CN117268479A - 磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其运行方法 - Google Patents

磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117268479A
CN117268479A CN202310736597.5A CN202310736597A CN117268479A CN 117268479 A CN117268479 A CN 117268479A CN 202310736597 A CN202310736597 A CN 202310736597A CN 117268479 A CN117268479 A CN 117268479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
time point
current
target
voltage value
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.)
Pending
Application number
CN202310736597.5A
Other languages
English (en)
Inventor
H·布罗克豪斯
M·达布罗夫斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Publication of CN117268479A publication Critical patent/CN117268479A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/588—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters combined constructions of electrodes, coils or magnetic circuits, accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/60—Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/584—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of electrodes, accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明描述用于磁感应流量计的磁场发生器，其具有线圈、带至少一个电流调节器的桥式电路、电压调节器和控制器。控制器被设计为：在第一反转时间点，指定第一方向，指定目标电流值作为目标电流且指定第一目标电压值作为目标电压，其中第一目标电压值大于第二目标电压值，且第二目标电压值作为目标电压在磁场发生器的稳定状态下引起电流调节器电压的调节电压值。控制器还被设计为：确定第一切换时间点，其特点在于：第一切换时间点处在第一反转时间点之后，该电流在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值，且电流调节器电压在第一反转时间点大于最低电压值且小于调节电压值，接着在第一切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压。

Description

磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其 运行方法
技术领域
本发明涉及多个主题。
本发明的一个主题是一种用于磁感应流量计的磁场发生器。该磁场发生器具有：线圈；带至少一个电流调节器的桥式电路；电压调节器；和控制器。
另一主题是一种用于运行磁感应流量计的磁场发生器的方法。该磁场发生器具有：线圈；带至少一个电流调节器的桥式电路；电压调节器；和控制器。
另一主题是一种磁感应流量计。该磁感应流量计具有：测量管；两个测量电极；磁场发生器；和控制器。该磁场发生器具有：线圈；带至少一个电流调节器的桥式电路；和电压调节器。该磁场发生器被设计为：利用线圈在测量管中流动的介质中产生磁场，该磁场将可在这些测量电极处量取的测量电压感应到该介质中。在该磁感应流量计运行时，有介质流经测量管。
最后，本发明的另一主题是一种用于运行磁感应流量计的方法。该磁感应流量计具有：测量管；两个测量电极；磁场发生器；和控制器。该磁场发生器具有：线圈；带至少一个电流调节器的桥式电路；和电压调节器。介质流经测量管。
桥式电路被设计用于沿一个方向传导经过线圈的电流。与此相对应地，桥式电路和线圈彼此接线。电流的方向是第一方向或者第二方向。经过线圈的电流的第一方向与第二方向相反。可由控制器向桥式电路指定该方向。与此相对应地设计桥式电路和控制器。
该磁场发生器具有两个调节器，亦即电流调节器和电压调节器。调节器在使用对在技术可能性的范围内指定的参考变量的反馈的情况下调节受控变量。在理想情况下，在该调节器的稳定状态下，受控变量等于参考变量。
电流调节器被设计用于按照目标电流来产生经过线圈的电流。因此，目标电流是参考变量，并且经过线圈的电流是受控变量。电流调节器的任务是使该电流对应于该目标电流。可由控制器向电流调节器指定该目标电流。与此相对应地设计电流调节器和控制器。电流调节器是线圈的电流源。
为了电流调节器的正常运行，施加在电流调节器上的电流调节器电压大于或等于调节电压值，并且为了电流调节器的最低运行，电流调节器电压大于最低电压值。在此，调节电压值大于最低电压值。如果施加的电流调节器电压大于最低电压值，则电流调节器在最低运行中工作。如果施加的电流调节器电压甚至大于调节电压值，则电流调节器在正常运行中工作。在最低运行中，电流调节器的将电流调节到目标电流的能力相对于正常运行受到限制。
电压调节器被设计用于按照目标电压来产生在桥式电路上的供电电压。在该调节器的情况下，目标电压是参考变量，并且供电电压是受控变量。该调节器的任务是使供电电压对应于目标电压。可由控制器向电压调节器指定目标电压。与此相对应地设计控制器和电压调节器。电压调节器是电压源，并且与桥式电路电并联。
关于该磁场发生器的主题，控制器被设计为：在第一反转时间点，指定第一方向，指定目标电流值作为目标电流并且指定第一目标电压值作为目标电压。
关于用于运行磁场发生器的方法的主题，在一个方法步骤中，由控制器在第一反转时间点指定第一方向，指定目标电流值作为目标电流并且指定第一目标电压值作为目标电压。
关于该磁感应流量计的主题，控制器被设计为：在第一反转时间点，指定第一方向、目标电流值和第一目标电压值。控制器还被设计为：在第一切换时间点之后并且在第二反转时间点之前，测量附在测量电极之间的第一测量电压，并且在使用第一测量电压的情况下确定经过测量管的介质的流量。
关于用于运行磁感应流量计的方法的主题，在一个方法步骤中，由控制器在第一反转时间点指定第一方向，目标电流值和第一目标电压值。在另一方法步骤中，由控制器在第一切换时间点之后并且在第二反转时间点之前测量附在测量电极之间的第一测量电压，并且在使用第一测量电压的情况下确定介质的流量，其中在介质中通过由线圈在流动介质中产生的磁场来引起该测量电压。该磁感应流量计被设计用于执行这些方法步骤，并且在运行时确实执行这些方法步骤。
在反转时间点、如第一反转时间点，通过桥式电路来使经过线圈的电流的方向反转。如果在反转时间点之前，该方向是第一方向，则在该反转时间点之后，该方向是第二方向。在第一反转时间点，由控制器向桥式电路指定第一方向，作为经过线圈的电流的方向。此外，在反转时间点，由控制器向电流调节器指定目标电流值作为目标电流，并且向电压调节器指定第一目标电压值作为目标电压。然后，电流调节器将电流调节到目标电流值，并且电压调节器将供电电压调节到第一目标电压值。在此，第一目标电压值大于第二目标电压值，并且第二目标电压值在该磁场发生器的稳定状态下引起该电流调节器电压的该调节电压值。
经过线圈的电流产生磁场。在该磁场发生器的稳定状态下，磁场足够恒定，使得例如可以在使用该磁场的情况下以足够的精度来执行测量。关于该磁感应流量计和用于运行磁感应流量计的方法，这意味着：该磁场在流经测量管的介质中感应出测量电压，该测量电压由控制器使用这两个测量电极来测量，并且根据该测量电压由控制器以足够的精度来确定经过测量管的介质的流量。
背景技术
从现有技术中已知：在总是处在反转时间点之后的切换时间点、如第一切换时间点，由控制器向电压调节器指定第二目标电压值作为目标电压。在此，该切换时间点的特点在于：电流在该切换时间点达到目标电流值。对于在实践中使用的线圈，出现的问题是：在该切换时间点，在该线圈上的电压仍然不够恒定。由此，由该线圈产生的磁场也仍然不够恒定，并且必须等待直至该磁场足够恒定为止。已经认识到：该问题的原因是从反转时间点起由于经过该线圈的电流的反转所形成的涡流。
可确定替代的第二目标电压值，该替代的第二目标电压值大于第二目标电压值并且通常小于第一目标电压值，而且如果在切换时间点向电压调节器指定该替代的第二目标电压值，则解决了所描述的问题。然而，该替代的第二目标电压值并不满足所寻求的解决方案的一个标准。亦即，由于该替代的第二目标电压值大于第二目标电压值，所以该替代的第二目标电压值引起比第二目标电压值更高的损耗功率。这里，并不寻求从第一切换时间点起由于更高的第二目标电压值而引起更高的损耗功率的解决方案。
也可确定固定的替代的切换时间点，该固定的替代的切换时间点在上述切换时间点之后，并且如果控制器使用替代的切换时间点代替该切换时间点，则解决了所描述的问题。然而，该替代的切换时间点并不满足所寻求的解决方案的另一个标准。亦即，与在使用上述切换时间点时相比，对第一目标电压的固定的更长时间的指定引起更高损耗功率的持续时间更长。这里，并不寻求由于在时间上向后推迟的切换时间点而引起更高损耗功率的固定的更长持续时间的解决方案。相反，寻求一种自适应解决方案。
发明内容
本发明的任务是说明一种在满足所描述的标准的同时解决所描述的问题的解决方案。
该任务分别通过本发明的主题中的每个主题来解决。
于是，该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于运行磁场发生器的方法来解决。与此相对应地，上述用于运行磁场发生器的方法被下文描述的经修改的方法所替代，该方法具有以下方法步骤，这些方法步骤由控制器来执行：
-在第一方法步骤中，在第一反转时间点，指定第一方向，指定目标电流值作为目标电流并且指定第一目标电压值作为目标电压，其中第一目标电压值大于第二目标电压值，并且该第二目标电压值作为目标电压在该磁场发生器的稳定状态下引起该电流调节器电压的该调节电压值；
-在第二方法步骤中，确定第一切换时间点，该第一切换时间点的特点在于：该第一切换时间点处在第一反转时间点之后，电流在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第一切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值，而且在第一切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压。
在所描述的带有存在上述问题的线圈的磁场发生器的情况下，与所描述的现有技术相比，该方法引起：在该线圈上的电压在切换时间点足够恒定，使得例如可以在使用由该线圈产生的磁场的情况下立即以足够的精度来执行测量。
此外，在使用该方法时，不需要增大第二目标电压值。第一切换时间点被自适应地确定，并且通常比所描述的现有技术更接近第一反转时间点。通常，该方法适用于如第一切换时间点那样的切换时间点并且适用于如第一反转时间点那样的反转时间点。通过该方法，也降低了该磁场发生器的功耗。
在用于运行磁场发生器的方法的一个设计方案中，在第二方法步骤之后，由控制器来执行以下方法步骤：
-在第三方法步骤中，在第二反转时间点，指定第二方向，并且指定第一目标电压值作为目标电压；
-在第四方法步骤中，确定第二切换时间点，该第二切换时间点的特点在于：该第二切换时间点处在第二反转时间点之后，电流在第二反转时间点与第二切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第二切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值，而且在第二切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压。
这四个方法步骤是该方法的一个完整循环。然后，可以开始新的循环。在一个设计方案中，第一方法步骤、第二方法步骤、第三方法步骤和第四方法步骤按照该顺序被执行至少两次。然后，存在该方法的两个完整循环。
该任务也通过一种具有权利要求4的特征的用于运行磁感应流量计的方法来解决。与此相对应地，上述用于运行磁感应流量计的方法被下文描述的经修改的方法所替代，该方法具有以下方法步骤，这些方法步骤由控制器来执行：
-在第一方法步骤中，在第一反转时间点，指定第一方向、目标电流值和第一目标电压值，其中第一目标电压值大于第二目标电压值，并且该第二目标电压值在该磁场发生器的稳定状态下引起该电流调节器电压的该调节电压值；
-在第二方法步骤中，确定第一切换时间点，该第一切换时间点的特点在于：该第一切换时间点处在第一反转时间点之后，电流在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第一切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值，而且在第一切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压；
-在第三方法步骤中，在第一切换时间点之后并且在第二反转时间点之前，测量附在测量电极之间的第一测量电压，并且在使用第一测量电压的情况下确定介质的流量，其中在介质中通过由线圈在流动介质中产生的磁场来引起测量电压。
在用于运行磁感应流量计的方法的一个设计方案中，在第三方法步骤之后，由控制器来执行以下方法步骤：
-在第四方法步骤中，在第二反转时间点，指定第二方向，并且指定第一目标电压值作为目标电压；
-在第五方法步骤中，确定第二切换时间点，该第二切换时间点的特点在于：该第二切换时间点处在第二反转时间点之后，电流在第二反转时间点与第二切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第二切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值，而且在第二切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压；
-在第六方法步骤中，在第二切换时间点之后，测量附在测量电极之间的第二测量电压，并且在使用第一测量电压和第二测量电压的情况下确定介质的流量，其中在介质中通过由线圈在流动介质中产生的磁场来引起第二测量电压。
这六个方法步骤是该方法的一个完整循环。然后，可以开始新的循环。在另一设计方案中，第一方法步骤、第二方法步骤、第三方法步骤、第四方法步骤、第五方法步骤和第六方法步骤按照该顺序被执行至少两次。然后，存在该方法的两个完整循环。
下文的设计方案不仅涉及用于运行磁场发生器的方法而且涉及用于运行磁感应流量计的方法。
在这些设计方案之一中，由控制器来迭代地确定至少一个切换时间点，其方式是：逐渐减小至少一个反转时间点与至少一个切换时间点之间的时间间隔，直至电流调节器电压在该至少一个切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值、优选地等于最低电压值为止。
在这些设计方案中的另一设计方案中，调节电压值介于2.5V与3.5V之间，优选地为3V。
最后，在这些设计方案中的另一设计方案中，最低电压值介于1.5V与2.5V之间，优选地为2V。
除了上述两种方法之外，该任务也通过在下文描述的设备来解决。
于是，该任务通过一种具有权利要求10的特征的磁场发生器来解决。
该磁场发生器的特点在于，控制器被设计为：确定第一切换时间点，该第一切换时间点的特点在于：该第一切换时间点处在第一反转时间点之后，电流在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第一反转时间点大于最低电压值并且小于调节电压值；而且接着在第一切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压。
在该磁场发生器的一个设计方案中，桥式电路具有：带电流调节器的第一支路；和带电流调节器的第二支路。优选地，这些电流调节器被设计为可由控制器来切换。
在另一设计方案中，控制器被设计用于执行上述用于运行磁场发生器的方法之一。
最后，该任务也通过一种具有权利要求12的特征的磁感应流量计来解决。
该磁感应流量计的特点在于，控制器还被设计为：确定第一切换时间点，该第一切换时间点的特点在于：该第一切换时间点处在第一反转时间点之后，电流在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值，并且电流调节器电压在第一切换时间点大于最低电压值并且小于调节电压值；而且接着在第一切换时间点指定第二目标电压值作为目标电压。
在该磁感应流量计的一个设计方案中，该磁场发生器的桥式电路具有：带电流调节器的第一支路；和带电流调节器的第二支路。优选地，这些电流调节器被设计为可由控制器来切换。
在另一设计方案中，控制器被设计用于执行上述用于运行磁感应流量计的方法之一。
在无损于上文的陈述的情况下，关于本发明的一个主题的陈述相对应地适用于本发明的其余主题。
附图说明
详细地给出对本发明的主题进行设计和扩展的多种可能性。为此，一方面参阅独立权利要求的从属权利要求，而且另一方面参阅随后结合附图对优选的实施例的描述。在附图中：
图1以侧视图示出了磁感应流量计的实施例；
图2以正剖视图示出了该实施例；
图3a示出了磁场发生器的抽象电路图的第一实施例；
图3b示出了磁场发生器的抽象电路图的第二实施例；
图4示出了用于运行磁感应流量计的方法的实施例的流程图；
图5a示出了在执行该方法时的供电电压的随时间的变化过程；
图5b示出了在执行该方法时的电流调节器电压的随时间的变化过程；以及
图5c示出了在执行该方法时的电流的随时间的变化过程。
具体实施方式
图1和2以不同视图示出了磁感应流量计1的实施例的主要组件的抽象表示。图1以侧视图示出磁感应流量计1，并且图2以正剖视图示出该磁感应流量计。磁感应流量计1具有：测量管2；两个测量电极3；磁场发生器4；和控制器5。磁感应流量计1正在运行，因此也有介质6流经测量管2。
图3a示出了具有磁场发生器4的主要组件的抽象电路图的第一实施例。如果磁场发生器4是一个独立设备而不是另一设备的一部分，这里该磁场发生器是磁感应流量计1的一部分，则该磁场发生器附加地还具有控制器。那么，独立的磁场发生器的控制器被设计得与关于磁场发生器4的控制器5一样。磁场发生器4具有：线圈7；带电流调节器9的桥式电路8；和电压调节器10。磁场发生器4被设计为：利用线圈7，在测量管2中流动的介质6中产生磁场11。为此，在该实施例中，由磁轭12来引导磁场11。磁场11在测量电极3处将可量取的测量电压uM感应到流动介质6中。
桥式电路8被设计用于沿一个方向传导经过线圈7的电流i。为此，该桥式电路具有第一开关13、第二开关14、第三开关15和第四开关16。该桥式电路8还具有第一支路17和第二支路18。第一开关13和第三开关15处在第一支路17中，并且第二开关14和第四开关16处在第二支路18中。由于控制器5被设计用于操控开关13至16，可由控制器5向桥式电路8指定该方向。该方向是第一方向或者第二方向。通过如下方式来指定第一方向：第一开关13和第四开关16闭合，并且第二开关14和第三开关15断开。在当前情况下，该第一方向通过带有箭头的实线来示出。通过如下方式来指定第二方向：第一开关13和第四开关16断开，并且第二开关14和第三开关15闭合。在当前情况下，该第二方向通过带有箭头的虚线来示出。图3示出了电流i的第一方向。该第一方向与第二方向相反。
电流调节器9被设计用于按照经过线圈7的目标电流来产生电流i。可由控制器5向电流调节器指定该目标电流。电流调节器9是线圈7的电流源。
电流调节器9在正常运行中工作或者在最低运行中工作。如果施加在电流调节器9上的电流调节器电压uC大于或等于调节电压值UC，R，则电流调节器9在正常运行中工作，而且如果电流调节器电压uC大于最低电压值UC，M，则该电流调节器在最低运行中工作。在此，调节电压值UC，R大于最低电压值UC，M。在最低运行中，电流调节器9的将电流i调节到目标电流的能力相对于正常运行受到限制。
电压调节器10被设计用于按照在桥式电路8上的目标电压来产生供电电压u。可由控制器5向电压调节器10指定目标电压。电压调节器10是电压源，并且与桥式电路8电并联。
图3b示出了具有磁场发生器4的主要组件的抽象电路图的第二实施例。磁场发生器4具有：线圈7；桥式电路8；和电压调节器10。桥式电路8具有第一开关13、第二开关14、第三开关15和第四开关16。桥式电路8还具有第一支路17和第二支路18。第一开关13和第三开关15处在第一支路17中，并且第二开关14和第四开关16处在第二支路18中。此外，在第一支路17中有电流调节器9，并且在第二支路18中有电流调节器9。在第一支路17中的电流调节器9被设计为可由控制器5通过第三开关15来切换，并且在第二支路18中的电流调节器9被设计为可由该控制器通过第四开关16来切换。在这个意义上，电流调节器9是可切换的，并且作为具有相应的开关15或16的单元来示出。在一个替代于此的设计方案中，在第一支路17中的电流调节器9本身可通过第三开关15来接通和关断，并且在第二支路18中的电流调节器9本身可通过第四开关16来接通和关断。
桥式电路8被设计用于沿一个方向传导经过线圈7的电流i。由于控制器5被设计用于操控开关13至16，可由控制器5向桥式电路8指定该方向。该方向是第一方向或者第二方向。这里，通过如下方式来指定第一方向：第一开关13和第四开关16闭合，并且第二开关14和第三开关15断开。在当前情况下，该第一方向通过带有箭头的实线来示出。通过如下方式来指定第二方向：第一开关13和第四开关16断开，并且第二开关14和第三开关15闭合。在当前情况下，该第二方向通过带有箭头的虚线来示出。图3b示出了电流i的第一方向。该第一方向与第二方向相反。
这些电流调节器9被设计用于按照经过线圈的目标电流来产生电流i。可由控制器5向电流调节器9指定该目标电流。这些电流调节器9分别是线圈7的电流源。
在其它方面，关于抽象电路图的第一实施例的陈述类似地适用于第二实施例。
控制器5被设计为：在第一反转时间点tU，1，指定第一方向、目标电流值IS和第一目标电压值US，1。在此，第一目标电压值US，1大于第二目标电压值US，2，并且第二目标电压值US，2作为目标电压在磁场发生器4的稳定状态下引起该电流调节器电压uC的该调节电压值UC，R。
控制器5还被设计为：在第一切换时间点tS，1之后并且在第二反转时间点tU，2之前，测量附在测量电极3之间的测量电压uM的第一测量电压值uM，1，并且在使用第一测量电压值uM，1的情况下确定经过测量管2的介质6的流量。
控制器5还被设计为：确定第一切换时间点tS，1，该第一切换时间点的特点在于：该第一切换时间点处在第一反转时间点tU，1之后，电流i在第一反转时间点与第一切换时间点之间达到目标电流值IS，并且电流调节器电压uC在第一切换时间点大于最低电压值UC，M并且小于调节电压值UC，M；而且接着在第一切换时间点tS，1指定第二目标电压值US，2作为目标电压。
图4示出了用于运行磁感应流量计1的方法的实施例的流程图。控制器5被设计为执行该方法，并且由于磁感应流量计1处在运行中而确实执行该方法。
图5示出了在执行该方法时的信号的随时间的变化过程。亦即，图5a示出了供电电压u的随时间的变化过程，图5b示出了电流调节器电压uC的随时间的变化过程，并且图5c示出了电流i的随时间的变化过程。
在第一方法步骤101中，在第一反转时间点tU，1，指定第一方向、目标电流值IS和第一目标电压值US，1。在该实施例中，第二目标电压值US，2已被预先指定。
在第二方法步骤102中，确定第一切换时间点tS，1，并且在该第一切换时间点，指定第二目标电压值US，2作为目标电压。
在第三方法步骤103中，在第一切换时间点tS，1之后并且在第二反转时间点tU，2之前，测量附在测量电极3之间的测量电压uM的第一测量电压值uM，1，并且在使用第一测量电压值uM，1的情况下确定经过测量管2的介质6的流量。
在第四方法步骤104中，在第二反转时间点tU，2，指定第二方向，并且指定第一目标电压值US，1作为目标电压。
在第五方法步骤105中，确定第二切换时间点tS，2，该第二切换时间点的特点在于：该第二切换时间点tS，2处在第二反转时间点tU，2之后，电流i在第二反转时间点tU，2与第二切换时间点tS.2之间达到目标电流值IS，并且电流调节器电压uC在第二切换时间点tS，2大于最低电压值UC，M并且小于调节电压值UC，R，而且在第二切换时间点tS，2指定第二目标电压值US，2作为目标电压。
通常，在切换时间点tS、即在该实施例中在第一切换时间点tS，1，并且在第二切换时间点tS，2，满足三个条件。第一，切换时间点处在紧挨着上一个反转时间点tU之后。在该实施例中，存在第一反转时间点tU，1和第二反转时间点tU，2。第二，电流i在反转时间点tU与切换时间点tS之间达到目标电流值IS。第三，电流调节器电压uC在切换时间点tS大于最低电压值UC，M并且小于调节电压值UC，R。对于第三个条件，适用：目标电压从第一目标电压值US，1到第二目标电压值US，2的切换对电流调节器电压uC的影响已经开始出现。因此，尤其是迭代方法适合于确定切换时间点tS，在该迭代方法中，改变tS，直至这三个条件都出现为止。因此，目标电压的切换是电流调节器电压uC下降、尤其是下降到低于UC，M的值的原因。
在第六方法步骤106中，在第二切换时间点tS，2之后，测量附在测量电极3之间的测量电压uM的第二测量电压值uM，2，并且在使用第一测量电压值uM，1和第二测量电压值uM，2的情况下确定介质6的流量，其中也是在介质6中通过由线圈7在流动介质6中产生的磁场11来引起第二测量电压值uM，2。
附图标记
1 磁感应流量计
2 测量管
3 测量电极
4 磁场发生器
5 控制器
6 介质
7 线圈
8 桥式电路
9 电流调节器
10 电压调节器
11 磁场
12 磁轭
13 第一开关
14 第二开关
15 第三开关
16 第四开关
17 第一支路
18 第二支路
u 供电电压
US，1 供电电压的第一目标电压值
US，2 供电电压的第二目标电压值
uC 电流调节器电压
UC，M 电流调节器电压的最低电压值
UC，R 电流调节器电压的调节电压值
uM 测量电极之间的测量电压
uM，1 第一测量电压值
uM，2 第二测量电压值
i 经过线圈的电流
IS 经过线圈的目标电流
tS，1 第一切换时间点
tS，2 第二切换时间点
tU，1 第一反转时间点
tU，2 第二反转时间点

Claims (15)

1.一种用于运行磁感应流量计(1)的磁场发生器(4)的方法，
其中，所述磁场发生器(4)具有线圈(7)、带至少一个电流调节器(9)的桥式电路(8)、电压调节器(10)和控制器(5)，
其中，所述桥式电路(8)被设计用于沿一个方向传导经过所述线圈(7)的电流(i)，所述方向是第一方向或者第二方向，并且能由所述控制器(5)向所述桥式电路(8)指定所述方向，
其中，所述电流调节器(9)被设计用于按照经过所述线圈(7)的目标电流来产生所述电流(i)，并且能由所述控制器(5)向所述电流调节器(9)指定所述目标电流(IS)，
其中，为了所述电流调节器(9)的正常运行，施加在所述电流调节器(9)上的电流调节器电压(uC)大于或等于调节电压值(UC，R)，并且为了所述电流调节器(9)的最低运行，所述电流调节器电压(uC)大于最低电压值(UC，M)，而且所述调节电压值(UC，R)大于所述最低电压值(UC，M)，
其中，所述电压调节器(10)被设计用于按照在所述桥式电路(8)上的目标电压来产生供电电压(u)，并且能由所述控制器(5)向所述电压调节器(10)指定所述目标电压，而且
其中，由所述控制器(5)来执行以下方法步骤：
-在第一方法步骤(101)中，在第一反转时间点(tU，1)，指定所述第一方向，指定目标电流值(IS)作为目标电流并且指定第一目标电压值(US，1)作为目标电压，其中所述第一目标电压值(US，1)大于第二目标电压值(US，2)，并且所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压在所述磁场发生器(4)的稳定状态下引起所述电流调节器电压(uC)的所述调节电压值(UC，R)；
-在第二方法步骤(102)中，确定第一切换时间点(tS，1)，所述第一切换时间点的特点在于：所述第一切换时间点处在所述第一反转时间点(tU，1)之后，所述电流(i)在所述第一反转时间点(tU，1)与所述第一切换时间点(tS，1)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第一切换时间点(tS，1)大于所述最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且在所述第一切换时间点(tS，1)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二方法步骤之后，由所述控制器(5)来执行以下方法步骤：
-在第三方法步骤(104)中，在第二反转时间点(tU，2)，指定所述第二方向，并且指定所述第一目标电压值(US，1)作为目标电压；
-在第四方法步骤(105)中，确定第二切换时间点(tS，2)，所述第二切换时间点的特点在于：所述第二切换时间点(tS，2)处在所述第二反转时间点(tU，2)之后，所述电流(i)在所述第二反转时间点(tU，2)与所述第二切换时间点(tS.2)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第二切换时间点(tS，2)大于所述最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且在所述第二切换时间点(tS，2)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一方法步骤(101)、所述第二方法步骤(102)、所述第三方法步骤(104)和所述第四方法步骤(105)按照该顺序被执行至少两次。
4.一种用于运行磁感应流量计(1)的方法，
其中，所述磁感应流量计(1)具有测量管(2)、两个测量电极(3)、磁场发生器(4)和控制器(5)，
其中，所述磁场发生器(4)具有线圈(7)、带至少一个电流调节器(9)的桥式电路(8)和电压调节器(10)，
其中，所述桥式电路(8)被设计用于沿一个方向传导经过所述线圈(7)的电流(i)，所述方向是第一方向或者第二方向，并且能由所述控制器(5)向所述桥式电路(8)指定所述方向，
其中，所述电流调节器(9)被设计用于按照经过所述线圈(7)的目标电流来产生所述电流(i)，并且能由所述控制器(5)向所述电流调节器(9)指定所述目标电流，
其中，为了所述电流调节器(9)的正常运行，施加在所述电流调节器(9)上的电流调节器电压(uC)大于或等于调节电压值(UC，R)，并且为了所述电流调节器(9)的最低运行，所述电流调节器电压(uC)大于最低电压值(UC，M)，而且所述调节电压值(UC，R)大于所述最低电压值(UC，M)，
其中，所述电压调节器(10)被设计用于按照在所述桥式电路(8)上的目标电压来产生供电电压(u)，并且能由所述控制器(5)向所述电压调节器(10)指定所述目标电压，而且
其中，介质(6)流经所述测量管(2)，
其中，由所述控制器(5)来执行以下方法步骤：
-在第一方法步骤(101)中，在第一反转时间点(tU，1)，指定所述第一方向、目标电流值(IS)和第一目标电压值(US，1)，其中所述第一目标电压值(US，1)大于第二目标电压值(US，2)，并且所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压在所述磁场发生器(4)的稳定状态下引起所述电流调节器电压(uC)的所述调节电压值(UC，R)；
-在第二方法步骤(102)中，确定第一切换时间点(tS，1)，所述第一切换时间点的特点在于：所述第一切换时间点处在所述第一反转时间点(tU，1)之后，所述电流(i)在所述第一反转时间点(tU，1)与所述第一切换时间点(tS，1)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第一切换时间点(tS，1)大于所述最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且在所述第一切换时间点(tS，1)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压；
-在第三方法步骤(103)中，在所述第一切换时间点(tS，1)之后并且在第二反转时间点(tU，2)之前，测量附在所述测量电极(3)之间的第一测量电压(uM，1)，并且在使用所述第一测量电压(uM，1)的情况下确定所述介质(6)的流量，其中在所述介质(6)中通过由所述线圈(7)在流动介质(6)中产生的磁场(11)来引起所述第一测量电压(uM，1)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述第三方法步骤(103)之后，由所述控制器(5)来执行以下方法步骤：
-在第四方法步骤(104)中，在所述第二反转时间点(tU，2)，指定所述第二方向，并且指定所述第一目标电压值(US，1)作为目标电压；
-在第五方法步骤(105)中，确定第二切换时间点(tS，2)，所述第二切换时间点的特点在于：所述第二切换时间点(tS，2)处在所述第二反转时间点(tU，2)之后，所述电流(i)在所述第二反转时间点(tU，2)与所述第二切换时间点(tS.2)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第二切换时间点(tS，2)大于所述最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且在所述第二切换时间点(tS，2)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压；
-在第六方法步骤(106)中，在所述第二切换时间点(tS，2)之后，测量附在所述测量电极(3)之间的第二测量电压(uM,2)，并且在使用所述第一测量电压(uM,1)和所述第二测量电压(uM,2)的情况下确定所述介质(6)的流量，其中在所述介质(6)中通过由所述线圈(7)在流动介质(6)中产生的磁场(11)来引起所述第二测量电压(uM,2)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一方法步骤(101)、所述第二方法步骤(102)、所述第三方法步骤(103)、所述第四方法步骤(104)、所述第五方法步骤(105)和所述第六方法步骤(106)按照该顺序被执行至少两次。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中由所述控制器(5)来迭代地确定至少一个切换时间点(tS，1、tS,2)，其方式是：逐渐减小至少一个反转时间点(tU，1、tU,2)与所述至少一个切换时间点(tS，1、tS,2)之间的时间间隔，直至所述电流调节器电压(uC)在所述至少一个切换时间点(tS，1、tS,2)大于所述最低电压值(UC,M)并且小于所述调节电压值(UC,R)、优选地等于所述最低电压值(UC,M)为止。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述调节电压值(UC，R)介于2.5V与3.5V之间，优选地为3V。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述最低电压值(UC，M)介于1.5V与2.5V之间，优选地为2V。
10.一种用于磁感应流量计(1)的磁场发生器(4)，所述磁场发生器具有线圈(7)、带至少一个电流调节器(9)的桥式电路(8)、电压调节器(10)和控制器(5)，
其中，所述桥式电路(8)被设计用于沿一个方向传导经过所述线圈(7)的电流(i)，所述方向是第一方向或者第二方向，并且能由所述控制器(5)向所述桥式电路(8)指定所述方向，
其中，所述电流调节器(9)被设计用于按照经过所述线圈(7)的目标电流来产生所述电流(i)，并且能由所述控制器(5)向所述电流调节器(9)指定所述目标电流，
其中，为了所述电流调节器(9)的正常运行，施加在所述电流调节器(9)上的电流调节器电压(uC)大于或等于调节电压值(UC,R)，并且为了所述电流调节器(9)的最低运行，所述电流调节器电压(uC)大于最低电压值(UC，M)，而且所述调节电压值(UC,R)大于所述最低电压值(UC，M)，
其中，所述电压调节器(10)被设计用于按照在所述桥式电路(8)上的目标电压来产生供电电压(u)，而且能由所述控制器(5)向所述电压调节器(10)指定所述目标电压，
其中，所述控制器(5)被设计为：在第一反转时间点(tU，1)，指定所述第一方向，指定目标电流值(IS)作为目标电流并且指定第一目标电压值(US，1)作为目标电压，其中所述第一目标电压值(US，1)大于第二目标电压值(US，2)，并且所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压在所述磁场发生器(4)的稳定状态下引起所述电流调节器电压(uC)的所述调节电压值(UC，R)，
其特征在于，
所述控制器(5)还被设计为：确定第一切换时间点(tS，1)，所述第一切换时间点的特点在于：所述第一切换时间点处在所述第一反转时间点(tU，1)之后，所述电流(i)在所述第一反转时间点(tU，1)与所述第一切换时间点(tS，1)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第一反转时间点(tU，1)大于所述最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且接着在所述第一切换时间点(tS，1)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压。
11.根据权利要求10所述的磁场发生器(4)，其特征在于，所述桥式电路(8)具有带电流调节器(9)的第一支路(17)和带电流调节器(9)的第二支路(18)；而且优选地，这些电流调节器(9)被设计为能由所述控制器(5)来切换。
12.根据权利要求10或11所述的磁场发生器(4)，其特征在于，所述控制器(5)被设计用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
13.一种磁感应流量计(1)，所述磁感应流量计具有测量管(2)、两个测量电极(3)、磁场发生器(4)和控制器(5)，
其中，所述磁场发生器(5)具有：线圈(7)；带至少一个电流调节器(9)的桥式电路(8)；和电压调节器(10)，而且被设计为：利用所述线圈(7)来在所述测量管(2)中流动的介质(6)中产生磁场(11)，所述磁场将能在所述测量电极(3)处量取的测量电压(uM)感应到所述介质(6)中，
其中，所述桥式电路(8)被设计用于沿一个方向传导经过所述线圈(7)的电流(i)，所述方向是第一方向或者第二方向，并且能由所述控制器(5)向所述桥式电路(8)指定所述方向，
其中，所述电流调节器(9)被设计用于按照经过所述线圈(7)的目标电流来产生所述电流(i)，并且能由所述控制器(5)向所述电流调节器(9)指定所述目标电流，
其中，为了所述电流调节器(9)的正常运行，施加在所述电流调节器上的电流调节器电压(uC)大于或等于调节电压值(UC，R)，并且为了所述电流调节器(9)的最低运行，所述电流调节器电压(uC)大于最低电压值(UC，M)，而且所述调节电压值(UC，R)大于所述最低电压值(UC，M)，
其中，所述电压调节器(10)被设计用于按照在所述桥式电路(8)上的目标电压来产生供电电压(u)，而且能由所述控制器(5)向所述电压调节器(10)指定所述目标电压，
其中，所述控制器(5)被设计为：在第一反转时间点(tU，1)，指定所述第一方向、目标电流值(IS)和第一目标电压值(US，1)，其中所述第一目标电压值(US，1)大于第二目标电压值(US，2)，并且所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压在所述磁场发生器(4)的稳定状态下引起所述电流调节器电压(uC)的所述调节电压值(UC，R)，而且
其中所述控制器(5)还被设计为：在第一切换时间点(tS，1)之后并且在第二反转时间点(tU，2)之前，测量附在所述测量电极(3)之间的第一测量电压(uM，1)，并且在使用所述第一测量电压(uM，1)的情况下确定经过所述测量管(2)的介质(6)的流量，
其特征在于，
所述控制器(5)还被设计为：确定所述第一切换时间点(tS，1)，所述第一切换时间点的特点在于：所述第一切换时间点处在所述第一反转时间点(tU，1)之后，所述电流(i)在所述第一反转时间点(tU，1)与所述第一切换时间点(tS，1)之间达到所述目标电流值(IS)，并且所述电流调节器电压(uC)在所述第一切换时间点(tS，1)大于最低电压值(UC，M)并且小于所述调节电压值(UC，R)，而且接着在所述第一切换时间点(tS，1)指定所述第二目标电压值(US，2)作为目标电压。
14.根据权利要求13所述的磁感应流量计(1)，其特征在于，所述磁场发生器(4)根据权利要求11来设计。
15.根据权利要求13或14所述的磁感应流量计(1)，其特征在于，所述控制器(5)被设计用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
CN202310736597.5A 2022-06-20 2023-06-20 磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其运行方法 Pending CN117268479A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022115271.5 2022-06-20
DE102022115271.5A DE102022115271B3 (de) 2022-06-20 2022-06-20 Magnetfeldgenerator für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, Verfahren zum Betreiben eines solchen, magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines solchen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117268479A true CN117268479A (zh) 2023-12-22

Family

ID=86899302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310736597.5A Pending CN117268479A (zh) 2022-06-20 2023-06-20 磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其运行方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230408311A1 (zh)
EP (1) EP4296627A1 (zh)
CN (1) CN117268479A (zh)
DE (1) DE102022115271B3 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0969268A1 (de) * 1998-07-03 2000-01-05 Endress + Hauser Flowtec AG Verfahren zum Regeln des Spulenstroms von magnetisch-induktiven Durchflussaufnehmern
DE102012105716A1 (de) 2012-06-28 2014-01-02 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Steuerung eines Spulenstroms eines magnetisch- induktiven Durchflussmessgerätes
CN103206990B (zh) * 2013-04-15 2015-05-20 福建上润精密仪器有限公司 一种电容式电磁流量计
DE102017107417A1 (de) 2017-04-06 2018-10-11 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Regeln eines in einer Spulenanordnung fließenden Spulenstroms und eine Schaltungsanordnung
DE102020114517A1 (de) 2020-05-29 2021-12-02 Endress+Hauser Flowtec Ag Magnetisch-induktive Durchflussmessvorrichtung
CN111765931B (zh) * 2020-07-03 2022-04-22 合肥工业大学 一种基于微分补偿pfm调制的电磁流量计励磁控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP4296627A1 (de) 2023-12-27
DE102022115271B3 (de) 2023-11-02
US20230408311A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9983035B2 (en) Method for setting a constant magnetic field strength of a magnetic field and a flowmeter
US10215602B2 (en) Apparatus for measuring the volume flow of a fluid
CN103151933B (zh) 开关电源设备
JP2007199094A (ja) 画像形成装置の帯電装置
CN110114640B (zh) 用于操作磁感应流量计的方法和磁感应计
US7661323B2 (en) Method for determining working point of a magneto-inductive flow measuring device
RU2393432C1 (ru) Способ и устройство для измерения объемного и массового потока
US9759590B2 (en) Magnetic-inductive flow meter and method for operating a magnetic-inductive flow meter
JP4908752B2 (ja) 測定機器の運転方法
CN117268479A (zh) 磁感应流量计的磁场发生器、其运行方法、磁感应流量计和其运行方法
JP3043757B2 (ja) コイルアセンブリを流れるコイル電流の調整方法
US6985680B2 (en) Image forming apparatus
CN102141476B (zh) 柴油机脉冲负载测试方法和装置
JP5629566B2 (ja) 画像形成装置
RU2631916C1 (ru) Способ контроля измерения расхода текучих сред электромагнитным расходомером
CN110967075B (zh) 励磁电路及电磁流量计
CN109313048A (zh) 操作用于测量在测量管中介质的流速或体积流量的磁感应流量测量装置的方法
RU2396522C2 (ru) Магнитно-индуктивный расходомер
EP3780381B1 (en) Voice coil actuator driver signal generator
EP1738853A1 (en) Welding equipment
CN108474676B (zh) 磁感流量测量装置
JP2619121B2 (ja) 電磁流量計
JP5686655B2 (ja) 除電装置
JPH0216852B2 (zh)
CN118011078A (zh) 用于电流分离的ac/dc敏感的剩余电流测量的电路布置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication