CN111033191B

CN111033191B - 检测和识别振动测量仪的变化

Info

Publication number: CN111033191B
Application number: CN201780094446.7A
Authority: CN
Inventors: 蒂莫西·J·坎宁安; 安德鲁·蒂莫西·帕滕; 马克·詹姆斯·贝尔
Original assignee: Micro Motion Inc
Current assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: EP3676578A1; JP2023017970A; EP3783320A1; US20230243691A1; CN111033191A; JP7012144B2; WO2019045703A1; JP2020532717A; EP3676578B1; JP2021121811A; US11668597B2; US20200355542A1; CN113124966A; EP3783320B1

Abstract

提供了用于检测和识别振动测量仪(5)的变化的测量仪电子装置(20)。测量仪电子装置(20)包括：接口(201)，其被配置成接收来自测量仪组件(10)的传感器信号(100)并且基于传感器信号(100)来提供信息；以及处理系统(202)，其通信地耦接至接口(201)。处理系统(202)被配置成：使用该信息来确定与振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第一位置相关联的第一刚度变化(244)；确定与振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第二位置相关联的第二刚度变化(254)；以及基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管(130，130’)的状况。

Description

检测和识别振动测量仪的变化

技术领域

以下描述的实施方式涉及振动测量仪的变化，并且更具体地涉及检测和识别振动测量仪的变化。

背景技术

诸如科里奥利质量流量测量仪、液体密度计、气体密度计、液体粘度计、气体/液体比重计、气体/液体相对密度计和气体分子量计的振动测量仪通常是已知的，并且用于测量流体的特性。通常，振动测量仪包括测量仪组件和电子装置部分。测量仪组件内的材料可以是流动的或静止的。每种类型的传感器可以具有独特的特性，测量仪必须考虑这些特性以实现最佳性能。例如，一些传感器可能需要管设备以特定位移水平进行振动。其他测量仪组件类型可能需要特定的补偿算法。

除了执行其他功能外，测量仪电子装置通常还包括用于正在使用的特定传感器的存储的传感器校准值。例如，测量仪电子装置可以包括刚度测量。参考传感器刚度表示与特定测量仪组件的传感器几何结构相关的基本测量值，例如，如在工厂中在参考条件下测量的或当特定测量仪组件被最后校准时测量的基本测量值。在将振动测量仪安装在客户现场之后测量的刚度与参考传感器刚度之间的变化可以表示由于测量仪组件中的导管的被覆、侵蚀、腐蚀或损坏以及其他原因而引起的测量仪组件中的物理变化。测量仪验证或健康检查测试可以检测这些变化。

测量仪验证可以确定测量的刚度与参考刚度之间的差是否在一定范围内。例如，比较可以确定测量的刚度是否在参考刚度的范围内。如果比较指示变化大于或超出该范围，则振动测量仪会发送警报以通知用户调查故障。然而，这种单个刚度值的简单比较可能无法指示故障的潜在原因。即，用户将不知道故障是否是由于侵蚀/腐蚀、损坏(例如，冻结、过度加压等)或被覆。这是由于该范围被设置成包括所有可能的潜在原因或导管的变化并且防止错误警报——不是由于导管的变化引起的原因。错误警报的示例是由高速或高噪声气流引起的刚度测量的增加的变化。

如果可以正确地检测变化，则可以在其形成时较早地检测到变化。此外，正确地检测变化可以使错误警报最小化。如果可以识别导管的变化，则可以向用户通知变化的性质的指示。这可以防止由于错误警报引起的振动测量仪的停机时间，并且确保警报后过程更适合于振动测量仪中的状况。因此，需要检测和识别振动测量仪的变化。

发明内容

提供了一种用于检测和识别振动测量仪的变化的测量仪电子装置。根据实施方式，测量仪电子装置包括：接口，其被配置成接收来自测量仪组件的传感器信号并且基于传感器信号来提供信息；以及处理系统，其通信地耦接至接口。处理系统被配置成：使用信息来确定与振动测量仪的导管的第一位置相关联的第一刚度变化；确定与振动测量仪的导管的第二位置相关联的第二刚度变化；以及基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管的状况。

提供了一种用于检测和识别振动测量仪的变化的测量仪电子装置。根据实施方式，该测量仪电子装置包括处理系统，该处理系统包括存储系统，该存储系统被配置成存储测量仪验证参数的集中趋势值和测量仪验证参数的分散值。处理系统被配置成从存储系统获得集中趋势值和分散值，并且基于集中趋势值和分散值来确定用于检测集中趋势值是否与基线值不同的概率。

提供了一种用于检测和识别振动测量仪的变化的方法。该方法包括：确定与振动测量仪的导管的第一位置相关联的第一刚度变化；确定与振动测量仪的导管的第二位置相关联的第二刚度变化；以及基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管的状况。

提供了一种用于检测和识别振动测量仪的导管的变化的方法。根据实施方式，该方法包括：从振动测量仪的测量仪电子装置中的存储装置获得测量仪验证参数的集中趋势值和测量仪验证参数的分散值；以及基于集中趋势值和分散值来确定用于确定集中趋势值是否与基线值不同的概率。

各个方面

根据一方面，一种用于检测和识别振动测量仪(5)的变化的测量仪电子装置(20)包括：接口(201)，其被配置成接收来自测量仪组件(10)的传感器信号(100)并且基于传感器信号(100)来提供信息；以及处理系统(202)，其通信地耦接至接口(201)。处理系统(202)被配置成：使用该信息来确定与振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第一位置相关联的第一刚度变化；确定与振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第二位置相关联的第二刚度变化；以及基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管(130，130’)的状况。

优选地，第一位置是左拾取传感器(170l)在振动测量仪(5)的导管(130，130’)上的位置，并且第二位置是右拾取传感器(170r)在振动测量仪(5)的导管(130，130’)上的位置。

优选地，第一刚度变化表示驱动器(180)与导管(130，130’)的第一位置之间的导管(130，130’)的物理刚度变化，并且第二刚度变化表示驱动器(180)与导管(130，130’)的第二位置之间的导管(130，130’)的物理刚度变化。

优选地，测量仪电子装置(20)还被配置成确定导管(130，130’)的刚度对称性。

优选地，基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管(130，130’)的刚度对称性。

优选地，处理系统(202)还被配置成基于对导管的状况的确定来提供警报。

优选地，导管(130，130’)的状况包括振动测量仪(5)的导管(130，130’)的侵蚀、腐蚀、损坏和被覆(coating)中的至少之一。

优选地，处理系统(202)还被配置成基于导管(130，130’)的残余柔性(residualflexibility)、阻尼和质量中的至少之一来确定导管(130，130’)的状况。

一种用于检测和识别振动测量仪(5)的变化的测量仪电子装置(20)，该测量仪电子装置包括处理系统(202)，该处理系统包括被配置成存储测量仪验证参数的集中趋势值和测量仪验证参数的分散值的存储系统(204)。处理系统(202)被配置成从存储系统(204)获得集中趋势值和分散值，并且基于集中趋势值和分散值来确定用于检测集中趋势值是否与基线值不同的概率。

优选地，处理系统(202)被配置成基于集中趋势值和分散值来确定概率包括：处理系统(202)被配置成计算t值并且使用t值来计算概率。

优选地，处理系统(202)被配置成基于集中趋势值和分散值来确定概率包括：处理系统(202)被配置成基于包括测量仪刚度的测量仪刚度测量值的数量来计算自由度。

优选地，处理系统(202)被配置成基于集中趋势值和分散值来确定概率包括：处理系统(202)被配置成基于标准偏差和自由度来计算标准误差。

优选地，使用以下等式来计算标准误差：

其中：

stddev_合并是测量仪刚度标准偏差；并且

n_DOF是自由度。

优选地，分散值是包括基线测量仪刚度测量值和测量仪刚度测量值的标准偏差的合并标准偏差。

优选地，概率包括集中趋势值的置信区间。

优选地，将置信区间与零进行比较，其中：如果置信区间不包括零，则检测到集中趋势值不等于基线值；以及如果置信区间包括零，则检测到集中趋势值等于基线值。

优选地，集中趋势值是测量仪刚度，并且使用以下等式来计算测量仪刚度的置信区间：

CI＝Stiffness_平均±CI_范围；

其中：

CI是测量仪刚度的置信区间；

Stiffness_平均是从存储系统(204)获得的测量仪刚度；并且

CI_范围是基于测量仪刚度标准偏差和t值计算的置信区间范围。

优选地，使用以下等式来计算置信区间范围：

CI_范围＝stderror_合并·t_学生，_99，8；

其中：

stddev_合并是测量仪刚度标准偏差；并且

t_{学生，99，8}是基于显著性水平和根据包括测量仪刚度的测量仪刚度测量值的数量确定的自由度计算的t值。

优选地，处理系统(202)还被配置成设置偏置死区，其中，如果集中趋势值小于偏置死区，则未检测到测量仪刚度与集中趋势值不同。

根据一方面，一种用于检测和识别振动测量仪的变化的方法包括：确定与振动测量仪的导管的第一位置相关联的第一刚度变化；确定与振动测量仪的导管的第二位置相关联的第二刚度变化；以及基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管的状况。

优选地，第一位置是左拾取传感器在振动测量仪的导管上的位置，并且第二位置是右拾取传感器在振动测量仪的导管上的位置。

优选地，第一刚度变化表示驱动器与导管的第一位置之间的导管的物理刚度变化，并且第二刚度变化表示驱动器与导管的第二位置之间的导管的物理刚度变化。

优选地，该方法还包括：确定导管的刚度对称性。

优选地，基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管的刚度对称性。

优选地，该方法还包括：基于对导管的状况的确定来提供警报。

优选地，导管的状况包括振动测量仪的导管的侵蚀、腐蚀、损坏和被覆中的至少之一。

根据一方面，一种用于检测和识别振动测量仪的导管的变化的方法包括：从振动测量仪的测量仪电子装置中的存储装置获得测量仪验证参数的集中趋势值和测量仪验证参数的分散值；以及基于集中趋势值和分散值来确定用于确定集中趋势值是否与基线值不同的概率。

优选地，基于集中趋势值和分散值来确定概率包括：计算t值并且使用t值来计算概率。

优选地，基于集中趋势值和分散值来确定概率包括：基于包括测量仪刚度的测量仪刚度测量值的数量来计算自由度。

优选地，基于测量仪刚度来确定概率包括：基于标准偏差和自由度来计算标准误差。

优选地，使用以下等式来计算标准误差：

其中：

stddev_合并是测量仪刚度标准偏差；并且

n_DOF是自由度。

优选地，概率包括集中趋势值的置信区间。

优选地，集中趋势值是测量仪刚度，并且测量仪刚度的置信区间使用以下等式来计算：

CI＝Stiffness_平均±CI_范围；

其中：

CI是测量仪刚度的置信区间；

Stiffness_平均是从存储系统(204)获得的测量仪刚度；并且

优选地，使用以下等式来计算置信区间范围：

CI_范围＝stderror_合并·t_{学生，99，8}；

其中：

stddev_合并是测量仪刚度标准偏差；并且

优选地，方法还包括：设置偏置死区，其中，如果集中趋势值小于偏置死区，则未检测到集中趋势值与基线值不同。

优选地，该方法还包括：确定导管的刚度对称性。

优选地，该方法还包括：基于导管的残余柔性、阻尼和质量中的至少之一来确定导管的状况。

附图说明

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元素。应当理解，附图不一定是按比例的。

图1示出了振动测量仪5。

图2示出了根据实施方式的用于检测和识别振动测量仪的变化的测量仪电子装置20。

图3a和图3b示出了曲线图300a、300b，其示出了在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化。

图4a和图4b示出了曲线图400a、400b，其示出了在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化数据点，其中概率分布被分配给每个数据点。

图5a和图5b示出了曲线图500a、500b，其示出了在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化数据点，其中概率被分配给每个数据点。

图6示出了根据实施方式的用于检测和识别振动测量仪的变化的方法600。

图7示出了根据实施方式的用于检测和识别振动测量仪的变化的方法700。

具体实施方式

图1至图7和以下描述描绘了特定示例以教导本领域技术人员如何做出和使用检测和识别振动测量仪的变化的实施方式的最佳模式。为了教导发明原理，一些常规方面已被简化或省略。本领域技术人员将理解落在本发明的范围内的这些示例的变型。本领域技术人员将理解，下面描述的特征可以以各种方式组合以形成检测和识别振动测量仪的变化的多种变型。因此，下面描述的实施方式不限于下面描述的特定示例，而仅由权利要求及其等同物限定。

通过使用统计可以准确地检测振动测量仪的变化。先前没有在测量仪电子装置中使用统计，这是因为与例如运行统计软件的计算机工作站相比，测量仪电子装置具有有限的计算能力。本文所采用的统计方法利用在测量仪电子装置中的处理系统的寄存器中可用的数据，以使得嵌入式代码能够计算振动测量仪中不存在变化的概率。通过计算该概率，可以反驳没有发生变化的虚假设(null hypothesis)，从而指示振动测量仪已经发生变化。因为由测量仪电子装置——即使具有有限的计算资源——来计算概率，因此也可以在执行测量仪验证时更新该概率。因此，通过将刚度变化与例如预定限度进行比较所不能检测到的变化可以被检测到。此外，对变化的准确检测可以防止错误警报。

可以通过基于与导管的第一位置相关联的第一刚度变化和与导管的第二位置相关联的第二刚度变化来确定振动测量仪的导管的状况(例如，侵蚀、腐蚀、损坏等)，来识别振动测量仪的变化。例如，可以基于第一刚度变化和第二刚度变化是否指示刚度的增大或减小来确定状况。此外，可以使用第一刚度变化和第二刚度变化的对称性来确定状况。在一个示例中，如果第一刚度变化指示减小，第二刚度变化指示增大，并且刚度对称性被认为是“右低”(“right low”)，则所确定的状况可以是振动测量仪中的导管的侵蚀或腐蚀。

图1示出了振动测量仪5。如图1所示，振动测量仪5包括测量仪组件10和测量仪电子装置20。测量仪组件10对处理材料的质量流率和密度进行响应。测量仪电子装置20经由传感器信号100连接至测量仪组件10，以通过路径26提供密度、质量流率和温度信息以及其他信息。

