制振动传感器的振动的多种变化。作为结果,下面描述的实施例不限制于下面描述的特定示例,而是仅受权利要求及其等同物限制。
图2 示出了根据实施例的振动传感器5。振动传感器5可以包括振动元件104和计量仪电子装置20,其中振动元件104通过一个或多个的引线100耦合到计量电子装置20。在一些实施例中,振动传感器5可以包括振动齿状部传感器或叉状物密度传感器(参见图3和随附的讨论)。 然而,其它振动传感器被想见并且包括在描述和权利要求的范围内。
振动传感器5可以至少部分地浸入到待表征的流体中。流体可以包含液体或气体。替换地,流体可以包括多相流体(诸如包括夹带气体、夹带固体的液体)、多种液体或其组合。一些示例性流体包括水泥浆或石油产品等。振动传感器5可以被安装在管道或导管、罐、容器或其它流体器皿中。振动传感器5也可以被安装在用于引导流体流动的歧管或类似结构中。然而,其它安装布置被想见并且在描述和权利要求的范围内。
振动传感器5工作以提供流体测量。振动传感器5可以提供流体测量,流体测量包括针对于流体(包括流动的或非流动的流体)的流体密度和流体粘度中的一个或多个。振动传感器5可以提供包括流体质量流动速率、流体体积流动速率和/或流体温度的流体测量。该列表不是穷举的,并且振动传感器5可以测量或确定其它的流体特性。
计量仪电子装置20可以经由一个或多个引线100向振动元件104提供电力。计量仪电子装置20经由一个或多个引线100控制振动元件104的工作。例如,计量仪电子装置20可以生成驱动信号并将所生成的驱动信号提供给振动元件104,其中振动元件104使用所生成的驱动信号在一个或多个振动组件中生成振动。所生成的驱动信号可以控制振动元件104的振动幅度和频率。所生成的驱动信号还可以控制振动持续时间和/或振动定时。
计量仪电子装置20还可以经由一个或多个引线100从振动元件104接收一个或多个振动信号。例如,计量仪电子装置20可以处理一个或多个振动信号以生成密度测量。计量仪电子装置20处理从振动元件104接收的一个或多个振动信号以确定一个或多个信号的频率。进一步地或者另外地,例如,计量仪电子装置20处理一个或多个振动信号以确定流体的其它特性,诸如信号之间的粘度或相位差,其可以被处理以确定流体流动速率。如可以领会的那样,虽然可以采用任何合适的单位,诸如基于时间的单位,但是典型地以空间单位(诸如度或弧度)来测量或者表达相位差。如果采用基于时间的单位,则那么相位差可以被本领域技术人员称为振动信号与驱动信号之间的时间延迟。其它的振动响应特征和/或流体测量被想见并且在描述和权利要求的范围内。
计量仪电子装置20可以进一步被耦合到通信链路26。计量仪电子装置20可以经通信链路26通信振动信号。计量仪电子装置20还可以处理所接收的振动信号以生成一个或多个测量值并且可以经通信链路26通信一个或多个测量值。附加地,计量仪电子装置20可以经通信链路26接收信息。例如,计量仪电子装置20可以接收命令、更新、运算值或运算值改变和/或经通信链路26对更新或改变进行编程。
图3示出根据实施例的振动传感器5。在所示出的实施例中,计量仪电子装置20通过轴115耦合到振动元件104。轴115可以具有任何想要的长度。轴115可以是至少部分地中空的。布线或其它导体可以通过轴115在计量仪电子装置20与振动元件104之间延伸。计量仪电子装置20包括诸如接收器电路134、接口电路136和驱动器电路138的电路组件。在所示出的实施例中,接收器电路134和驱动器电路138直接耦合到振动元件104的引线。替换地,计量仪电子装置20可以包括与振动元件104分离的组件或设备,其中接收器电路134和驱动器电路138经由一个或多个引线100耦合到振动元件104。
在所示出的实施例中,振动传感器5的振动元件104包括音叉结构,其中振动元件104至少部分地浸入在被测量的流体中。振动元件104包括壳体105,壳体105可以被固定到另一结构,诸如管道、导管、罐、容器、歧管或任何其它流体处理结构。当振动元件104保持为至少部分地被暴露时,壳体105保持住振动元件104。振动元件104因此被配置成浸入在流体中。
所示出的实施例中的振动元件104包括被配置为至少部分地延伸到流体中的第一齿状部112和第二齿状部114。第一齿状部112和第二齿状部114包括可以具有任何想要的横截面形状的细长元件。第一齿状部112和第二齿状部114可以是至少部分地柔性的或者本质上是弹性的。振动传感器5进一步包括对应的第一压电元件122和第二压电元件124,第一压电元件122和第二压电元件122包括压电晶体元件。第一压电元件122和第二压电元件124分别邻近于第一齿状部112和第二齿状部114而定位。第一压电元件122和第二压电元件124被配置为与第一齿状部112和第二齿状部114接触并且机械地相互作用。
第一压电元件122与第一齿状部112的至少一部分接触。第一压电元件122还电耦合到驱动器电路138。驱动器电路138将生成的驱动信号提供给第一压电元件122。当经受到所生成的驱动信号时,第一压电元件122膨胀和收缩。作为结果,第一压电元件122可以交替地形变并且在振动运动(见虚线)中将第一齿状部112从一侧移置到另一侧,以周期性往复的方式扰动流体。
第二压电元件124被示出为耦合到接收器电路134,接收器电路134产生对应于流体中的第二齿状部114的形变的振动信号。第二齿状部114的运动引起将由第二压电元件124生成对应的电振动信号。第二压电元件124将振动信号传输到计量仪电子装置20。计量仪电子装置20包括接口电路136。
