CN117262305A - 确定介质的流量的方法、运行灌装设备的方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

确定介质的流量的方法、运行灌装设备的方法和相关设备。由控制器至少针对间隔之一实施如下方法步骤：从多个第一测量确定具有最后一个平均测量点的平均第一测量并从多个第二测量确定具有最后一个平均测量点的平均第二测量，通过从平均第一测量减去最后一个平均测量点来确定归一化的第一测量并通过从平均第二测量减去最后一个平均测量点来确定归一化的第二测量，以及通过从第一测量减去归一化的第一测量来确定经滤波的第一测量并通过从第二测量减去归一化的第二测量来确定经滤波的第二测量。此外由控制器在使用至少针对一个间隔确定的经滤波的第一测量和经滤波的第二测量的情况下确定通过测量管的介质的流量。

Description

确定介质的流量的方法、运行灌装设备的方法和相关设备

技术领域

本发明涉及一种用于利用磁感应流量测量仪确定介质的流量的方法。为了确定该流量，该流量测量仪具有测量管、磁场发生器、两个测量电极、和控制器。

此外，介质流经该测量管。该介质适合于利用磁感应流量测量仪确定其流量。因此，该介质尤其具有导电性。该流量例如是该介质每单位时间(pro Zeit)通过该测量管的体积或质量流量。

由该控制器在一个方法步骤中产生具有第一子间隔和第二子间隔的间隔，并由该控制器利用该磁场发生器、即在使用该磁场发生器的情况下，产生在第一子间隔中的第一额定磁场强度和第二子间隔中的第二额定磁场强度之间交变的磁场，使得在所述两个测量电极之间施加的测量电压被感生到在该测量管中流动的介质中。通常，所述间隔由该控制器连续地产生并且所述子间隔、即第一和第二子间隔彼此直接相邻。在该磁感应流量测量仪的运行中，该控制器操控该磁场发生器。该控制器和该磁场发生器相对应地构成。这意味着，该控制器为该磁场发生器预先给定额定磁场强度、即第一或第二额定磁场强度，并且然后该磁场发生器在该测量管中的介质中产生具有磁场强度的相对应的磁场。

此外，由该控制器在一个方法步骤中，在所述间隔的测量次数的的每个中，在所述第一子间隔中执行该测量电压的具有测量点数量的测量点的第一测量并且在所述第二子间隔中执行该测量电压的具有测量点数量的测量点的第二测量。通常为该控制器预先给定该测量次数和该测量点数量。在执行该方法步骤之后，存在测量次数的第一测量和测量次数的第二测量。在此，所述测量中的每个测量、即每个第一和第二测量都具有测量点数量的测量点。所述测量点中的每个都是该测量电压的值或代表该测量电压。

由该控制器在使用在所述间隔中的至少一个间隔中的第一测量和第二测量的情况下确定该介质通过该测量管的流量。

此外，本发明涉及一种用于运行灌装设备的方法。该灌装设备具有磁感应流量测量仪、灌装装置和控制器。该磁感应流量测量仪具有测量管、磁场发生器和两个测量电极。该灌装装置构成用于将通过该测量管的介质灌装到容器中。

由该控制器实施先前所描述的用于确定流量的方法并且在使用所确定的该介质通过该测量管的流量的情况下操控该灌装装置，使得利用预先给定量的介质填充容器。因此，该控制器构成用于实施该方法。通常为该控制器预先给定该预先给定量。

此外，本发明涉及一种磁感应流量测量仪，该磁感应流量测量仪具有测量管、磁场发生器、两个测量电极、和控制器。该控制器构成为实施先前所描述的用于确定流量的方法。

此外，本发明涉及一种灌装设备，该灌装设备具有磁感应流量测量仪、灌装装置和控制器。该磁感应流量测量仪具有测量管、磁场发生器和两个测量电极。该灌装装置构成用于将通过该测量管的介质灌装到容器中。该控制器构成为实施先前所描述的用于确定流量的方法。尤其，该灌装设备构成为实施先前所描述的用于运行灌装设备的方法。

另外，与用于确定流量的方法有关的实施方案相对应地适用于用于运行灌装设备的方法、流量测量仪和灌装设备。

背景技术

在从两个子间隔之一、即第一或第二子间隔之一转变到这两个子间隔中的另一子间隔、即第二或第一子间隔之一时，由该控制器也从两个额定磁场强度之一、即第一或第二额定磁场强度之一改变到这两个额定磁场强度中的另一个、即第二或第一额定磁场强度。由该磁场发生器将预先给定的额定磁场强度转换为测量管内的介质中的磁场的磁场强度，使得流动的介质将施加在两个测量电极上的测量电压感生到该流动的介质中。寄生效应引起：在所述两个额定磁场强度之一与所述两个额定磁场强度中的另一个之间改变时测量电压首先过冲，并且然后随着时间渐进地衰减到恒定的测量电压。该过冲包含在第一和第二测量的测量点中并且引起在所确定的流量的情况下的零点误差。寄生效应是电容串扰。

发明内容

因此，本发明的任务是说明分别先前所描述的类型的用于确定流量的方法、用于运行灌装设备的方法、磁感应流量测量仪和灌装设备，其中所指出的问题至少得到缓和。

该任务通过具有权利要求1的特征的用于确定流量的方法来解决。如以下所描述的那样来修改先前所描述的方法。

首先，由该控制器至少针对所述间隔之一实施如下子方法步骤：

在第一子方法步骤中，从所述第一测量中的多个确定具有最后一个平均测量点的平均第一测量并且从所述第二测量中的多个确定具有最后一个测量点的平均第二测量。因此，该平均第一测量具有多个平均测量点，其中这些平均测量点中的最后一个是该最后一个平均测量点。该平均第二测量也具有多个平均测量点，其中这些平均测量点中的最后一个是该最后一个平均测量点。

在第二子方法步骤中，通过从该平均第一测量减去该平均第一测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第一测量，并且通过从该平均第二测量减去该平均第二测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第二测量。因此，从所述平均测量点中的每个分别减去最后一个平均测量点。

在第三子方法步骤中，通过从该第一测量减去该归一化的第一测量来确定经滤波的第一测量，并且通过从该第二测量减去该归一化的第二测量来确定经滤波的第二测量。

在另一方法步骤中，然后由该控制器在使用至少针对一个间隔所确定的经滤波的第一测量和经滤波的第二测量来确定通过测量管的介质的流量。

通过根据本发明的方法至少减小零点误差。

在该方法的一个设计方案中，由该控制器也针对在该间隔之前的间隔确定经滤波的第一测量和/或经滤波的第二测量，并且在附加地使用该经滤波的第一和/或第二测量的情况下确定介质的流量。通过附加地使用来自在该间隔之前的间隔的测量进一步减小零点误差。该方法的这种设计方案可以以不同的替代的方式继续被形成。

在第一改进方案中，由该控制器也针对在该间隔之前的间隔确定经滤波的第一测量。此外，通过分别从在该经滤波的第一测量之前的经滤波的第一测量确定平均值、从该经滤波的第一测量确定平均值并且从该经滤波的第二测量确定平均值来确定伪流量测量值。然后，将这些平均值相加，其中该经滤波的第二测量的平均值用因数-2加权，并将总和除以四。这些平均值例如是算术平均值。在使用该伪流量测量值的情况下，然后确定介质的流量。为了获得该流量的正确的方向，考虑磁场的方向。该磁场的方向与流经产生该磁场的线圈的电流的方向对应。因此，代替该磁场的方向也可以考虑该电流的方向。

在一种替代的改进方案中，由该控制器也针对在该间隔之前的间隔确定经滤波的第二测量。然后，通过分别从在该经滤波的第二测量之前的经滤波的第二测量确定平均值、从该经滤波的第二测量确定平均值并且从该经滤波的第一测量确定平均值来确定伪流量测量值。将这些平均值相加，其中该经滤波的第一测量的平均值用因数-2加权，并且将总和除以四。这些平均值例如是算术平均值。然后，在使用该伪流量测量值的情况下，确定介质的流量。为了获得该流量的正确的方向，考虑磁场的方向。

在另一设计方案中，为了确定平均第一测量和平均第二测量，分别确定算术或累积移动或指数移动平均值。该确定也由该控制器实施。

在另一设计方案中，为了确定平均第一测量和平均第二测量，分别利用函数在第一测量的平均测量点处并且在第二测量的平均测量点处执行曲线拟合，并且优选地该函数具有指数函数。

在另一设计方案中，分别在起振时间之后开始执行所述第一子间隔中的第一测量和所述第二子间隔中的第二测量。通常为该控制器预先给定该起振时间。等待该起振时间引起，已经部分地衰减了过冲，由此已经自动地减小了零点误差。

在另一设计方案中，所述第一子间隔中的第一额定磁场强度和所述第二子间隔中的第二额定磁场强度在时间上分别是恒定的。优选地，第一额定磁场强度和第二额定磁场强具有相同的绝对值、但是相反的符号。于是，额定磁场强度在时间上具有矩形分布。

该任务还通过具有权利要求9的特征的用于运行灌装设备的方法来解决。更确切地说，由该控制器实施先前所描述的用于确定流量的方法之一。

此外，该任务还通过具有权利要求10的特征的磁感应流量测量仪来解决。更确切地说，该控制器构成为实施先前所描述的用于确定流量的方法之一。

此外，该任务还通过具有权利要求11的特征的具有磁感应流量测量仪的灌装设备来解决。更确切地说，该控制器构成为实施先前所描述的方法之一。

另外，与用于确定流量的方法有关的实施方案相对应地适用于该用于运行灌装设备的方法、该流量测量仪和该灌装设备。

附图说明

详细地，存在设计和改进用于确定流量的方法、用于运行灌装设备的方法、磁感应流量测量仪和灌装设备的多种可能性。为此，不仅参考从属于独立权利要求的权利要求而且参考以下结合附图对优选实施例的描述。在附图中：

图1示出灌装设备的一个实施例，

图2示出用于运行该灌装设备的方法的一个实施例的流程图，

图3示出在实施该方法时在时间t上该灌装设备的信号，以及

图4示出磁感应流量测量仪的一个实施例。

具体实施方式

图1以抽象表示示出运行中的灌装设备1的一个实施例的基本特征。该灌装设备1具有磁感应流量测量仪2、灌装装置3、控制器4、储存容器5和容器6。该流量测量仪2具有测量管7、磁场发生器8和两个测量电极9，其中在图1中仅仅一个测量电极9是可见的。该测量管7通过其他管与该灌装装置3和该储存容器5连接。

该灌装装置3构成用于将通过测量管7的介质10灌装到容器6中。在该实施例中，该控制器4不仅构成用于控制该磁感应流量测量仪2，而且构成用于控制该灌装装置3。该灌装装置3尤其具有阀11，该阀可以由该控制器4操控。该介质10储存在该储存容器5中。当该控制器4操控该灌装装置3的阀11时，该介质10于是从该储存容器5通过测量管7和阀11流动到容器6中，该容器以这种方式被填充。该介质10以这种方式流经该测量管7。该介质的流动通过该测量管7和其他管中的箭头来表明。

在运行中，该灌装设备1实施用于运行该灌装设备1的方法的一个实施例。图2示出具有基本方法步骤的该方法的流程图。

在第一方法步骤101中，由该控制器4产生具有第一子间隔13和第二子间隔14的间隔12、即n＝1，2，3，N，参见图3a。可任意地预先给定的数量的其他间隔12位于n＝3和n＝N之间，这些其他间隔没有明确地列出，其中N是测量次数和正整数。

此外，利用磁场发生器8产生在所述第一子间隔13中的第一额定磁场强度B＝B₁和所述第二子间隔14中的第二额定磁场强度B＝B₂之间交变的磁场15，参见图3b。所述第一子间隔13中的第一额定磁场强度B₁和所述第二子间隔14中的第二额定磁场强度B₂在时间t上分别是恒定的。因此，额定磁场强度B在时间t上具有矩形分布。

为控制器4预先给定该第一额定磁场强度B₁、该第二额定磁场强度B₂、所述间隔12的持续时间T、所述第一子间隔13的持续时间T₁和所述第二子间隔14的持续时间T₂。这里，所述第一子间隔的持续时间T₁和所述第二子间隔的持续时间T₂是相同的。该第一额定磁场强度B₁和该第二额定磁场强度B₂的绝对值也是相同的，更确切地说为B₀。

以这种方式，当介质10流经测量管7时，产生施加在两个测量电极9之间的测量电压u，参见图3c。在当前的实施例中，在所示出的时间范围内，该介质以大于零的恒定速度流动。寄生效应引起：在额定磁场强度B₁和B₂之间改变时测量电压u首先过冲并且然后随着时间t渐进地朝着恒定的测量电压u₀衰减。该过冲有多种原因。一个原因是变化的磁场15到与电极9连接的管路中和到介质10中的感生。

在第二方法步骤102中，由该控制器4在N个间隔12中的每个间隔、即n＝1，2，3，N中在所述第一子间隔13中执行测量电压u的具有测量点数量M的测量点16的第一测量 并且在所述第二子间隔14中执行测量电压u的具有测量点数量M的测量点16的第二测量/> M是正整数并且可以为控制器4预先给定。

分别在起振时间t_E之后开始执行在所述第一子间隔13中的第一测量和在所述第二子间隔14中的第二测量/>在图3c中这仅仅针对第一间隔12、即针对n＝1被画出。

在第三方法步骤103中，由该控制器4针对间隔12、即n之一实施如下子方法步骤：

在第一子方法步骤201中，一方面从N个第一测量确定具有最后一个平均测量点的平均第一测量/>并且另一方面从N个第二测量确定具有最后一个平均测量点/>的平均第二测量

更确切地说，为了确定该平均第一测量和该平均第二测量，由控制器4根据

和

确定算术平均值。

在第二子方法步骤202中，一方面通过从该平均第一测量减去该平均第一测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第一测量 并且另一方面通过从该平均第二测量减去该平均第二测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第二测量/> 在这些公式中，/>是单位向量(Einsvektor)。因此，例如归一化的第一测量是

在第三子方法步骤203中，一方面通过从该第一测量减去归一化的第一测量来确定经滤波的第一测量 并且另一方面通过从该第二测量减去归一化的第二测量来确定经滤波的第二测量/> 因此，例如经滤波的第一个测量为

在第四方法步骤104a的第一替代方案中，由该控制器4针对在该间隔12、即n之前的间隔12、即n-1确定经滤波的第一测量为此，针间隔n-1为该第一测量/>相对应地重新实施第三方法步骤103。

此外，然后通过如下方式确定伪流量测量值g_n：分别从在该经滤波的第一测量之前的经滤波的第一测量确定平均值/>从该经滤波的第一测量确定平均值/>并且从该经滤波的第二测量确定平均值/>将这些平均值相加，其中该经滤波的第二测量的平均值用因数-2加权，并将总和除以4，即/>这些平均值是算术平均值。

在第四方法步骤104b的第二替代方案中，由该控制器4针对在该间隔12、即n之前的间隔12、即n-1确定经滤波的第二测量为此，针对间隔n-1为该第二测量/>相对应地重新执行第三方法步骤103。

此外，然后通过如下方式确定伪流量测量值g_n：分别从在该经滤波的第二测量之前的经滤波的第二测量确定平均值/>从该经滤波的第二测量确定平均值/>并且从该经滤波的第一测量确定平均值/>将这些平均值相加，其中该经滤波的第二测量的平均值用因数-2加权，并将总和除以4，即/>这些平均值是算术平均值。

在第五方法步骤105中，然后由该控制器4在使用伪流量测量值g_n确定通过测量管7的介质10的流量。为了获得该流量的正确的方向，考虑磁场的方向。

在第六方法步骤106中，然后由该控制器4在使用所确定的通过测量管7的介质10的流量的情况下操控该灌装装置，使得用预先给定量的介质10填充容器6。为该控制器4预先给定该量。

图4以抽象表示示出其他磁感应流量测量仪17的一个实施例的基本特征。该流量测量仪17又具有测量管7、磁场发生器8和两个测量电极9，其中在图4中也仅仅一个测量电极9是可见的。此外，该其他磁感应流量测量仪17具有自己的控制器18。

该自己的控制器18与灌装设备1的控制器4的区别在于没有构成用于控制该灌装装置3。该自己的控制器18构成为实施具有先前所描述的第一、第二、第三、第四和第五方法步骤的方法并且在运行中也实施该方法。

该其他磁感应流量测量仪17也可以被使用在先前所描述的灌装设备1中，其中该其他磁感应流量测量仪17具有自己的控制器18并且该灌装装置3具有该控制器4。然后，这些控制器构成用于彼此通信，使得先前所描述的方法是可实施的并且在运行中被实施。

附图标记

1灌装设备

2该灌装设备的磁感应流量测量仪

3 灌装装置

4 该灌装设备的控制器

5 储存容器

6 容器

7 测量管

8 磁场发生器

9 测量电极

10 介质

11 阀

12间隔n

13 第一子间隔

14 第二子间隔

15 磁场

16 测量点

17 其他磁感应流量测量仪18该其他磁感应流量测量仪的自己的控制器101第一方法步骤102第二方法步骤103第三方法步骤104a第四方法步骤的第一替代方案

104b第四方法步骤的第二替代方案

105第五方法步骤106第六方法步骤201第一子方法步骤202第二子方法步骤203第三子方法步骤第n个第一测量/>平均第一测量/>第n个归一化的第一测量/>第n个经滤波的第一测量/>第n个第二测量/>平均第二测量/>第n个归一化的第二测量/>第n个经滤波的第二测量B₁ 第一额定磁场强度B₂ 第二额定磁场强度u 测量电压N 测量次数M 测量点数量

Claims (12)

1.用于利用磁感应流量测量仪(2，17)确定介质(10)的流量的方法，

其中所述流量测量仪(2，17)具有测量管(7)、磁场发生器(8)、两个测量电极(9)、和控制器(4，18)，

其中使介质(10)流经所述测量管(7)，

其中由所述控制器(4，18)产生具有第一子间隔(13)和第二子间隔(14)的间隔(12)并且利用所述磁场发生器(8)产生在所述第一子间隔(13)中的第一额定磁场强度(B₁)和所述第二子间隔(14)中的第二额定磁场强度(B₂)之间交变的磁场(15)，使得施加在所述两个测量电极(9)之间的测量电压(u)被感生到在所述测量管(7)中流动的介质(10)中，

其中由所述控制器(4，18)在所述间隔(12)的测量次数(N)的每个中在所述第一子间隔(13)中执行所述测量电压(u)的具有测量点数量(M)的测量点的第一测量并且在所述第二子间隔(14)中执行所述测量电压(u)的具有所述测量点数量(M)的测量点的第二测量

其中由所述控制器(4，18)至少针对所述间隔(12)之一实施如下方法步骤：

-从所述第一测量中的多个第一测量确定具有最后一个平均测量点的平均第一测量/>并且从所述第二测量中的多个第二测量确定具有最后一个平均测量点/>的平均第二测量/>

-通过从所述平均第一测量减去所述平均第一测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第一测量并且通过从所述平均第二测量减去所述平均第二测量的最后一个平均测量点来确定归一化的第二测量/>以及

-通过从所述第一测量减去所述归一化的第一测量来确定经滤波的第一测量并且通过从所述第二测量减去所述归一化的第二测量来确定经滤波的第二测量/>

并且其中由所述控制器(4，18)在使用至少针对一个间隔(12)所确定的经滤波的第一测量和经滤波的第二测量/>的情况下确定通过所述测量管(7)的介质(10)的流量。

2.根据权利要求1的方法，其中由所述控制器(4，18)也针对在该间隔(12)之前的间隔(12)确定经滤波的第一测量和/或经滤波的第二测量/>并且在附加地使用经滤波的第一和/或第二测量的情况下确定所述介质(10)的流量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述控制器(4，18)也针对在该间隔(12)之前的间隔(12)确定经滤波的第一测量其中通过如下方式确定伪流量测量值(g_n)：分别从在该经滤波的第一测量/>之前的经滤波的第一测量确定平均值/>从该经滤波的第一测量确定平均值/>并且从该经滤波的第二测量确定平均值/>将这些平均值相加，其中该经滤波的第二测量的平均值用因数-2加权，并将总和除以4，并且其中在使用所述伪流量测量值(g_n)的情况下确定所述介质(10)的流量。

4.根据权利要求2所述的方法，其中由所述控制器也针对在该间隔(12)之前的间隔(12)确定经滤波的第二测量其中通过如下方式确定伪流量测量值(g_n)：分别从在该经滤波的第二测量/>之前的经滤波的第二测量确定平均值/>从该经滤波的第二测量确定平均值/>并且从该经滤波的第一测量确定平均值/>将这些平均值相加，其中该经滤波的第一测量的平均值用因数-2加权，并将总和除以4，并且其中在使用所述伪流量测量值(g_n)的情况下确定所述介质(10)的流量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中为了确定该平均第一测量和该平均第二测量/>分别确定算术或累积移动或指数移动平均值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中为了确定该平均第一测量和平均第二测量分别利用函数在该第一测量的平均测量点处并且在该第二测量的平均测量点处执行曲线拟合，并且其中优选地所述函数是指数函数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述函数被用于诊断目的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中分别在起振时间(t_E)之后开始执行所述第一子间隔(13)中的第一测量和所述第二子间隔(14)中的第二测量/>

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第一子间隔(13)中的第一额定磁场强度(B₁)和所述第二子间隔(14)中的第二额定磁场强度(B₂)在时间(t)上是恒定的。

10.用于运行灌装设备(1)的方法，所述灌装设备具有磁感应流量测量仪(2，17)、灌装装置(3)和控制器(4，18)，

其中所述磁感应流量测量仪(4，18)具有测量管(7)、磁场发生器(8)和两个测量电极(9)，

其中所述灌装装置(3)构成用于将通过所述测量管(7)的介质(10)灌装到容器(6)中，并且

其中由所述控制器(4，18)实施根据权利要求1至8中任何一项所述的方法并且在使用所确定的通过所述测量管(7)的介质(10)的流量的情况下操控所述灌装装置(3)，使得用预先给定量的所述介质(10)填充容器(6)。

11.磁感应流量测量仪(2，17)，所述磁感应流量测量仪具有测量管(7)、磁场发生器(8)、两个测量电极(9)、和控制器(4，18)，以及

其中所述控制器(4，18)构成为实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

12.灌装设备(1)，所述灌装设备具有磁感应流量测量仪(2，17)、灌装装置(3)和控制器(4，18)，

其中所述流量测量仪(2，17)具有测量管(7)、磁场发生器(8)和两个测量电极(9)，

其中所述灌装装置(3)构成用于将通过所述测量管(7)的介质(10)灌装到容器(6)中，并且

其中所述控制器(4，18)构成为实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。