测量仪组件10包括一对歧管150和150’、具有凸缘颈110和110’的凸缘103和103’、一对平行导管130和130’、驱动器180、电阻式温度检测器(RTD)190以及一对拾取传感器170l和170r。导管130和130’具有两个基本上直的入口支路131、131’和出口支路134、134’，它们在导管安装块120和120’处朝向彼此会聚。导管130、130’在沿其长度的两个对称位置处弯曲，并且在其整个长度上基本上平行。撑杆140和140’用于限定轴线W和W’，每个导管130、130’绕轴线W和W’振荡。导管130、130’的支路131、131’和134、134’固定地附接至导管安装块120和120’，并且这些安装块又固定地附接至歧管150和150’。这提供了穿过测量仪组件10的连续闭合的材料路径。

当具有孔102和102’的凸缘103和103’经由入口端104和出口端104’连接到运送被测量的处理材料的处理线(未示出)中时，材料通过凸缘103中的孔口101进入测量仪的入口端104，并且通过歧管150被引导至具有表面121的导管安装块120。在歧管150内，材料被分开并且通过导管130、130’输送。在离开导管130、130’时，处理材料在具有表面121’的安装块120’和歧管150’内重新结合成单个流，并且此后被输送到通过具有孔102’的凸缘103’连接至处理线(未示出)的出口端104’。

导管130、130’被选择并且适当地安装至导管安装块120、120’，以分别具有关于弯曲轴线W--W和W’--W’的基本上相同的质量分布、惯性矩和杨氏模量。这些弯曲轴线穿过撑杆140、140’。由于导管的杨氏模量随温度而变化，并且这种变化影响流量和密度的计算，因此将RTD 190安装至导管130’以连续地测量导管130’的温度。导管130’的温度以及因此针对通过RTD 190的给定电流而跨RTD 190出现的电压由通过导管130’的材料的温度来控制。跨RTD 190出现的温度相关电压在公知的方法中由测量仪电子装置20用于补偿由于导管温度的任何变化而引起的导管130、130’的弹性模量的变化。RTD 190通过导线195连接至测量仪电子装置20。

导管130、130’两者由驱动器180绕其相应弯曲轴线W和W’在相反方向上驱动，并且在被称为流量测量仪的第一异相弯曲模式下被驱动。该驱动器180可以包括许多公知布置中的任何一种，例如安装至导管130’的磁体和安装至导管130的相对线圈，并且交流电通过该相对线圈以使两个导管130、130’振动。由测量仪电子装置20经由导线185将适当的驱动信号施加到驱动器180。

测量仪电子装置20接收导线195上的RTD温度信号，以及分别出现在承载左传感器信号165l和右传感器信号165r的传感器信号100上的左传感器信号和右传感器信号。测量仪电子装置20产生出现在导线185上、到驱动器180的并且使导管130、130’振动的驱动信号。测量仪电子装置20处理左传感器信号、右传感器信号和RTD信号，以计算通过测量仪组件10的材料的质量流率和密度。该信息与其他信息一起由测量仪电子装置20作为信号施加在路径26上。

质量流率测量值

可以根据以下等式来生成：

Δt项包括操作得出的(即，测量的)时间延迟值，其包括在拾取(pick-off)传感器信号之间存在的时间延迟，例如其中时间延迟是由于与通过振动测量仪5的质量流率相关的科里奥利效应引起的。测量的Δt项最终确定流动材料在其流动通过振动测量仪5时的质量流率。Δt₀项包括零流量校准常数处的时间延迟。Δt₀项通常在工厂确定并且被编程到振动测量仪5中。即使在流量条件正在改变的情况下，零流量Δt₀处的时间延迟也将不改变。流量校准因子FCF与流量测量仪的刚度成比例。

问题在于导管可能随时间变化，其中初始工厂校准可能随着导管130、130’被腐蚀、侵蚀或以其他方式变化而随时间变化。因此，导管130、130’的刚度可以在振动测量仪5的寿命期间从初始代表性刚度值(或原始测量的刚度值)起变化。测量仪验证可以检测导管130、130’刚度的这样的变化，如下面所说明的。

图2示出了根据实施方式的用于检测和识别振动测量仪的变化的测量仪电子装置20。测量仪电子装置20可以包括接口201和处理系统202。测量仪电子装置20例如接收来自测量仪组件10的振动响应。测量仪电子装置20处理振动响应，以获得流过测量仪组件10的流动材料的流动特性。

如前所述，流量校准因子FCF反映了流管的材料性质和截面性质。通过将测量的时间延迟(或相位差/频率)乘以流量校准因子FCF来确定流过流量测量仪的流动材料的质量流率。流量校准因子FCF可以与测量仪组件的刚度特性相关。如果测量仪组件的刚度特性变化，则流量校准因子FCF也将变化。因此，流量测量仪的刚度的变化将影响由流量测量仪生成的流量测量值的准确度。

接口201经由图1的传感器信号100接收来自拾取传感器170l、170r之一的振动响应。接口201可以执行任何必要的或期望的信号调节，例如任何方式的格式化、放大、缓冲等。替选地，可以在处理系统202中执行信号调节中的一些或全部。此外，接口201可以实现测量仪电子装置20与外部装置之间的通信。接口201能够进行任何方式的电子、光学或无线通信。接口201可以基于振动响应来提供信息。

在一个实施方式中，接口201与数字化仪(未示出)耦接，其中传感器信号包括模拟传感器信号。数字化仪对模拟振动响应进行采样并且使其数字化，并且产生数字振动响应。

处理系统202进行测量仪电子装置20的操作，并且处理来自测量仪组件10的流量测量值。处理系统202执行一个或更多个处理例程，从而处理流量测量值，以产生一个或更多个流量特性。处理系统202通信地耦接至接口201并且被配置成从接口201接收信息。

处理系统202可以包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路或一些其他通用或定制处理装置。附加地或替选地，处理系统202可以分布在多个处理装置之中。处理系统202还可以包括任何方式的集成或独立的电子存储介质，例如存储系统204。

存储系统204可以存储流量测量仪参数和数据、软件例程、恒定值和可变值。在一个实施方式中，存储系统204包括由处理系统202执行的例程，例如振动测量仪5的操作例程210和验证220。存储系统还可以存储统计值，例如标准偏差、置信区间等。

存储系统204可以存储基线测量仪刚度230。可以在振动测量仪5的制造或校准期间或者在之前的重新校准期间确定基线测量仪刚度230。例如，可以在现场安装振动测量仪5之前，通过验证220来确定基线测量仪刚度230。基线测量仪刚度230表示管道130、130’在发生诸如侵蚀/腐蚀、损坏(例如，冻结、过度加压等)、被覆(coating)等的任何变化之前的刚度。基线测量仪刚度230可以是多个基线测量仪刚度测量值的平均。这样，基线测量仪刚度230可以具有将在下面更详细地讨论的相关联的分散特性(dispersioncharacteristic)，其中基线测量仪刚度测量值可以变化。基线测量仪刚度测量值变化越多，则分散越大。

存储系统204可以存储测量仪刚度232。测量仪刚度232包括根据在振动测量仪5的操作期间生成的振动响应确定的刚度值。可以生成测量仪刚度232以验证振动测量仪5的正确操作。测量仪刚度232可以被生成用于验证处理，其中测量仪刚度232用于验证振动测量仪5的正确且准确的操作的目的。类似于基线测量仪刚度230，测量仪刚度232可以是多个测量仪刚度测量值的平均。这样，测量仪刚度232可以具有将在下面更详细地讨论的相关联的分散特性，其中测量仪刚度测量值可以变化。测量仪刚度测量值变化越大，分散特性越大。

存储系统204可以存储刚度变化234。刚度变化234可以是通过比较基线测量仪刚度230和测量仪刚度232确定的值。例如，刚度变化234可以是基线测量仪刚度230与测量仪刚度232之间的差。在该示例中，负数可以指示导管130、130’的刚度由于被现场安装而增大。正数可以指示导管130、130’的物理刚度由于基线测量仪刚度230被确定而减小。

如可以理解的，可以以各种方式执行比较。例如，刚度变化234可以是测量仪刚度232与基线测量仪刚度230之间的差。因此，刚度的增大将引起正数，而刚度的减小将引起负数。另外地或替选地，可以采用由基线测量仪刚度230和/或测量仪刚度232得出或与基线测量仪刚度230和/或测量仪刚度232相关的值，例如采用诸如导管几何结构、尺寸等的其他值的比率。

如果测量仪刚度232与基线测量仪刚度230基本相同，则可以确定振动测量仪5或更具体地导管130、130’可以从其被制造、校准时起或从振动测量仪5上一次被重新校准时起相对未变化。替选地，在测量仪刚度232与基线测量仪刚度230显著不同的情况下，则可以确定导管130、130’已劣化并且可能未准确且可靠地操作，例如在导管130、130’由于侵蚀、腐蚀、损坏(例如，冻结、过度加压等)、被覆或其他状况而变化的情况下。

如以上所讨论的，针对左拾取传感器170l和右拾取传感器170r两者确定基线测量仪刚度230和测量仪刚度232。即，基线测量仪刚度230和测量仪刚度232与左拾取传感器170l和右拾取传感器170r之间的导管130、130’的刚度成比例。因此，导管130、130’的不同状况可能引起类似的刚度变化234。例如，对导管130、130’的侵蚀、腐蚀和/或损坏可能引起物理刚度的类似降低，这可以由负的或“低”的刚度变化234来指示。因此，当仅依赖于刚度变化234时，导管130、130’的特定状况可能是不可确定的。

然而，左拾取传感器170l和右拾取传感器170r可以各自具有它们自己的相关联刚度值。更具体地，如以上所讨论的，驱动器180向导管130、130’施加力，并且拾取传感器170l、170r测量所产生的偏转。导管130、130’在拾取传感器170l、170r的位置处的偏转量与在驱动器180与拾取传感器170l、170r之间的导管130、130’的刚度成比例。

因此，与左拾取传感器170l相关联的刚度与在驱动器180与左拾取传感器170l之间的导管130、130’的物理刚度成比例，并且与右拾取传感器170r相关联的刚度与在驱动器180与右拾取传感器170r之间的导管130、130’的物理刚度成比例。因此，如果在驱动器180与例如右拾取传感器170r之间存在侵蚀、腐蚀、损坏、被覆等，则与右拾取传感器170r相关联的刚度可能降低，而与左拾取传感器170l相关联的刚度可能不变。为了跟踪变化，存储系统204还可以包括与左拾取传感器170l和右拾取传感器170r相关联的刚度值。

例如，如图2所示，存储系统204包括基线LPO刚度240，其与在驱动器180与左拾取传感器170l在导管130、130’上的位置之间的导管130、130’的物理刚度成比例。类似地，存储系统204还包括基线RPO刚度250，其与在驱动器180与右拾取传感器170r在导管130、130’上的位置之间的导管130、130’的物理刚度成比例。基线LPO刚度240和基线RPO刚度250可以在现场安装振动测量仪5之前(例如，在振动测量仪5的制造或校准期间，或在之前的重新校准期间)通过验证220来确定。

存储系统204还包括LPO刚度242和RPO刚度252。LPO刚度242与在驱动器180与左拾取传感器170l的位置之间的、但在基线LPO刚度240被确定之后的导管130、130’的物理刚度成比例。类似地，RPO刚度252与在驱动器180与右拾取传感器170r的位置之间的、但在基线RPO刚度250被确定之后的导管130、130’的物理刚度成比例。

同样如图2所示，存储系统204还包括LPO刚度变化244和RPO刚度变化254。LPO刚度变化244和RPO刚度变化254与基线LPO刚度240、基线RPO刚度250与LPO刚度242、RPO刚度252之间的差成比例。例如，负LPO刚度变化244可以指示驱动器180与左拾取传感器170l之间的导管130、130’的物理刚度已经增大。正LPO刚度变化244可以指示驱动器180与左拾取传感器170l之间的导管130、130’的物理刚度自基线LPO刚度240被确定以来已经减小。替选地，LPO刚度变化244和RPO刚度变化254可以是LPO刚度242和RPO刚度252与基线LPO刚度240和基线RPO刚度250之间的差。因此，例如，正LPO刚度变化244可以指示驱动器180与左拾取传感器170l之间的导管130、130’的物理刚度自基线LPO刚度240被确定以来已经增大。尽管LPO刚度变化244和RPO刚度变化254被描述为根据差来确定，但是可以采用根据基线LPO刚度240和基线RPO刚度250以及LPO刚度242和RPO刚度252得出的任何值或与基线LPO刚度240和基线RPO刚度250以及LPO刚度242和RPO刚度252相关的任何值，例如刚度值与诸如导管几何结构、尺寸等的其他值的比率。LPO刚度变化244和RPO刚度变化254可以以任何合适的单位表示，例如整数、比率、百分率等。

与左传感器170l和右传感器170r相关联的物理刚度的增大或减少可以指示导管130、130’的引起物理刚度变化的潜在状况。例如，导管130、130’的内壁的侵蚀会使导管130、130’的物理刚度降低。特别地，例如左拾取传感器170l与驱动器180之间的导管130、130’的内壁的侵蚀会使左拾取传感器170l与驱动器180之间的导管130、130’的物理刚度减小。相反，刚度的增大可以指示例如在内壁上已经形成被覆。

此外，驱动器180与左拾取传感器170l之间的导管130、130’的物理刚度和驱动器180与右拾取传感器170r之间的导管130、130’的物理刚度的相对增大或减少另外可以指示导管130、130’的引起物理刚度变化的潜在状况。物理刚度的这样的相对增大或减少可以由存储系统204中的刚度对称性260来指示。

刚度对称性260可以是指示例如LPO刚度变化244和RPO刚度变化254的相对值的任何一个或更多个合适的值。例如，LPO刚度变化244与RPO刚度变化254可以指示与左拾取传感器170l和右拾取传感器170r相关联的导管130、130’的物理刚度都增大，但例如与左拾取传感器170l相关联的物理刚度的增大大于与右拾取传感器170r相关联的物理刚度的增大。在一个示例中，刚度对称性260可以以百分率表示并且通过以下确定：

SMV_对称性％＝SMV_刚度，LPO％-SMV_刚度，RPO％；

其中：

在该示例中，SMV_刚度，LPO％是以百分率变化表示的LPO刚度变化244；以及

在该示例中，SMV_刚度，RPO％是以百分率变化表示的RPO刚度变化254。

刚度变化234、LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260可以是任何合适的值，例如，与被测量的性质成正比的值、表示物理刚度的中间值、指示物理刚度是否增大或减小的值等。例如，LPO刚度变化244可以是与刚度变化成比例的正值或负值。处理系统202还可以处理这些值以生成切换指标，其中仅指示驱动器180与左拾取传感器1701之间的导管130、130’的物理刚度的增大或减小。这些值和/或切换指标可以用于确定导管130、130’的潜在变化，如以下真值表中所示。

如可以看到的，LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260的组合可以用于区分导管130、130’的不同可能变化。例如，情况J和N两者具有为“右低”的刚度对称性260值和为“低”的RPO刚度变化254。然而，情况J具有为“低”的LPO刚度变化244，而情况N具有为“高”的LPO刚度变化244。情况J被指示为导管130、130’的可能的侵蚀/腐蚀，而情况N被指示为导管130、130’的可能被覆。

尽管上表利用LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260来确定导管130、130’的状况，但是可以采用诸如替选表、逻辑、对象、关系、电路、处理器、例程等的任何合适的手段来确定导管的状况。例如，参考参照图2描述的测量仪电子装置20，可能仅使用LPO刚度变化244和RPO刚度变化254来确定导管130、130’的状况。然而，如可以理解的，利用刚度对称性260可以允许对导管130、130’的状况进行更具体的确定。

附加地或替选地，可以采用LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260的实际值代替切换指标来确定导管的状况。例如，通过上表确定的状况可以通过以下进一步的步骤来补充：例如，如果刚度对称性260是相对小的“右低”，则确定情况J更可能是腐蚀(corrosion)而不是侵蚀(erosion)。即，相对小的“右低”刚度对称性260可能是由于与侵蚀相比的腐蚀的更均匀的性质，侵蚀可能在导管的入口处更为普遍。

附加地或替选地，尽管以上讨论与测量仪刚度有关，但可以采用其他测量仪验证参数。例如，可以将残余柔性与基线残余柔性进行比较。残余柔性可以被限定为与一个振动模式相关联的频率响应的在另一振动模式的谐振频率处的部分。例如，可以将各种振动模式(例如，弯曲、扭转等)的频率响应表征为频率响应函数(例如，相对于频率的幅度响应)。频率响应函数通常以给定振动模式的谐振频率为中心，其幅度与距谐振频率的距离成比例地成斜坡地减小。例如，具有位于撑杆(brace bar)处的两个节点的一阶弯曲模式(例如，主异相弯曲模式)可以具有一阶弯曲模式谐振频率ω₁。具有四个节点的二阶弯曲模式可以具有大于一阶弯曲模式谐振频率ω₁的二阶弯曲模式谐振频率ω₂。二阶弯曲模式的频率响应函数可以与一阶弯曲模式谐振频率ω₁交叠。因此，由二阶弯曲模式引起的一阶弯曲模式的残余柔性是二阶弯曲模式的频率响应函数的位于一阶弯曲模式谐振频率ω₁处的部分。如可以理解的，当侵蚀、腐蚀、损坏、被覆等发生时，给定模式的残余柔性值可能会变化，这是因为每个振动模式的频率响应将会变化。因此，残余柔性也可以用于识别振动测量仪的变化。

也可以采用阻尼。例如，测量仪验证可以将测量的阻尼值与基线阻尼值进行比较。阻尼可以用于检测被覆，因为阻尼可能不受侵蚀或腐蚀的影响。

类似地，可以将与左拾取传感器1701或右拾取传感器170r相关联的质量和与左拾取传感器1701或右拾取传感器170r相关联的基线质量进行比较。在一个示例中，可以采用预期质量。在一个示例中，基于校准的空气和水质量值以及处理流体的测量的或已知的密度的预期质量可以使用以下等式计算：

其中：

m_预期是预期质量——即为如果振动测量仪中没有发生变化，则应当测量的质量；

m_{工厂，空气}是在振动测量仪充满空气的情况下测量的质量；

ρ_空气是空气的密度；

ρ_水是水的密度值；以及

ρ_已知是被测量材料的密度。

预期质量m_预期可以用于经由以下等式计算被表示为百分比的归一化质量偏差：

其中：

m_测量是在测量仪验证期间测量的质量；以及

m_偏差是测量的质量m_测量与预期质量m_预期的质量偏差。

如可以理解的，侵蚀、腐蚀、损坏、被覆等会影响振动测量仪中的导管的质量。因此，预期质量可以用于通过比较测量的质量与预期质量来检测振动测量仪的变化。

如以上所讨论的，在确定导管的状况时，也可以考虑导管的几何结构。例如，与直管相比，U形管可能在导管中的某些位置处相比于腐蚀更容易受到侵蚀。附加地或替选地，一些处理/导管组合可能更容易出现特定情况。例如，与采用腐蚀性材料的高温处理相比，在采用氮气的低温处理中，导管130、130’可能更容易损坏。因此，LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260或者使用这些值的方法可以包括例如其他值，例如与导管几何结构、构造、尺寸、处理变量等相关的因子。

同样如图2中可见，存储系统204还可以存储刚度标准偏差236、LPO刚度标准偏差246和RPO刚度标准偏差256。这些值可以根据例如包括基线测量仪刚度230和测量仪刚度232的测量仪刚度测量值来确定。例如，刚度标准偏差236可以是合并标准偏差。因此，刚度标准偏差236是测量仪刚度232变化程度的量度，其包括包含基线测量仪刚度230的测量仪刚度测量值。LPO刚度标准偏差246和RPO刚度标准偏差256也可以是合并标准偏差。

尽管图2中所示的示例使用了刚度标准差，但是还可以采用对测量仪验证参数数据的变化和分散的其他量度。例如，可以采用方差代替标准偏差。即，刚度标准偏差236、LPO刚度标准偏差246和RPO刚度标准偏差256是示例性测量仪验证参数的分散值。附加地或替选地，可以使用对集中趋势的其他量度，代替可以针对基线测量仪刚度230和测量仪刚度232采用的平均值。因此，基线测量仪刚度230和测量仪刚度232是示例性测量仪验证参数的集中趋势值。

存储装置还可以存储其他统计值，例如置信区间270。如下文将更详细地说明的，置信区间270可以基于t值272、显著性水平274和自由度276来计算。显著性水平274可以是例如通过验证220设置的标量值。显著性水平274可以被限定为在假设实际上为真时拒绝虚假设(例如，在振动测量仪中没有发生变化时检测到变化)的概率并且通常为小值(例如，1％或0.01)。自由度276是根据用于确定例如刚度标准偏差236的样本数量来计算的。还示出了作为标量值的偏置死区(bias dead band)278，该标量值也可以通过验证220设置以确保振动测量仪中的偏置不会导致错误标记。

置信区间270可以检测振动测量仪5的物理刚度的小变化，同时与例如先前在测量仪验证中使用的预定界限相比还减少错误警报的次数。此外，可以使用相对简单的数学运算来计算置信区间270，从而允许处理系统202使用采用相对简单的嵌入式代码的验证220来采用鲁棒的统计技术。

预定警报界限

图3a和图3b示出了曲线图300a、300b，其说明在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化。如图所示，曲线图300a、300b包括运行数轴线310a、310b。运行数轴线310a、310b的范围从0到600，并且指示测量仪验证的运行数。例如，运行数“100”指示600次测量仪验证运行中的第100次测量仪验证运行。曲线图300a还包括刚度轴线320a上的百分比变化，其是例如LPO刚度变化244和RPO刚度变化254的百分率表示。曲线图300b包括百分比刚度差轴线320b，其是例如刚度对称性260的百分率表示。例如，0％刚度差意味着，例如LPO刚度变化244等于RPO刚度变化254。曲线图300a、300b还分别示出了刚度变化数据330a和刚度差数据330b。

刚度变化数据330a和刚度差数据330b由针对导管中存在被覆的情况下的各种流动材料/流率配置进行的成组的运行中确定的数据点组成。更具体地说，存在四组数据，它们可以从刚度差数据330b中辨别出来。前两组数据可以基于高水流量和低水流量。后两组数据可以基于高空气流量和低空气流量。

图3a所示的曲线图300a包括刚度变化数据330a，其由表示针对给定测量仪验证运行的刚度变化的数据点组成。如可以看到的，刚度变化数据330a的范围从约-0.3％至约2.0％。如可以理解的，这似乎指示刚度一直在变化。然而，如果警报界限被设置在例如4％，则不会提供警报。

图3b所示的曲线图300b包括刚度差数据330b，其由表示刚度差(例如，LPO刚度变化244和RPO刚度变化254)的数据点组成。如可以看出的，刚度差数据330b的范围为从约-0.4％至约0.6％。如还可以看到的，刚度差数据330包括不遵循任何可辨别趋势的零星数据点。此外，刚度差数据330b表明，刚度对称性值可能受导管中的材料的影响。

曲线图300a、300b说明，如果警报界限或范围大于与振动测量仪的变化相关联的刚度变化，则可能不会发出警报。此外，如果警报界限小于零星数据点，则可能会发出错误警报。下面通过消除界限并且采用能够在嵌入式系统上执行的统计来解决该问题。

用于嵌入式代码的统计

计算结果的概率的统计方法可以用于检测振动测量仪的变化，但由于所述统计方法的复杂性，其不能由测量仪电子装置20执行。例如，可以采用P统计(Pstatistics)和T(Tstatistics)统计来检验给定数据集是否满足虚假设。拒绝虚假设不确定振动测量仪中是否存在状况，但是确定缺少状况是错误的。在测量仪验证的情况下，虚假设可以被限定为：“当前测量仪验证结果与基线测量仪验证结果具有相同的平均值。”如果该虚假设被推翻，则可以假设当前结果的平均值由于振动测量仪的变化而与基线测量仪验证结果不同。

通过说明的方式，在t检验中，可以使用以下等式来计算t值：

其中：

μ₀是某个指定值；

是样本平均值；

S是样本标准偏差；以及

n是样本大小。

在测量仪验证的上下文中，μ0是参考测量仪验证值，例如基线刚度值。使用测量仪验证测量值来计算样品平均值

和样品标准偏差S，以与参考测量仪验证值进行比较。测量仪验证测量值的数量是样本大小n。t检验通常还包括自由度，对于以上等式[1]，自由度被限定为n-1。

如以上所讨论的，t检验可以用于检验虚假设，对于测量仪验证，该虚假设可以被限定为样本平均值

是否等于参考测量仪验证值。为了检验虚假设，可以使用t值的已知分布来计算P值。为了检验虚假设，将P值与显著性水平α进行比较。显著性水平α通常被设置为小值，例如，0.01、0.05或0.10。如果P值小于或等于显著性水平α，则由于替选假设而拒绝虚假设。由于虚假设被限定为“当前测量仪验证结果与基线测量仪验证结果具有相同的平均值”，因此替选假设是当前测量仪验证不具有相同的平均值，并且因此，测量仪中发生了变化。

然而，在计算资源有限的情况下，难以计算P值。例如，可以在具有操作系统和统计软件的计算机工作站上计算P值，但在嵌入式系统中可能不容易计算P值。上述测量仪电子装置20可能是具有有限计算资源的嵌入式系统。此外，在测量仪电子装置上原位(in situ)或实时拒绝虚假设的能力可以防止测量仪电子装置20发送错误警报，同时还可以使测量仪电子装置20正确地检测导管130、130’的变化，这是对使用预定警报界限的显著改进。

为此，使用利用测量仪电子装置20有限计算资源的置信区间来代替户值。因此，可以使用测量仪电子装置20上的嵌入式代码来计算置信区间。例如，测量仪电子装置20可以具有存储在两个寄存器中的当前刚度值和刚度标准偏差值。如可以理解的，通过使用显著性水平α和自由度，可以使用当前刚度值来计算上述t值。通过示例的方式，显著性水平α可以被设置为0.01，即置信水平为99％。测量仪验证检验次数可以设置为5。因此，确定合并自由度为2·(5-1)＝8。可以使用如下的学生t值函数根据显著性水平α和合并自由度来计算双尾学生t值：

t_{学生，99，8}＝tinv(1-.01/2，8)＝3.36。[4]

还可以使用与左拾取传感器1701和右拾取传感器170r相关联的刚度值的合并标准偏差。在一般情况下，计算合并标准差可能是复杂的。然而，由于测量仪电子装置20将测量的刚度标准偏差存储在寄存器中，因此合并标准偏差简单地可以是存储的标准偏差，例如上述刚度标准偏差236。还可以计算合并标准误差，其被限定如下：

stderror_合并＝0.5·stddev_合并。

可以如下使用以上确定的标准误差和t值来计算置信区间范围：

CI_范围＝stderror_合并·t_{学生，99，8}；[6]

CI_范围＝stderror_合并·3.36。

最终，可以使用刚度(stiffness)平均值和置信区间范围来计算置信区间(confidence interval)，如下所示：

CI＝Stiffness_平均±CI_范围。

可以使用置信区间以通过确定置信区间是否包含0.0来检验虚假设。如果置信区间确实包含0.0，则不拒绝虚假设，并且测量仪验证通过。如果置信区间不包含0.0，则可以拒绝虚假设，并且发送测量仪验证故障。

如可以理解的，通过在测量仪电子装置20存储刚度值和刚度标准偏差值的情况下使用置信区间替代P值，计算相对简单，并且可以使用嵌入式代码来执行。例如，可能不具有足够的计算资源来计算P值的测量仪电子装置20可以计算置信区间来执行原位或实时统计分析。如也可以理解的，可以使用置信区间来以期望的置信水平检验虚假设。

除了置信区间之外，可以在零附近限定偏置死区，以说明测量仪刚度测量值中的偏置。测量仪刚度测量中的偏置可能是由于可能影响测量仪验证测量值的振动测量仪的安装、密度、温度梯度或其他状况。t检验中的该偏置死区是0附近的值，由于该值，具有小变化的小偏置(否则其会使置信区间检查拒绝假设)不拒绝假设。因此，可以将该偏置死区设置为使由测量仪电子装置20发送的错误警报的次数减少的值。

在与零比较的置信区间的示例中，偏置死区是在零附近的范围，其中，如果零不在置信区间内，但偏置死区的一部分在置信区间内，则虚假设将不会被拒绝。从数学上讲，该检验可以被表达为平均测量仪刚度值是否小于偏置死区。或者使用以上讨论的术语：如果

其中，db_偏置是偏置死区，则不能拒绝虚假设。

偏置死区可以单独实现，也可以与其他死区结合实现。例如，可以结合变化死区来实现偏置死区。在一个示例中，变化死区可以根据db_变化＝db_偏置/t_{学生，99，8}来确定，其中db_变化是变化死区。可以将变化死区与测量仪刚度标准偏差进行比较，以确定是否应当拒绝虚假设。在一个示例中，可以如以上讨论的那样比较偏置死区，并且可以如下将变化死区与测量仪刚度标准偏差进行比较：如果

并且如果s＜db_变化，则不能拒绝虚假设。可以在通过置信区间检查拒绝了虚假设之后利用前述检验。替选地，如果

并且如果s＜db_变化，则平均测量仪刚度

被设置为零并且测量仪刚度变化会等于变化死区。因此，当执行置信区间检查时，可能由于测量仪刚度测量值中的偏置而不会拒绝虚假设。

图4a和图4b示出了曲线图400a、400b，其示出了在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化数据点，其中概率分布被分配给每个数据点。如图所示，曲线图400a、400b包括运行数轴线410a、410b。运行数轴线410a、410b的范围从0到600，并且指示针对测量仪验证的运行数。曲线图400a还包括刚度轴线420a上的百分比变化，其是例如LPO刚度变化244和RPO刚度变化254的百分率表示。曲线图400b包括百分比刚度差轴线420b，其是例如刚度对称性260的百分率表示。

图5a和图5b示出了曲线图500a、500b，其示出了在多次测量仪验证运行期间确定的刚度变化和刚度对称性变化数据点，其中概率被分配给每个数据点。如所示出的，曲线图500a、500b包括运行数轴线510a、510b。运行数轴线510a、510b的范围从0至140，并且指示针对测量仪验证的运行数。曲线图500a还包括刚度轴线520a上的百分比变化，其是例如LPO刚度变化244和RPO刚度变化254的百分率表示。曲线图500b包括百分比刚度差轴线520b，其是例如刚度对称性260的百分率表示。

曲线图400a、500a包括由表示刚度偏差的多个数据点组成的刚度偏差绘图430a、530a，该刚度偏差可以是存储在存储系统204中的测量仪刚度的刚度变化234。曲线图400b、500b包括刚度对称性绘图430b、530b，其由表示刚度对称性变化的数据点组成。还示出了被示为感叹号的变化指示绘图440a至540b，其指示置信区间不包括零。

在图4a至图5b中，变化指示绘图440a至540b用于指示针对给定的数据点已经发生了虚假设的拒绝。如以上所讨论的，虚假设可以是测量值等于基线值但以概率来执行该检验的情况。如图4a至图5b所示，该概率是置信区间，但是可以采用任何合适的概率。置信区间由与每个数据点相关联的条(bar)表示。在图4a至图5b所示的示例中，条表示99％的置信区间。

如可以理解的，感叹号与其中置信区间不包括零轴的数据点相关联。在图5b中，刚度对称性的零轴表示虚假设，即测量的刚度对称性等于基线刚度对称性值。即，零轴表示振动测量仪的刚度对称性没有变化。因此，当置信区间不包括零轴时，将拒绝虚假设。例如，这以至少99％的百分比置信度(其中显著性水平被设置为0.01)指示虚假设已被拒绝，并且振动测量仪中已经发生了变化。

如可以理解的，各种系统和方法都可以使用上述LPO刚度变化244、RPO刚度变化254和刚度对称性260来指示导管130、130’的变化。在下面参照图6更详细地描述示例性方法。

图6示出了根据实施方式的用于检测和识别振动测量仪的变化的方法600。如图6所示，方法600开始于：在步骤610中，确定与振动测量仪的导管的第一位置相关联的第一刚度变化。导管和振动测量仪可以是参照图1描述的导管130、130’之一和振动测量仪5。根据该示例，导管的第一位置可以例如是左拾取传感器170l在导管130上的位置，然而可以采用任何合适的位置。因此，与第一位置相关联的第一刚度变化可以是LPO刚度变化244，如以上所讨论的，LPO刚度变化244可以表示驱动器180与左拾取传感器170l的位置之间的导管130的物理刚度变化。

方法600在步骤620中可以确定与振动测量仪中的导管的第二位置相关联的第二刚度变化。继续以上参考步骤610描述的示例，导管的第二位置可以是右拾取传感器170r在导管130上的位置，然而可以采用任何合适的位置。因此，与第二位置相关联的第二刚度变化可以是与右拾取传感器170r在导管130上的位置相关联的RPO刚度变化254，如以上所讨论的，RPO刚度变化254可以表示驱动器180与右拾取传感器170r的位置之间的导管130的物理刚度变化。

在步骤630中，方法600基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管的状况。在以上所讨论的示例中，可以基于LPO刚度变化244和RPO刚度变化254来确定状况。状况可以是影响导管的刚度的任何事物，例如侵蚀、腐蚀、损坏(例如，冻结，过度加压等)、被覆等。通过示例的方式，第一刚度变化和第二刚度变化可以是被指示为“低”(“low”)的LPO刚度变化244和RPO刚度变化254。此外，也可以基于LPO刚度变化244和RPO刚度变化254的刚度对称性260可以是“右下”(“low right”)。方法600可以例如采用与上述表格相似的表格来确定导管130的状况是腐蚀/侵蚀。

方法600还可以识别、建议或允许适合于导管的每个确定状况的过程。例如，可以通过确定的导管状况来提供警报，并且用户可以进行特定于该状况的进一步诊断、维护、保养等。用于受损导管的过程可以包括使振动测量仪5停止操作并且修理/更换测量仪组件10。在被覆的情况下，在不使振动测量仪5停止操作的情况下减少或消除被覆的过程可能更适当。

图7示出了用于检测和识别振动测量仪的变化的方法700。如图7所示，方法700开始于：在步骤710中，从振动测量仪的测量仪电子装置中的存储装置获得测量仪验证参数的集中趋势值和测量仪验证参数的分散值。在步骤720中，方法700基于测量仪验证参数和分散值来确定用于确定集中趋势值是否与基线值不同的概率。

在步骤710中，可以从例如以上参照图2描述的存储系统204获得集中趋势值和分散值。存储系统204可以是处理系统202的寄存器。因此，处理系统202可以从寄存器获得集中趋势值和分散值，并且执行简单的数学运算以确定概率。在一个示例中，集中趋势值可以是测量仪刚度，而分散值可以是测量仪刚度标准偏差。

在使用测量仪刚度和分散值的示例中，在步骤720中，处理系统202可以基于包括测量仪刚度的测量仪刚度测量值的数目来计算t值，并且使用该t值来计算概率。在一个示例中，如以上所讨论的，可以根据显著性水平α和自由度来确定t值。测量仪刚度可以例如是根据在确定基线值(例如，基线测量仪刚度)之后进行的测量仪刚度测量来确定的平均测量仪刚度。基线值可以是基线集中趋势值。因此，基线测量仪刚度可以是基线测量仪刚度测量值的平均值。

方法700可以包括附附加的步骤，例如，设置偏置死区。如以上所讨论的，如果可以作为集中趋势值的测量仪刚度小于偏置死区，则方法700可以确定测量仪刚度和基线测量仪刚度没有不同。例如，在将测量仪刚度与偏置死区进行比较之前，置信区间可能不包括零，并且因此，可以设置指示虚假设已被拒绝的标记。然而，如果测量仪刚度小于偏置死区，则可以重置标记以指示未拒绝虚假设。因此，方法700可以不发送警报。

参照图1描述的测量仪电子装置20或其他电子装置、装置等可以执行方法600、700或检测和/或识别振动测量仪的变化的其他方法。因此，测量仪电子装置20和处理系统202可以被配置成从接口201接收信息，并且确定与振动测量仪5的导管130、130’的第一位置相关联的第一刚度变化，并且确定与振动测量仪5的导管130、130’的第二位置相关联的第二刚度变化。参考图1的振动测量仪5，第一位置可以是左拾取传感器170l在振动测量仪5的导管130、130’上的位置。类似地，第二位置可以是右拾取传感器170r在振动测量仪5的导管130、130’上的位置。

测量仪电子装置20也可以被配置成基于第一刚度变化和第二刚度变化来确定导管130、130’的状况。测量仪电子装置20也可以被配置成确定导管130、130’的刚度对称性，例如图2所示的刚度对称性260。测量仪电子装置20也可以被配置成基于导管状况的确定来提供警报。可以通过例如在路径26上发送信号、消息、数据包等来提供警报。

测量仪电子装置20，并且特别是处理系统202，还可以从测量仪电子装置20中的存储装置获得测量仪刚度和测量仪刚度标准偏差。测量仪电子装置20或处理系统202可以基于测量仪刚度和测量仪刚度标准偏差来确定用于确定测量仪刚度是否与基线测量仪刚度不同的概率。

上面的描述提供了一种可以检测和识别振动测量仪5的变化的测量仪电子装置20和方法600、700。该变化可以通过基于与导管的第一位置相关联的第一刚度变化和与导管的第二位置相关联的第二刚度变化来检测振动测量仪5中的导管130、130’的状况来进行识别。这些和其他步骤可以由测量仪电子装置20、测量仪电子装置20中的处理系统202和/或方法600，或其他电子装置、系统和/或方法来执行。

可以通过以下来检测变化：以特定方式采用统计使得可以使用有限的计算资源来确定概率。例如，概率可以是围绕测量仪刚度的置信区间，在该情况下，如果零在置信区间内，则拒绝虚假设。此外，为了确保测量仪刚度测量中的偏置不会引起错误警报，测量仪电子装置20可以将测量仪刚度与偏置死区进行比较。因此，与不变化的界限相反，可以被持续更新的概率可以准确地检测振动测量仪5的变化而不会引起错误警报。

尽管以上讨论参考图1所示的振动测量仪5，但是可以采用任何合适的振动测量仪。例如，可以采用具有多于一个驱动器和多于两个拾取传感器的振动测量仪。因此，在具有两个拾取传感器和两个驱动器的示例性振动测量仪中，可以确定多于两个刚度变化。在该示例中，可以确定驱动器中每一个与拾取传感器中每一个之间的刚度变化。类似地，也可以确定两个驱动器与两个传感器之间的刚度变化之间的对称性。

以上实施方式的详细描述不是本发明人认为落入本说明书的范围内的所有实施方式的详尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，上述实施方式的某些元素可以被不同地组合或消除以创建另外的实施方式，并且这样的另外的实施方式落入本说明书的范围和教导内。对于本领域的普通技术人员来说明显的是，上述实施方式可以全部或部分地组合以创建在本说明书的范围和教导内的附加的实施方式。

因此，尽管本文中出于说明性目的描述了特定实施方式，但是如本领域技术人员将认识到的，在本说明书的范围内各种等效修改是可能的。本文中提供的教导可以应用于振动测量仪的变化的其他识别，而不仅是以上描述的以及在附图中示出的实施方式。因此，上述实施方式的范围应由所附权利要求确定。

Claims

1.一种用于检测和识别振动测量仪(5)的变化的测量仪电子装置(20)，所述测量仪电子装置(20)包括：

接口(201)，其被配置成接收来自测量仪组件(10)的传感器信号(100)并且基于所述传感器信号(100)来提供信息；以及

处理系统(202)，其通信地耦接至所述接口(201)，所述处理系统(202)被配置成使用所述信息来进行以下操作：

确定与所述振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第一位置相关联的第一刚度变化；

确定与所述振动测量仪(5)的导管(130，130’)的第二位置相关联的第二刚度变化；以及

基于所述第一刚度变化和所述第二刚度变化的组合来确定所述导管(130，130’)的状况。

2.根据权利要求1所述的测量仪电子装置(20)，其中：

所述第一位置是左拾取传感器(170l)在所述振动测量仪(5)的导管(130，130’)上的位置；并且

所述第二位置是右拾取传感器(170r)在所述振动测量仪(5)的导管(130，130’)上的位置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的测量仪电子装置(20)，其中：

所述第一刚度变化表示驱动器(180)与所述导管(130，130’)的第一位置之间的所述导管(130，130’)的物理刚度变化；并且

所述第二刚度变化表示所述驱动器(180)与所述导管(130、130’)的第二位置之间的所述导管(130，130’)的物理刚度变化。

4.根据权利要求1所述的测量仪电子装置(20)，其中，所述测量仪电子装置(20)还被配置成确定所述导管(130，130’)的刚度对称性。

5.根据权利要求4所述的测量仪电子装置(20)，其中，基于所述第一刚度变化和所述第二刚度变化的组合来确定所述导管(130，130’)的刚度对称性。

6.根据权利要求1所述的测量仪电子装置(20)，其中，所述处理系统(202)还被配置成基于对所述导管的状况的确定来提供警报。

7.根据权利要求1所述的测量仪电子装置(20)，其中，所述导管(130，130’)的状况包括所述振动测量仪(5)的导管(130，130’)的侵蚀、腐蚀、损坏和被覆中的至少之一。

8.根据权利要求1所述的测量仪电子装置(20)，其中，所述处理系统(202)还被配置成基于所述导管(130，130’)的残余柔性、阻尼和质量中的至少之一来确定所述导管(130，130’)的状况。

9.一种用于检测和识别振动测量仪的变化的方法，所述方法包括：

确定与所述振动测量仪的导管的第一位置相关联的第一刚度变化；

确定与所述振动测量仪的导管的第二位置相关联的第二刚度变化；以及

基于所述第一刚度变化和所述第二刚度变化的组合来确定所述导管的状况。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述第一位置是左拾取传感器在所述振动测量仪的导管上的位置；并且

所述第二位置是右拾取传感器在所述振动测量仪的导管上的位置。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中：

所述第一刚度变化表示驱动器与所述导管的第一位置之间的所述导管的物理刚度变化；并且

所述第二刚度变化表示所述驱动器与所述导管的第二位置之间的所述导管的物理刚度变化。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括：确定所述导管的刚度对称性。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于所述第一刚度变化和所述第二刚度变化的组合来确定所述导管的刚度对称性。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括：基于对所述导管的状况的确定来提供警报。

15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述导管的状况包括所述振动测量仪的导管的侵蚀、腐蚀、损坏和被覆中的至少之一。

16.根据权利要求9所述的方法，还包括：基于所述导管的残余柔性、阻尼和质量中的至少之一来确定所述导管的状况。