接口电路136可以被配置为与外部设备通信。接口电路136通信一个或多个振动测量信号,并且可以将所确定的流体特性通信到一个或多个外部设备。计量仪电子装置20可以经由接口电路136传输振动信号特性,诸如振动信号的振动信号频率和振动信号幅度。计量仪电子装置20可以经由接口电路136传输流体测量,除了其它方面之外还诸如流体的密度和/或粘度。其它流体测量被想见并且在描述和权利要求的范围内。附加地,例如,接口电路136可以接收来自外部设备的通信,包括用于生成测量值的命令和数据。在一些实施例中,接收器电路134耦合到驱动器电路138,其中接收器电路134向驱动器电路138提供振动信号。
驱动器电路138生成用于振动元件104的驱动信号。驱动器电路138可以修改所生成的驱动信号的特性。驱动器电路138包括开环驱动。驱动器电路138可以使用开环驱动来生成驱动信号并且将所生成的驱动信号供给到振动元件104(例如,供给到第一压电元件122)。在一些实施例中,在以初始频率ωi 开始的情况下,开环驱动生成驱动信号以实现目标相位差φt。如将在下面参照图4更详细地描述的那样,开环驱动可以不基于来自振动信号的反馈而工作。
图4 示出了具有驱动器电路138的更详细表示的振动传感器5的框图。振动传感器5被示出为具有驱动器电路138。为了清楚而没有示出接收器电路134和接口电路136。驱动器电路138包括耦合到开环驱动147的模拟输入滤波器138a和模拟输出滤波器138b。模拟输入滤波器138a对振动信号进行滤波,并且模拟输出滤波器138b对生成的驱动信号进行滤波。
开环驱动147包括耦合到相位检测器147b的模拟到数字转换器147a。相位检测器147b耦合到信号发生器147c。还示出了振动元件104,其包括第一压电元件122和第二压电元件124。开环驱动147可以利用数字信号处理器实现,该数字信号处理器被配置为执行进行采样、进行处理并且生成信号的一个或多个代码或程序。附加地或替换地,开环驱动147可以利用耦合到数字信号处理器的电子电路等实现。
由第一压电元件122提供的振动信号被发送到模拟输入滤波器138a。模拟输入滤波器138a在振动信号被模拟到数字转换器147a采样之前对振动信号进行滤波。在所示出的实施例中,模拟输入滤波器138a可以由具有大约为开环驱动147的采样速率的一半的截止频率的低通滤波器组成,尽管可以采用任何合适的低通滤波器。低通滤波器可以由诸如电感器、电容器和电阻器之类的无源组件来提供,尽管可以采用分布式或者分立式的任何合适的组件,诸如运算放大器滤波器。
模拟到数字转换器147a可以对被滤波的振动信号进行采样以形成被采样的振动信号。模拟到数字转换器147a也可以通过第二通道(未示出)对所生成的驱动信号进行采样。采样可以通过任何适当的采样方法进行。如可以领会的那样,由模拟到数字转换器147a采样的所生成的驱动信号不具有与振动信号相关联的噪声。所生成的驱动信号被提供到相位检测器147b。
相位检测器147b可以对被采样的振动的相位和所生成的驱动信号的相位进行比较。相位检测器147b可以是被配置为执行一个或多个代码或程序的处理器,所述一个或多个代码或程序进行采样、进行处理并且生成信号以检测两个信号之间的相位差,如将在下面参照图5更详细地描述的那样。仍然参照图4的实施例,比较提供了被采样的振动信号与被采样的所生成的驱动信号之间的测量的相位差φm。
所测量的相位差φm被与目标相位差φt比较。目标相位差φt是振动信号和所生成的驱动信号之间的想要的相位差。例如,在其中目标相位差φt近似为45°的实施例中,如果所测量的相位差φm也是相同的或者大约为45°,则所测量的相位差φm和目标相位差φt之间的差可以是零。然而,在替换的实施例中可以采用任何适当的目标相位差φt。使用所测量的相位差φm和目标相位差φt之间的比较,相位检测器147b可以生成命令频率ωc。
可以采用命令频率ωc以生成驱动信号。附加地或替换地,可以采用并非从所测量的相位差φm和目标相位差φt之间的比较确定的初始频率ωi。初始频率ωi可以是用于形成初始的所生成的驱动信号的预选择的频率。初始的所生成的驱动信号可以被如在先前所描述那样采样并且被与采样的振动信号进行比较。所采样的初始的所生成的驱动信号和所采样的振动信号之间的比较可以被用于生成命令频率ωc。命令频率ωc和初始频率ωi可以具有弧度每秒的单位,虽然诸如例如赫兹(Hz)的任何合适的单位可以被采用。命令频率ωc或初始频率ωi可以被提供到信号发生器147c。
信号发生器147c可以接收来自相位检测器147b的命令频率ωc,并且提供具有与命令频率ωc相同的频率的所生成的驱动信号。如在前面所讨论的那样,所生成的驱动信号可以被发送到模拟到数字转换器147a。所生成的驱动信号还被经由模拟输出滤波器138b发送到第一压电元件122。附加地或替换地,在其它实施例中,所生成的驱动信号可以被发送到其它组件。
如在前面所讨论的那样,振动元件104具有由于驱动信号所致的振动响应。振动响应具有振动响应参数,诸如可以被采用以计算正被测量的流体的各种性质的共振频率ω0或品质因数Q等。在下面更详细地讨论振动响应和示例性的振动响应参数以及可以如何使用振动响应参数来计算流体的性质。
图5图示当前的叉状物密度产品的框图500。叉状物密度传感器501是位于叉状物计量仪上的至少一个传感器的集合。叉状物计量仪可以被用于通过把在没有流体存在时的叉状物的共振频率与在被浸入在要被测量的流体中时的叉状物的频率进行比较来确定流体的密度。叉状物计量仪是反馈环路的一部分,并且通过第一接触502连接到机电传感器电路503。机电传感器电路503分支504到模拟增益/滤波505并且分支到合成时间段输出信号506(其在下文中被称为TPSig)。机电传感器电路503还被连接到模拟到数字转换器,模拟到数字转换器被连接到数字信号处理器507(其在下文中被称为编解码器(CODEC)/数字信号处理器(DSP)507,其由数字滤波设备508、数字相位控制器509和驱动信号合成器510组成)。CODEC/DSP 507分析来自叉状物计量仪的信号、对信号进行数字滤波507、调整信号的相位509、以及生成合成的驱动信号。所合成的驱动信号被发送到驱动电路511,驱动电路511提供还可以被称为驱动信号的驱动力。
可以通过对来自叉状物密度传感器501的信号进行处理来创建时间段输出。使用模拟部件对源自机电传感器的信号进行滤波并增益的该当前方法在其中使用叉状物密度计量仪的许多情况下工作良好。然而,在其中存在大量的处理噪声的情况下可能出现问题。
处理噪声可能是由任何数量的未被建模的干扰输入的系统动力学引起的。处理噪声可能源自于内部源,并且可能包括但不限制于参数噪声、热噪声、输入噪声、热EMF、介电吸收和音频声音噪声等。处理噪声还可能源自于外部噪声源,并且可能包括但不限制于电场耦合、电感耦合、射频耦合、接地回路、共模抑制噪声、线缆噪声和噪声滤波等。
高水平的处理噪声可能增长成为机电传感器信号内的显著的并且连贯的分量。这样的处理噪声情况可能引起TPSig输出变得抖动达到输入信号不能再被流量计算机成功地测量的程度。
在机电传感器上发生的处理噪声是叉状物相位误差控制中的重要考量。在申请62/ 094,217中公开的叉状物密度计量仪技术使得叉状物密度计量仪能够成功地驱动叉状物,并且使得叉状物密度计量仪能够在其中这样的叉状物密度计量仪先前未能工作的处理噪声条件下数字地测量密度。62/094,217申请的技术并未应对机电传感器中的实际噪声。该噪声被馈送到TPSig电路中并且引起流量计算机丢失其时间段测量。
对于在高噪声应用中要由流量计算机连贯地测量的TPSig输出而言,必须在信号被馈送到TPSig输出电路中之前去除来自模拟信号的噪声。对用于TPSig输出的信号进行合成确保在真实的机电传感器信号上的任何真实处理噪声不能传播到流量计算机测量。
也可以通过关联到驱动信号中来创建时间段输出。
图6作为框图600图示了改进实施例。叉状物密度传感器601通过第一接触602连接到机电传感器电路603。机电传感器电路603还连接到CODEC/DSP 607,其由数字滤波设备608、数字相位控制器609和驱动信号合成器610组成。CODEC/DSP 607进一步连接到驱动电路611并且第二接触612被连接到叉状物密度传感器601。
本实施例和改进之间的区别是在第一实施例500中分支504出现在机电传感器电路503和CODEC/DSP 507之间,而在第二实施例600中分支出现在CODEC/DSP 607和驱动电路611之间。
图7图示用以使用户通过TPSig输出计量仪接收原始传感器时间段的叉状物密度选项。时间段信号生成利用源于叉状物密度传感器计量仪 601的模拟机电传感器信号701而开始。信号来自叉状物密度传感器计量仪601并进入到滤波器,在滤波器中该信号被滤波702。信号然后被发送到驱动信号合成器703。TPSig然后被发送到模拟增益/滤波,在那里其可以被提高增益704。在此提高增益是指电路通过将来自电源的能量添加到信号来增加信号的功率或幅度的能力。TPSig输出电路输出并提供表示计量仪705的振荡频率的方波信号。该信号然后被流量计算机测量706,流量计算机将该信号的时间段与其它处理参数结合地使用以计算其中插入有叉状物的尖头(在下文中被称为叉状物齿状部)的流体的密度707。
为了回顾,各处理步骤为如下:
1. 从计量仪601上的传感器获取信号
2. 通过CODEC/DSP 607运行该信号
3. 生成合成的驱动信号610
4. 取得合成的驱动信号并将其发送到模拟增益/滤波器605
5. 输出TPSig信号606。
本申请的实施方式是通过使用驱动信号合成器。合成器生成输入信号,该输入信号用于由与叉状物密度发送器相关联的模拟增益/滤波电路作为输入使用。在62/094,217申请中,叉状物合成驱动信号是控制叉状物密度计量仪的振荡频率的信号。在本申请中,驱动信号可以被作为对模拟增益/滤波器电路的输入信号使用以生成连贯的低噪声TPSig输出信号,其以与叉状物密度计量仪的振荡频率相同的频率振荡。本申请的关键优点是信号是由相位控制器完全数字化地合成的。这确保可能出现在叉状物密度计量仪的机电传感器中的任何真实处理噪声不能传播到TPSig输出。
以上实施例的详细描述不是由发明人想见为在本申请的范围内的所有实施例的穷举描述。实际上,本领域技术人员将认识到以上描述的实施例的某些元件可以被各种各样地组合或者被消除以创建进一步的实施例,并且这样的进一步的实施例落入在本申请的范围和教导内。对于本领域普通技术人员来说还将显而易见的是,以上描述的实施例可以被整体或部分地组合以在本申请的范围和教导内创建附加的实施例。
Claims (15)
1.一种生成信号的方法,包括:
接收来自计量仪(601)的信号;
对信号进行滤波(608);
对被滤波的信号进行合成(610);
将合成的被滤波的信号输入(604)到输出电路中;以及
生成TPSig输出信号(606)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,计量仪是叉状物密度传感器(601)。
3.根据权利要求1所述的方法,其中滤波还包括提高(605)信号增益。
4.根据权利要求3所述的方法,其中滤波使用模拟电路(605)。
5.根据权利要求1所述的方法,其中输出电路是TPSig电路(606)。
6.根据权利要求1所述的方法,其中TPSig 电路(606)提供方波信号。
7.根据权利要求6所述的方法,其中方波信号被完全合成。
8.根据权利要求1所述的方法,其中来自所述传感器的信号是模拟传感(603)信号。
9.一种生成合成时间段输出信号的方法,包括:
接收来自叉状物密度传感器计量仪的机电传感器信号(701);
对机电传感器信号进行滤波(702);
对被滤波的模拟机电传感器信号进行合成(704)以创建驱动信号;以及
输入驱动信号以生成TPSig输出信号。
10.根据权利要求9所述的方法,其中滤波还包括提高(704)信号增益。
11.根据权利要求9所述的方法,其中滤波(702)使用模拟电路。
12.根据权利要求9所述的方法,其中输出电路是TPSig电路。
13.根据权利要求9所述的方法,其中TPSig电路提供方波信号。
14.根据权利要求13所述的方法,其中方波信号被完全合成。
15.根据权利要求9所述的方法,其中来自传感器的信号是模拟机电传感器信号。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562211417P | 2015-08-28 | 2015-08-28 | |
US62/211417 | 2015-08-28 | ||
PCT/US2015/062972 WO2017039732A1 (en) | 2015-08-28 | 2015-11-30 | Method for generating a synthetic time period output signal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107923834A true CN107923834A (zh) | 2018-04-17 |
CN107923834B CN107923834B (zh) | 2022-04-19 |
Family
ID=55080161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580082775.0A Active CN107923834B (zh) | 2015-08-28 | 2015-11-30 | 用于生成合成时间段输出信号的方法 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10951219B2 (zh) |
EP (1) | EP3341701B1 (zh) |
JP (2) | JP6945522B2 (zh) |
KR (1) | KR102100233B1 (zh) |
CN (1) | CN107923834B (zh) |
AU (1) | AU2015408094B2 (zh) |
BR (1) | BR112018003357B1 (zh) |
CA (1) | CA2996812C (zh) |
MX (1) | MX2018001717A (zh) |
RU (1) | RU2686526C1 (zh) |
WO (1) | WO2017039732A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113906282A (zh) * | 2019-05-09 | 2022-01-07 | 高准有限公司 | 确定并识别叉式计量仪中的异常 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2020457506B2 (en) | 2020-07-08 | 2024-05-09 | Micro Motion, Inc. | Method and apparatus for calculating a vibratory meter Q |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1602411A (zh) * | 2001-12-12 | 2005-03-30 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 具有用于过程测量的传感器单元的电子现场设备 |
US20090205411A1 (en) * | 2005-04-04 | 2009-08-20 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Device for Determining and/or Monitoring a Process Variable of a Medium |
CN101625259A (zh) * | 2008-07-08 | 2010-01-13 | Abb技术有限公司 | 振动类型的测量装置 |
CN101971002A (zh) * | 2007-02-20 | 2011-02-09 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 用于确定和/或监控介质的过程变量的方法以及相应装置 |
CN202533346U (zh) * | 2011-08-02 | 2012-11-14 | 北京华宇忠宜科技有限公司 | 自激励振动在线粘度计 |
WO2014175902A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Micro Motion, Inc. | Vibratory sensor and method of varying vibration in a vibratory sensor |
WO2014176122A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Micro Motion, Inc. | A method of generating a drive signal for a vibratory sensor |
CN104303039A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-01-21 | 气体产品与化学公司 | 用于测量受压气体缸体的真实含量的方法和设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1035690C (zh) | 1993-06-07 | 1997-08-20 | 日本钢管株式会社 | 超声波探伤装置的信号处理方法及信号处理装置 |
NL1008260C2 (nl) | 1998-02-10 | 1999-08-11 | Scantech Bv | Optische inrichting voor het uitlezen en decoderen van een barcode. |
US7272525B2 (en) * | 2004-04-21 | 2007-09-18 | Visyx Technologies, Inc. | Portable fluid sensing device and method |
US8676543B2 (en) * | 2009-06-23 | 2014-03-18 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Determining the resonance parameters for mechanical oscillators |
DE102010040219A1 (de) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vibronisches Messgerät |
US10184870B2 (en) * | 2013-04-03 | 2019-01-22 | Micro Motion, Inc. | Vibratory sensor and method |
-
2015
- 2015-11-30 US US15/748,573 patent/US10951219B2/en active Active
- 2015-11-30 KR KR1020187008482A patent/KR102100233B1/ko active IP Right Grant
- 2015-11-30 RU RU2018110802A patent/RU2686526C1/ru active
- 2015-11-30 EP EP15823043.3A patent/EP3341701B1/en active Active
- 2015-11-30 JP JP2018510920A patent/JP6945522B2/ja active Active
- 2015-11-30 WO PCT/US2015/062972 patent/WO2017039732A1/en active Application Filing
- 2015-11-30 BR BR112018003357-0A patent/BR112018003357B1/pt active IP Right Grant
- 2015-11-30 MX MX2018001717A patent/MX2018001717A/es unknown
- 2015-11-30 AU AU2015408094A patent/AU2015408094B2/en active Active
- 2015-11-30 CA CA2996812A patent/CA2996812C/en active Active
- 2015-11-30 CN CN201580082775.0A patent/CN107923834B/zh active Active
-
2020
- 2020-09-10 JP JP2020151861A patent/JP2020204621A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1602411A (zh) * | 2001-12-12 | 2005-03-30 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 具有用于过程测量的传感器单元的电子现场设备 |
US20090205411A1 (en) * | 2005-04-04 | 2009-08-20 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Device for Determining and/or Monitoring a Process Variable of a Medium |
CN101971002A (zh) * | 2007-02-20 | 2011-02-09 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 用于确定和/或监控介质的过程变量的方法以及相应装置 |
CN101625259A (zh) * | 2008-07-08 | 2010-01-13 | Abb技术有限公司 | 振动类型的测量装置 |
CN202533346U (zh) * | 2011-08-02 | 2012-11-14 | 北京华宇忠宜科技有限公司 | 自激励振动在线粘度计 |
CN104303039A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-01-21 | 气体产品与化学公司 | 用于测量受压气体缸体的真实含量的方法和设备 |
WO2014176122A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Micro Motion, Inc. | A method of generating a drive signal for a vibratory sensor |
WO2014175902A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Micro Motion, Inc. | Vibratory sensor and method of varying vibration in a vibratory sensor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113906282A (zh) * | 2019-05-09 | 2022-01-07 | 高准有限公司 | 确定并识别叉式计量仪中的异常 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102100233B1 (ko) | 2020-04-20 |
US20180219556A1 (en) | 2018-08-02 |
AU2015408094A1 (en) | 2018-03-08 |
RU2686526C1 (ru) | 2019-04-29 |
EP3341701B1 (en) | 2020-03-18 |
MX2018001717A (es) | 2018-05-17 |
US10951219B2 (en) | 2021-03-16 |
EP3341701A1 (en) | 2018-07-04 |
WO2017039732A1 (en) | 2017-03-09 |
JP2020204621A (ja) | 2020-12-24 |
BR112018003357B1 (pt) | 2021-09-28 |
CA2996812A1 (en) | 2017-03-09 |
BR112018003357A2 (pt) | 2018-10-02 |
KR20180048787A (ko) | 2018-05-10 |
AU2015408094B2 (en) | 2018-11-22 |
CN107923834B (zh) | 2022-04-19 |
CA2996812C (en) | 2021-10-12 |
JP6945522B2 (ja) | 2021-10-06 |
JP2018531373A (ja) | 2018-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7377840B2 (ja) | 位相誤差に基づいて振動センサの振動を制御する方法 | |
CN105308433B (zh) | 振动传感器和使得振动传感器中的振动变化的方法 | |
CN105308432B (zh) | 生成用于振动传感器的驱动信号的方法 | |
KR102135790B1 (ko) | 진동 엘리먼트의 진동 응답 파라미터의 결정 | |
CN107923834A (zh) | 用于生成合成时间段输出信号的方法 | |
JP2018531373A6 (ja) | 合成期間出力信号を生成する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1253836 Country of ref document: HK |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |