HU216207B - Coriolis-átfolyásmérő és eljárás a mechanikai nulla értékének meghatározására - Google Patents

Abstract

A találmány eljárás Cőriőlis-átfőlyásmérő mechanikai nűlla értékénekmeghatárőzására, amelyben az átfőlyásmérő mérőcsövét mérendő közegmentes állapőtában őszcilláltatjűk, a mérőcső száraina mőzgásából elsőés másődik mérőjelet képezünk és számős periódűsőn át mérjük aperiődikűs első és másődik mérőjel egymásnak megfelelő pőntjaiközötti, alapállapőthőz tartőzó üres Dt M>ü időkülönbséget, az üresDtü időkülönbségekből állandó értéket képezünk, és ezt egy előremeghatárőzőtt határértékkel összehasőnlítjűk, és ha az üres állapőthőztartőzó Dtü időkülönbség kisebb, mint a határérték, ebből pillanatnyimechanikai nűlla értéket képezünk átfőlyásmérés sőrán a mért Dtidőkülönbség-érték kőmpenzálá a céljából. A találmány tővábbáCőriőlis-átfőlyásmérő az eljárás főganatősítására, legalább egymérőcsővel (130) és annak mőzgatószerkezetével (180), tővábbá amérőcső (130) szárainak a mérőcsövön átfőlyó közegr ható Cőriőlis-erőkhatására bekövetkező relatív mőzgását érzékelő első és másődikmérőérzékelővel (160R, 160L), a mérőérzékelők érzékelőtekercsévelösszekapcsőlt mérőegységgel (30), amelynek Dt időkülönbséget és ebbőlaz átfőlyó közegmennyiséget meghatárőzó számlálóegységére (70) amérőérzékelőkre (160R, 160L) csatlakőztatőtt mérőátalakító csatőrnák(44, 54) vannak k tve, amely átfőlyásmérőnek a mérőérzékelők (160R,160L) periődikűs első és másődik mérőjelei egymásnak fázisbanmegfelelő pőntjai közötti, az átfőlyásmérő üres állapőtáhőz tartőzó<F"S mből">Dtü időkülönbséget periódűssőrőzatban mérő eszköze (70,80), az üres Dtü időkülönbségekből állandó értéket képező eszköze ésezt egy előre meghatárőzőtt határ rtékkel összehasőnlító eszköze,valamint a határértéknél kisebb, üres állapőthőz tartőzó Dtüidőkülönbségnek megfelelő állandó értékből – átfőlyásmérés sőrán mért<F"Symb l">Dt időkülönbségérték kőmpenzálására alkalmas – pillanatnyimechanikai nűlla értéket képező eszköze van. ŕ

Description

A találmány továbbá Coriolis-átfolyásmérő az eljárás foganatosítására, legalább egy mérőcsővel (130) és annak mozgatószerkezetével (180), továbbá a mérőcső (130) szárainak a mérőcsövön átfolyó közegre ható Coriolis-erők hatására bekövetkező relatív mozgását érzékelő első és második mérőérzékelővel (160_R, 160_L), a mérőérzékelők érzékelőtekercsével összekapcsolt mérőegységgel (30), amelynek At időkülönbséget és ebből az átfolyó közegmennyiséget meghatározó számlálóegységére (70) a mérőérzékelőkre (160_R, 160_L) csatlakoztatott mérőátalakító csatornák (44, 54) vannak kötve, amely átfolyásmérőnek a mérőéizékelők (160_R, 1 60l) periodikus első és második mérőjelei egymásnak fázisban megfelelő pontjai közötti, az átfolyásmérő üres állapotához tartozó At_ü időkülönbséget periódussorozatban mérő eszköze (70, 80), az üres At_d időkülönbségekből állandó értéket képező eszköze és ezt egy előre meghatározott határértékkel összehasonlító eszköze, valamint a határértéknél kisebb, üres állapothoz tartozó Atü időkülönbségnek megfelelő állandó értékből - átfolyásmérés során mért At időkülönbségérték kompenzálására alkalmas - pillanatnyi mechanikai nulla értéket képező eszköze van.

A találmány tárgya eljárás Coriolis-átfolyásmérő mechanikai nulla értékének meghatározására, továbbá Coriolis-átfolyásmérő az eljárás foganatosítására, legalább egy mérőcsővel és annak mozgatószerkezetével, továbbá a mérőcső szárainak a mérőcsövön átfolyó közegre ható Coriolis-erők hatására bekövetkező relatív mozgását érzékelő első és második mérőérzékelővel, a mérőérzékelők érzékelőtekercsével összekapcsolt mérőegységgel, amelynek At időkülönbséget és ebből az átfolyó közegmennyiséget meghatározó számlálóegységére a mérőérzékelőkre csatlakoztatott mérőátalakító csatornák vannak kötve.

A Coriolis-átfolyásmérőket egyre elterjedtebben alkalmazzák a legkülönbözőbb alkalmazási területeken, mint nagy pontosságú átfolyó folyadékmennyiség-mérőket.

Coriolis-átfolyásmérő van leírva például az US 4,491,025 szabadalmi leírásban, amely szabadalom birtokosa a jelen bejelentés bejelentője. A Coriolis-átfolyásmérő legalább egy U alakú mérőcsővel és armak mozgatószerkezetével, továbbá a mérőcső szárainak a mérőcsövön átfolyó közegre ható Coriolis-erők hatására bekövetkező relatív mozgását érzékelő első és második mérőérzékelővel és a mérőérzékelők mérőtekercsével összekapcsolt mérőegységgel rendelkezik. A mérőcsöveket mechanikusan oszcilláltatva a mérőcsöveken átáramló közegben Coriolis-erők ébrednek, amelyek merőlegesek a közeg mozgásirányára és a mérőcső szögsebessége irányára is. A keletkező Coriolis-erők sokkal kisebbek ugyan, mint a csöveket rezgető erő, mégis a mérőcső U szárainak mérhető relatív elcsavarodását okozzák, amely elcsavarodás egy, az oszcilláció hajlítási tengelyére merőleges torziós tengelyvonal körül jön létre, és váltakozva az egyik, illetve másik U szárnak a fáziskésését okozza a másik szárhoz képest az oszcilláló mozgásában. A Coriolis erő által okozott fáziskülönbség két mérőcsöves átfolyásmérőkben arányos az időegység alatt átfolyó folyadék mennyiségével. A mérést általában az U alakú mérőcső egy-egy szára mozgási sebességét folyamatosan érzékelő elektromágneses mérőérzékelők jelének kiértékelésével és a két jel azonos fázishelyzetéhez tartozó At időkülönbség vagy egy referenciához képest mért időkülönbség mérésével végzik, amely időkülönbség arányos az átfolyás intenzitásával. Két mérőcsöves Coriolis-átfolyásmérőkben a két mérőcsövet egymással ellentétes irányban - ellenütemben - mozgatják, ami azért előnyös, mert kiegyenlíti azokat a vibrációból származó hatásokat, amelyek különben a Coriolis-erő hatását elfednék.

Az ilyen átfolyásmérőkben tehát az átfolyó közeg áramának intenzitása általában arányos a szárak mozgása közötti At időkülönbséggel, azaz azon két időpont különbségével, amelyben a mérőcső egyik, illetve a másik szára az oszcilláló mozgása közben áthalad egy előre meghatározott síkon, például egy középsíkon. A két párhuzamos mérőcsővel megépített átfolyásmérőkben a At időkülönbség lényegében azonos a rezonáns frekvencián oszcilláltatott két mérőút sebességjeleiben mérhető fáziskülönbséggel, ahol a rezonanciafrekvencia függ a mérőcső össztömegétől, tehát a mérőcsőben lévő közeg tömegétől is, azaz magasabb, ha a mérőcső üres. Ha az átfolyásmérőn átáramló közeg sűrűsége és ezzel a fajlagos tömege változó, ezzel összhangban a rezonanciaffekvencia is változó. Ez lehetőséget ad az átáramló közeg sűrűségváltozásainak érzékelésére is.

Hosszú időn át az volt a törekvés, hogy mindkét sebességjelből analóg áramkörrel képezzenek kimenőjelet annak érdekében, hogy a mérendő mennyiséggel arányos mérőjelet nyeljenek. Ennek érdekében mindkét mérőérzékelő sebesség kimenőjelét egy-egy - integrátorból és ezt követő nulla-detektorból (komparátorból) álló - analóg áramkörre vezették. Erre találhatók példák az alábbi szabadalmi leírásokban: US 4,879,911; US 4,872,351; US 4,843,890 és US 4,422,338. Az ismert megoldásokkal az alkalmazások nagy többségében kielégítő mérési pontosság érhető el, hiányosságuk azonban, hogy használatuk meglehetősen bonyolult, szakértelmet igénylő feladat.

A mérés nehézkessége abból adódik, hogy a mérés két mérőcsatoma közötti, nagyon kicsi fáziskülönbség At időkülönbség - mérésén és ennek az átfolyási intenzitással arányos mérőjellé alakításán alapul. Az idő2

HU 216 207 Β különbség-mérés a fázismérésnek egy előnyös módja. A bejelentő által jelenleg gyártott Coriolis-átfolyásmérőknél ez az időkülönbség mintegy 130 pscc a maximális átfolyási intenzitás mellett.

Mindegyik Coriolis-átfolyásmérő mérőcsatomájának van saját, belső fázistolása (belső fáziseltérése) is, aminek mértéke kicsi és gyakran elhanyagolható, jelentősen torzíthatja azonban a mért értéket a kis fáziskülönbségek mérése esetén. Az ismert Coriolis-átfolyásmérők kiértékelő áramköre azon a feltételen alapul, hogy mindegyik mérőcsatoma állandó és meghatározott értékű fáziseltéréssel, késleltetéssel rendelkezik, aminek hatása előzetes kalibrálással kiszűrhető. A kalibrálás üres mérőcsővel végzett méréssel történik, ahol vagy a belső fáziseltéréseket, vagy a mérőcsatomák közötti At időkülönbséget állapítják meg és az ezután végzett megfelelő mérések mérési eredményeiből az üresen mért értékeket levonják. Minthogy az átfolyás intenzitására jellemző At időkülönbség viszonylag kicsi, ez a korrekció viszonylag nagy mérési hibákat eredményezhet, amit az ismert átfolyásmérők alkalmazásánál gyakran nem vesznek figyelembe.

Bizonyos körülmények között ezek a mérési hibák nagymértékben hőfüggőek, amely hőfüggő hiba tovább rontja a mérés pontosságát.

A hőfüggő hiba csökkentése érdekében ismert megoldás szerint az egész Coriolis-átfolyásmérőt - annak kiértékelő elektronikájával együtt - termosztátba helyezik, amivel kizárják a környezeti hőmérséklet-változás hatásait, és a berendezést állandó, magasabb hőmérsékleten üzemeltetik. Az átfolyásmérő termosztátban történő elrendezése és üzemeltetése azonban nagyon megnöveli a berendezés beruházási költségeit, ami nem térül meg annak alkalmazása során. Az átfolyásmérő szűk hőmérséklethatárok között tartott terű belső helyiségben történő alkalmazása esetén az alkalmazó általában megalkuszik a termosztát nélküli átfolyásmérő - főként csak a csatornák belső fáziseltéréséből származó - mérési hibájával - a kisebb költségek érdekében.

Az ismert Coriolis-átfolyásmérők többségénél a mérés hőfüggő hibája nem csak a belső fáziseltérések hőfüggéséből adódik, hanem egy addicionális hibaként is jelentkezik: a Coriolis-átfolyásmérések során általában mérik az átfolyó közeg hőmérsékletét is, és egy ennek megfelelő tényezővel korrigálják a mért értéket amiatt, hogy a mérőcső rugalmassága változik a hőmérsékletével. Ezzel a tényezővel módosított mérőjelből képezik az átfolyás intenzitásának értékére jellemző At időkülönbségjelet. A mérőcső hőmérsékletét egy, a mérőcsőre helyezett, digitális kimenetű hőmérő-adóval, például hőre csökkenő ellenállású platina RTD-vel mérik, ahol gyakran a mérőadó kimenőjelének frekvenciája jellemző a hőmérsékletre. A hőmérő mérőátalakítója általában egy feszültség/frekvencia átalakító, amelynek kimenőjelét egy időintervallumban nyitott bemenetű számlálóval számlálják. A gyakorlatban azonban a feszültség/frekvencia átalakítóknak is van hőfüggő drifljük, ami kedvezőtlen környezetben a mérési eredményben néhány foknak megfelelő hibát is okozhat, és ez meghamisítja az átfolyásmérőn átfolyt mennyiségre vonatkozó mérési eredményt.

A hőmérsékletfüggő méréshibák kiküszöbölésének más módjára javasolt megoldás ismerhető meg az US 4,817,448 irodalmi helyen. E szerint az átfolyásmérő mérőegységének két bemeneti mérőcsatomája van, amelyekbe kétcsatornás FET átkapcsoló áramkör van iktatva, amely átkapcsoló egyik állapotában az első csatorna bemenetét az első csatorna kimenetével, a második csatorna bemenetét a második csatorna kimenetével köti össze, míg a másik állapotában az első csatorna bemenetét a második csatorna kimenetével, a második csatorna bemenetét az első csatorna kimenetével köti össze. Az átkapcsoló az első és második mérőérzékelő jelét annak minden periódusában felcseréli. Két cikluson át a két csatorna hullámformájának azonos pontjai közötti időkülönbség-mérés és a két mérés átlagolása történik, amiből egy időkülönbség-mérési eredményt képeznek.

Amíg ez a megoldás hatásos a belső fáziseltérés kompenzálásában, hiányossága is van, és ez abból adódik, hogy az áramkör nem tartalmaz, nem is tartalmazhat integrátort. Az aluláteresztő szűrés hiánya miatt (amely funkciót az integrátorok elláthatnának) a mérőáramkör nagyon érzékeny a jelek zajosságára. Az átkapcsoló áramkör alkalmazása kizáqa integrátorok alkalmazhatóságát az áramkör átkapcsoló utáni részében, ahol a zajérzékenység-csökkentő szűrés hatásos lehetne, ugyanis az itt elrendezett integrátor okozta belső fáziseltérés már nem kompenzálható. Emiatt a zaj érzékenység hatásos csökkentésére ebben a szakaszban egyáltalán nincs lehetőség. Minthogy a belső fáziseltérés döntő része épp az integrátorban keletkezik, az integrátor beiktatása olyan mértékű hibaforrást jelentene, ami az egész korrekciós kapcsolás alkalmazásának célszerűségét megkérdőjelezi. Emiatt e megoldás alkalmazhatósága zaj szegény mérőjelek feldolgozására korlátozódik.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások főbb hiányosságainak kiküszöbölése, olyan mechanikai jellemzőváltozás korrigálását lehetővé tevő eljárás és Coriolis-átfolyásmérő kialakításával, amely lehetővé teszi széles körben alkalmazható, termosztát alkalmazása nélkül is megfelelő méretpontosságú, ugyanakkor a környezeti hőmérséklet-változások befolyását nagymértékben kiküszöbölő és zajra nagymértékben érzéketlen mérőeszköz kivitelezését és alkalmazását széles hőmérséklettartományban.

A feladat találmány szerinti megoldása eljárás Coriolis-átfolyásmérő mechanikai nulla értékének meghatározására, amelyben az átfolyásmérő mérőcsövét mérendő közegmentes állapotában oszcilláltatjuk, a mérőcső szárainak mozgásából első és második mérőjelet képezünk, és számos perióduson át méljük a periodikus első és második mérőjel egymásnak megfelelő pontjai közötti, alapállapothoz tartozó üres At_ü időkülönbséget, az üres At_ü időkülönbségekből állandó értéket képezünk és ezt egy előre meghatározott határértékkel összehasonlítjuk, és ha az üres állapothoz tartozó At_ü időkülönbség kisebb, mint a határérték, ebből pillanatnyi a mechanikai nulla értéket képezünk átfolyásmérés során a mért At időkülönbség-érték kompenzálása céljából.

Előnyösen meghatározott számú üres Ac időkülönbség mérésével közbenső mechanikai nulla értéket

HU 216 207 Β képezünk, amely meghatározott szám kisebb, mint egy előre meghatározott maximumszám vagy mint egy meghatározott konvergencialimit alatti összes üres At_ü mérések száma.

Célszerűen egy meghatározott minimumnál nagyobb számú, egymást követő periódus alatt végzünk üres At_ü méréseket, és így a meghatározott minimumnál nagyobb számú üres At_ü időkülönbség-mérést végzünk.

Előnyösen pillanatnyi mechanikai nulla érték meghatározása során közbenső értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával nyerünk.

Célszerűen a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket megújítjuk újabb üres At_ü időkülönbségmérés-sorozat végzésével.

Előnyösen az előre meghatározott határértéket konvergencialimit egész számú többszörösére választjuk.

Célszerűen egy sor üres At_ü időkülönbség mérésével közbenső mechanikai nulla értéket képezünk, és a mechanikai nulla értéket ezzel tesszük egyenlővé, ha az állandó érték kisebb, mint az előre meghatározott határérték.

Előnyösen a mechanikai nulla értéket egyenlőnek vesszük a közbenső mechanikai nulla értékkel, ha a közbenső mechanikai nulla érték egy meghatározott tartományba eső érték.

Célszerűen a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagaként képezzük.

Előnyösen a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket megújítjuk újabb üres At_u időkülönbségmérés-sorozat végzésével.

Célszerűen az előre meghatározott határértéket konvergencialimit egész számú többszörösére választjuk.

A találmány továbbá Coriolis-átfolyásmérő az eljárás foganatosítására, legalább egy mérőcsővel és annak mozgatószerkezetével, továbbá a mérőcső szárainak a mérőcsövön átfolyó közegre ható Coriolis-erők hatására bekövetkező relatív mozgását érzékelő első és második mérőérzékelővel, a mérőérzékelők éizékelőtekercsével összekapcsolt mérőegységgel, amelynek At időkülönbséget és ebből az átfolyó közegmennyiséget meghatározó számlálóegységére a mérőérzékelőkre csatlakoztatott mérőátalakító csatornák vannak kötve, amely átfolyásmérőnek a mérőérzékelők periodikus első és második mérőjelei egymásnak fázisban megfelelő pontjai közötti, az átfolyásmérő üres állapotához tartozó At_ü időkülönbséget periódussorozatban mérő eszköze, az üres At_ü időkülönbségekből állandó értéket képező eszköze és ezt egy előre meghatározott határértékkel összehasonlító eszköze, valamint a határértéknél kisebb, üres állapothoz tartozó At_ü időkülönbségnek megfelelő állandó értékből - átfolyásmérés során mért At időkülönbségérték kompenzálására alkalmas - pillanatnyi mechanikai nulla értéket képező eszköze van.

Előnyösen az átfolyásmérőnek az üres At_ü időkülönbség mérését meghatározott számú mérésre korlátozó és a meghatározott számú mérési eredményből közbenső mechanikai nulla értéket képező eszköze van, ahol a meghatározott szám kisebb, mint egy előre meghatározott maximum szám, vagy mint az összes, egy meghatározott konvergencialimit eléréséig végzett üres At_ü mérések száma.

Célszerűen az átfolyásmérőnek az üres At_tt időkülönbség mérését meghatározott, legalább minimális számú mérésre korlátozó eszköze van.

Előnyösen az átfolyásmérőnek a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával meghatározó eszköze van.

Célszerűen az átfolyásmérőnek a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket újabb üres At_ü időkülönbségmérés-sorozat végzésével megújító eszköze van.

Előnyösen az előre meghatározott határérték a konvergencialimit egész számú többszöröse.

Célszerűen az átfolyásmérőnek közbenső mechanikai nulla értéket számos üres A^ időkülönbség mérésével képező eszköze és a mechanikai nulla értéket az előre meghatározott határértéknél kisebb állandó értékű közbenső mechanikai nulla értékből képező eszköze van.

Előnyösen az átfolyásmérőnek az egy meghatározott tartományba eső közbenső mechanikai nulla értéket mechanikai nulla értékként számító eszköze van.

Célszerűen az átfolyásmérőnek a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával meghatározó eszköze van.

Előnyösen az átfolyásmérőnek a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket újabb üres At^ időkülönbségmérés-sorozat végzésével megújító eszköze van.

Célszerűen az előre meghatározott határérték a konvergencialimit egész számú többszöröse.

Az alábbiakban kiviteli példákra vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra Coriolis-átfolyásmérő szemléltető tömbvázlata, a

2. ábra ismert átfolyásmérő mérőelektronikájának nagyvonalú tömbvázlata, a

3A. ábra a találmány szerinti átfolyásmérő mérőegysége bemeneti részének tömbvázlata, a

3B. ábra a találmány szerinti átfolyásmérő mérőegysége további részének tömbvázlata, a

4A. ábra a találmány szerinti átfolyásmérő idődiagramjai, a

4B. ábra a 4A. ábra szerinti idődiagramok folytatása, az

5. ábra a 3A., 3B. ábrák szerinti mérőegység számlálóegységének állapotábrája, a

6. ábra átfolyásmérés folyamatábrájának fő hurka, a

7A. ábra nullázóeszköz állapotmeghatározó része, a

7B. ábra a 7A. ábra szerinti eszköz nullakompenzáló része,a

8A. ábra a 7B. ábra szerinti nullázóeszköz mechanikai nullázóeszközének állapotmeghatározó része,a

8B. ábra a 8A. ábra szerinti mechanikai nullázóeszköz nullakompenzáló része, a

9. ábra mechanikai nullázás lefolyásának összefüggései, a

10. ábra mechanikai nullázás határértékei, a

11. ábra hőmérsékletmérés műveletsora.

HU 216 207 Β

A találmány részletes leírásában és a különböző ábrákon az azonos egységeket azonos rajzjellel láttuk el a jobb áttekinthetőség érdekében.

Az alábbi részletes leírásból szakember számára világossá válik, hogy a találmány szerinti mérésipontosságnövelő eszközök a Coriolis-átfolyásmérőnél szélesebb alkalmazási körben is alkalmazhatók a hőmérsékletfuggés, öregedés vagy más változások hatásainak a mérési eredményből történő kiszűrésére. A találmány szerinti megoldás másrészt magában foglal minden Coriolisátfolyásmérőt, függetlenül attól, hogy milyen paramétert mérünk vele (átfolyt közegmennyiséget, átfolyásintenzitást, közegsűrűséget vagy más paramétert). A tömörség érdekében a találmányunkat kettős mérőcsővel ellátott Coriolis-átfolyásmérő példáján ismertetjük, amely egyrészt az átfolyt közegmennyiség, másrészt az átfolyás intenzitásának mérésére alkalmas.

Az 1. ábra szerinti Coriolis-átfolyásmérő 5 mérőrendszer 10 mérőkészülékből és vele összekapcsolt 20 mérőelektronikából áll. A 10 mérőkészülék az 5 mérőrendszer mechanikus részét alkotja, amelyen a mérendő közeg átáramlik, és amely 100 mérővezetékekkel van a 20 mérőelektronikára kapcsolva. Az 5 mérőrendszer 26 kimenetein egyrészt az átfolyt közeg tömegére jellemző mérési érték frekvenciajelként és impulzusszám formájában, az időegység alatt átfolyó mennyiségre jellemző mérési érték 4-20 mA analóg áram formájában is megjelenik a kimenetre csatlakoztatható adatfeldolgozó készülékhez történő könnyű illesztés érdekében.

A 10 mérőkészülék hengeres 150 csőteste két végén egy-egy 110, 110’ elosztócső van rögzítve, amelyek 120, 120’ szerelvénytömbjében egy pár, egymással párhuzamosan elrendezett, U alakú 130, 130’ mérőcső egyegy szára van betűzve és nyomásérzéketlen tömítéssel rögzítve. Az U alakú 130, 130’ mérőcsövek összekötő része mentén 180 mozgatószerkezet van felszerelve, és a két U alakú mérőcső mindkét szárának 110, 110’ elosztócsőtől távoli részén, attól egyenlő távolságban egy-egy bal oldali 170_L állandó mágnesből és mérőtekercsből álló 1 60_l mérőérzékelő, illetve jobb oldali 170_R állandó mágnesből és mérőtekercsből álló 160_R mérőérzékelő van szerelve a két párhuzamos mérőcső közé.

A 10 mérőkészüléknek 101 bemenőcsonkja és 101’ kimenőcsonkja van, a mérőkészülék közegcsatomája a két - 105 szaggatott vonalakkal jelölt - folyamatos átmenetű belső keresztmetszettel bíró 110, 110’ elosztócső között a mérőcsöveken áthaladó két, párhuzamos csatornára oszlik. A 150 csőtest zárt, nem képezi a közegcsatoma részét, csak mechanikus távolságtartó, merevítő és pozicionáló szerepe van.

Az U alakú 130, 130’ mérőcsövek egyforma rugóállandójú és egyforma inercianyomatékú eszközök, amelyek W-W, W’-W’ hajlítási tengelyvonalak mentén rugalmas hajlásokra képesek. Ezek a hajlítási tengelyvonalak merőlegesek a szárak irányára és szárakon keresztülmenve, a 120,120’ szerelvénytömbök közelében helyezkednek el. Az U alakú 130,130’ mérőcsövek egymással párhuzamos helyzetben és párhuzamos szárakkal oldalirányban állnak ki a szerel vény tömbökből. Ha a mérőcsövek anyagának rugóállandója fiigg a hőmérséklettől, akkor valamelyik 130’ mérőcsőre 190 hőérzékelő (RTD) is van szerelve (általában platina RTD eszköz), amellyel a mérőcső falának hőmérséklete folyamatosan mérhető. A 190 hőérzékelőn állandó áram mellett megjelenő feszültség jellemző a mért hőmérsékletre, amely leginkább a mérőcsövön áthaladó közeg hőmérsékletétől fiigg. A hőmérsékletre jellemző mérőjel feldolgozása a 20 mérőelektronikában ismert módon történik, amely mérőelektronika a hőfokváltozásból eredő rugóállandóváltozásnak a mérési értékre gyakorolt hatását kompenzálja. A 190 hőérzékelő villamos 195 vezetőn át van a 20 mérőelektronikára csatlakoztatva.

A két 130, 130’ mérőcső a 180 mozgatószerkezet által ellenütemben, periodikusan, a megfelelő hajlítási tengelyvonal körül hajlítgatva, egy közös rezonáns frekvencián szinuszosan rezgetve van. A két mérőcső rezonáns mozgását szemléletesen egy hangvilláéhoz lehetne hasonlítani. A rezgéshez szükséges energiát 180 mozgatószerkezet szolgáltatja, amely bármely ismert, erre alkalmas szerkezet lehet. Lehet például egy elektromágnes, amelynek vasmagja az egyik 130 mérőcsőhöz, tekercse pedig a másik 130’ mérőcsőhöz van erősítve az U alakú mérőcső két szárat áthidaló középrészénél. A tekercsben folyó, a 20 mérőelektronikában keltett váltakozó áram 185 vezetőn keresztül jut a tekercsbe.

Átfolyó közeg mérésekor a közeg mindkét 130,130’ mérőcsövön át áramlik, miközben a mérőcsöveket ellenütemben rezgetjük, azaz például a két mérőcső azonos oldali 131, 131’ szára egymással szemben mozog. E mozgás következtében a két 131, 131 ’ szárban ellentétes értelmű Coriolis-erők ébrednek, mert bár a közeg a két mérőcsőben azonos irányban áramlik, a csövek oszcillációs mozgásának iránya egymással ellentétes. A Coriolis-erők a mérőcsövek 131,131’ szárait a rezgés egyik félperiódusában egymás felé közelítik - a szárak nagyobb kitérését okozva, mint önmagában a rezgetőerő, a rezgés másik félperiódusában egymástól távolítják egymástól nagyobb távolságra, mint önmagában a rezgetőerő. A mérőcsövek másik oldali 134, 134’ szárában a közeg folyásiránya ellentétes a fent ismertetettel, emiatt e szárakban a másik oldalihoz képest ellentétes értelmű Coriolis-erők ébrednek.

Az átáramló folyadék rezgetése során a mérőcsövek egymás felé mozgó szárai hamarább elérik a nulla sebességhez tartozó szélső helyzetüket, mint az egymástól távolodó másik két szár. A szélső helyzetek elérése közötti At időkülönbséget méljük, tehát az egymáshoz közelítő szárak rezgésútja végpontjának elérése és az egymástól távolodó szárak rezgésútja végpontjának elérése közötti időkülönbséget. Ez az időkülönbség lényegében arányos a 10 mérőkészüléken átfolyó közeg átfolyásának intenzitásával. A Coriolis-átfolyásmérők működési elve a fentinél részletesebben ismertetve van például az US 4,491,025 szabadalom leírásában.

Az időkülönbség mérése a 130, 130’ mérőcsövek 131, 131’ és 134, 134’ szárának szabadon rezgő végénél a mérőcsövekre szerelt két (az ábrán bal és jobb oldali) 160_l, 160_r méröérzékelő a szárak relatív sebességére jellemző mérőjelének feldolgozásával történik. A 170_l, 1 70_r állandó mágnesből és szolenoid mérőte5

HU 216 207 Β kérésből álló 160_L, 160_R mérőérzékelő állandó mágnese az egymással szemben mozgó szárak egyikén, a mérőérzékelők mérőtekercse az egymással szemben mozgó szárak másikán, az állandó mágnes egyenletes erőterében van elrendezve. Ilyen elrendezés mellett a mérőérzékelők mérőjele a szárak relatív mozgásának sebességével arányos, periodikus jel, amely két jel ismert módon történő feldolgozásával képezhető a At időkülönbség, továbbá a At időkülönbség ismeretében a mérni kívánt közegátfolyási jellemző. A bal oldali mérőérzékelőről a mérőjel 165_L vezetőn, a jobb oldali mérőérzékelőről a mérőjel a 165_R vezetőn jut el a 20 mérőelektronikába. A fentiekből belátható, hogy a At mérése fáziseltérés mérésének egy lehetséges és alkalmas módja. Az időkülönbség mérése útján viszonylag nagy pontossággal mérhetők a két mérőérzékelő mérőjelének kis fáziskülönbségei.

Amint már említettük, a 20 mérőelektronika a 160_L, 1 60_r mérőérzékelők 165_L, 165_R vezetőkön érkező mérőjelein kívül a 190 hőérzékelő 195 vezetőn érkező mérőjelét is fogadja, továbbá meghajtójelet generál és küld a 185 vezetőn át a 180 mozgatószerkezet számára. A fent említett vezetőket összefoglalóan 100 mérővezetékek elnevezéssel jelöltük. Amint már említettük, a 20 mérőelektronika a fenti mérőjelek feldolgozásával képezi a meghatározni kívánt, a 10 mérőkészüléken átfolyó közeg mérni kívánt jellemzőinek mérési értékét, és a 26 kimenetein az átfolyt közeg tömegére jellemző mérési érték (0-10 kHz frekvenciatartományú) frekvenciajelként és ímpulzusszám formájában, az időegység alatt átfolyó mennyiségre jellemző mérési érték 4-20 mA analóg áram formájában is megjelenik.

A 2. ábrán ismert megoldású 20 mérőelektronika tömbvázlata van feltüntetve, amelynek főbb egységei: 23 átfolyásmérő egység, 27 csőmozgató generátor és 29 kijelző.

A 27 csőmozgató generátor szinuszos vagy pulzáló teljesítményjelet küld 185 vezetőn át a 180 mozgatószerkezetbe. A 27 csőmozgató generátor a bal oldali 160_L mérőérzékelő 165_L és 25 vezetőkön érkező kimenőjelével van szinkronizálva, és a mérőcsöveknek az átáramló közeggel feltöltött mérőcsövek rezonanciafrekvenciájának megfelelő frekvenciájú mozgatását vezérli. Ez a rezonanciafrekvencia számos tényezőtől függ, így főként a mérőcsövek rezonanciát befolyásoló jellemzőitől és az átfolyó közeg fajsúlyától, sűrűségétől. A mérőcsövek működése egyéb forrásokból jól ismert, ezért e leírásban nem részletezzük a továbbiakban, viszont hivatkozunk néhány ezzel foglalkozó irodalmi helyre, mint az US 5,009,109; US 4,934,196; US 4,876,879.

A 2. ábra szerinti 20 mérőelektronika 23 átfolyásmérő egysége végzi a sebességjelet adó két 160_L, 160_R mérőérzékelő és a 190 hőérzékelő kimenőjelének feldolgozását, és ezekből a 10 mérőkészüléken átáramló közeg összmennyiségének és időegység alatt átáramló mennyiségének meghatározását, ahol a 26 kimenet 263 vezetőjén az összmennyiségre jellemző kimenőjel 4-20 mA egyenáram formájában jelenik meg, amely jelforma nagyon alkalmas további jelfeldolgozó, mérésadatgyűjtő egységhez történő illesztésre, míg a 26 kimenet 262 vezetőjén a kimenőjel frekvenciajel alakban jelenik meg, amely jelforma például összegzőműbe táplálásra alkalmas. A 26 kimenet további vezetőin további kimenőjelek is megjelennek, esetleg más paraméterekre jellemző jelek is, főként kijelző meghajtására alkalmas digitális jelek, távmérésre, távfeldolgozásra alkalmasjelek.

Az ismert 23 átfolyásmérő egység működését és felépítését az alábbiakban csak olyan részletességgel ismertetjük, amennyire az a találmány ismertetéséhez célszerű. E szempontból lényeges, hogy az ismert 23 átfolyásmérő egység két bemeneti 202,212 csatornával rendelkezik, amelyekre egy-egy 160_L, 160_R mérőérzékelő közvetlenül rá van csatlakoztatva. Mindkét 202,212 csatorna aluláteresztő szűrő funkciót megvalósító 206, 216 integrátorból és ezt követő 208, 218 nullaátmenetérzékelőből áll. A nullaátmenet-érzékelők olyan komparátorok, amelyek a nulla volthoz közeli kis pozitív, illetve negatív feszültségszint meghaladásakor egyik kimeneti jelszintről másikra átkapcsolnak. Mindkét bemeneti 202, 212 csatorna 208, 218 nullaátmenet-érzékelőjének kimenete 220 időkülönbség-mérő számláló egyegy bemenetére van kötve, amely a két bemeneten érzékelt nullaátmenetek közötti időintervallumban órajeleket számlálva határozza meg a At időkülönbséget. A 220 időkülönbség-mérő számláló kimenete 235 számítóegység párhuzamos bemenetelre van kötve.

A 190 hőérzékelő 195 vezetőn át 224 RTD mérőátalakító bemenetére van kötve, amely mérőátalakító egyrészt az RTD (hőérzékeny ellenállás) hőérzékelőt áramgenerátorként állandó árammal táplálja, másrészt a mérőátalakító 226 feszültség/frekvencia átalakítója a hőérzékelő ellenállásán megjelenő feszültséget azzal arányos frekvenciajellé alakítja. A 224 RTD mérőátalakító kimenő pulzusjele 228 hőmérőszámlálóra van kapcsolva, amely a frekvenciajel pulzusait kapuzottan számlálja, ahol a számlálás eredményeként adódó bináris szám a hőmérséklettel arányos mérőszám. A 228 hőmérőszámláló kímenete a 235 számítóegység további párhuzamos bemenetére van kötve. A 235 számítóegység általában mikroprocesszorral van megvalósítva, amely számítóegység egyrészt méri a két mérőérzékelő jele közötti fáziseltérésnek megfelelő At időkülönbséget, másrészt a mért At időkülönbség-értéket a hőmérő mérőszámának függvényében a mérőcsövek rugalmassága változásának hatását kiküszöbölendő, korrigálja. Az így RF tényezővel kompenzált At időkülönbségből azután meghatározható a mérőkészüléken átfolyt összmennyiség és az időegység alatt átfolyó mennyiség aktuális értéke is.

Nyilvánvaló, hogy az analóg bal és jobb bemeneti csatorna jelentős hibaforrás a mérési érték képzésében. Gyakran a két csatorna fáziskésleltetése nem egyforma, és ráadásul a fáziskésleltetés hőmérsékletfüggő, sőt ez a hőmérsékletfuggés különbözhet is a csatornák között (a bal 202 csatorna hőmérsékletfuggése más jellegű is lehet, mint a jobb 212 csatorna hőmérsékletfüggése). A csatornák fáziskésleltetésének ez a változékonysága további hibaforrás, amit belső fáziseltérésnek nevezünk. Minthogy a mért mérőjelek fáziskülönbsége kicsiny, a belső fáziseltérés széles hőmérséklet-tarto6

HU 216 207 Β mányban méréseket végezve jelentősen meghamisíthatja a mérés eredményét. E jelenséget az ismert Coriolisátfolyásmérők mérőelektronikájának felépítésében nem veszik figyelembe.

A korrigált At időkülönbség-képzésben további hibát okozhat a hőmérő 224 RTD mérőátalakítójának részét képező 226 feszültség/frekvencia átalakító hőmérsékletfüggő driftje, ami az átfolyásmérőt széles környezeti hőmérséklethatárok között alkalmazva szélsőséges esetben két-három fok mérési hibát is okozhat a hőmérséklet mérésében, ami viszont a At időkülönbség téves kompenzálását idézi elő.

A 20 mérőelektronika 3A., 3B. ábrák szerinti 30 mérőegységében három csatorna: A csatorna, B csatorna és C csatorna van beépítve, amelyek két A-C, B-C csatornapárt alkotnak. A csatomapárok egyik, közös felét a C csatorna alkotja, amely referencia csatornának tekinthető, amelynek bemenetére folytonosan ugyanaz a jel, például a bal mérőérzékelő kimenőjele van kapcsolva. Mindig az a csatomapár van „nullázó” üzemmódban, amelynek másik felét alkotó csatornára ugyanannak a mérőérzékelőnek a kimenete van kapcsolva, mint a referencia C csatornára. Mindig az a csatomapár van „mérő” üzemmódban, amelynek másik felét alkotó csatorna bemenetére a másik mérőérzékelő kimenete (kimenő mérőjele) van bemenőjelként kapcsolva. A csatomapárok üzemmódjának felcserélését egyszerűen a két mérőérzékelő kimenetének A és B csatornák közötti megcserélésével, periodikus cserélgetésével érhetjük el. Amíg a „nullázó” üzemmódban a belső fáziseltérésnek megfelelő At mérése folyik, a „mérő” üzemmódban az átfolyás mérendő értékére jellemző - korrigálás előtti - At mérése folyik. A kétféle mérés azonos módon At időkülönbségek mérésével történik, a leírás megkönnyítése érdekében azonban a „nullázó” üzemmódban mért At időkülönbségértéket mégsem jelöljük At-vel, hanem belső fáziseltérésnek nevezzük, a At jelölést a következőkben fenntartjuk az átfolyásra jellemző mérési érték számára. Mindkétféle mérést összefoglalóan időzítő mérésnek nevezzük.

Bármely csatomapár - például az A-C csatomapár

- van „nullázó” üzemmódban, a csatomapár mindkét csatornájának bemenetére azonos mérőérzékelő - a példánkban a bal 160_l mérőérzékeló - kimenete van kapcsolva. Az üzemmód két átkapcsolása között a csatornák közötti belső fáziseltérés mérését egymás után többször elvégezzük, és az egy intervallumon belüli mérések átlagolásával nyerjük a korrekciós értéket. Ideális, ha a csatomapár mindkét csatornája azonos fáziskésleltetésű

- tehát az A csatorna fáziskésleltetése megegyezik a C csatorna fáziskésleltetésével, amely esetben a belső fáziseltérés nulla értékű. A gyakorlatban azonban mindhárom csatornának különböző a fáziskésleltetése, tehát egymástól és a nullától különbözőek a csatomapárok csatornái közötti belső fáziseltérések. Minthogy a csatornapárok csatornáinak egyikét - a referencia C csatornát

- mindig azonos jellel tápláljuk és a másik A, illetve B csatornák jelét ehhez viszonyítjuk, a két csatomapár közötti fáziskésések különbsége azonos az A és B csatornák belső fáziskésésének különbségével. A nullázóintervallum után a csatomapár nem referenciacsatomájának bemenetére a referenciaként szolgáló bal mérőérzékelő helyett a másik, jobb 160_R mérőérzékelőt kapcsoljuk a nullázóintervallumot követő, meghatározott hoszszú kapcsolóintervallumban. A kapcsolóintervallum hossza úgy van meghatározva, hogy elegendő idő álljon rendelkezésre a bemenőjelek átkapcsolására és az átkapcsolásból származó tranziensek előirt mérték alá történő lecsengéséhez, mielőtt a „mérő” üzemmódra átállt csatomapáron a következő mérőintervallum kezdődne.

Amíg az egyik csatomapár - például az A-C csatomapár - „nullázó” üzemmódban van, a másik csatomapár - a példában a B-C csatomapár - „mérő” üzemmódban van. Az átfolyás pillanatnyi intenzitására jellemző, de még korrigálatlan At időkülönbség mérése történik a „mérő” üzemmódban, váltakozva a két csatomapárban. A korrekciót a korrigálatlan At további feldolgozása során, az azonos csatomapáron legutóbbi „nullázó” intervallumban mért, átlagolt belső fáziseltérésnek az azt követő mérőintervallumban mért At időkülönbségből történő levonásával végezzük.

Az az idő (a mérőintervallum), amely alatt az egyik csatomapár „mérő” üzemmódban van, egyenlő azzal a teljes idővel, ameddig a másik csatomapár „nullázó” üzemmódban van, azaz egyenlő a nullázó intervallummal. A nullázó intervallum foglal magában két kapcsolóintervallumot is, amelyek egy nullamérő (belső fáziseltérés mérő) intervallumot fognak közre. Az első kapcsolóintervallumban az addig „mérő” üzemmódban lévő csatomapár nem referenciacsatomájának bemenetére a referenciától különböző (jobb) mérőjel helyett a másik, referenciajelként a C csatornára is rákapcsolt mérőérzékelő (bal) mérőjelét kapcsoljuk, a belső fáziseltérés megmérése után a második kapcsolóintervallumban a csatomapár nem referenciacsatomájának bemenetére a referenciától különböző (jobb) mérőjelet adó mérőérzékelőt visszakapcsoljuk.

A csatomapárok egyidejűleg váltanak üzemmódot. Ha például az A-C csatomapár nem referencia A csatornájának bemenetére a jobb oldali helyett a bal mérőérzékelő sebességmérő jelét kapcsoljuk, ami után az A-C csatomapáron az átfolyási jellemző At időkülönbség mérése történik, a kapcsolóintervallumot követő nullamérő intervallumban a másik B-C csatomapáron számos belső késleltetési idő különbség mérés - amelyek eredményének átlagolásával a belső fáziseltérést nyeljük -, majd az A csatorna bemenetére az előző mérőérzékelő visszakapcsolása történik, miközben az A-C csatornapár folyamatosan „mérő” üzemmódban van. Miután a „nullázó” üzemmódú csatomapáron a bemenet átkapcsolása megtörtént, a csatomapár egy meghatározott ideig - az úgynevezett „aktív” intervallumban - továbbra is ebben az üzemmódban tartható, és felhasználható az átfolyási jellemző At korrigálatlan időkülönbségének mindkét csatomapáron egyidejűleg történő mérésére. Minthogy ekkor mindkét csatomapár At időkülönbségmérő jelet szolgáltat, a két csatomapáron mért mérési értékeknek egyformának kellene lenniük. Ideális, zaj nélküli esetben ily módon a két csatomapáron mért At időkülönbség eltérésének értékelésével kimutathatók a

HU 216 207 Β csatomapárok belső fáziseltérésének perturbációi, különbségei. Egy további ellenőrzési lehetőséget kihasználva az „aktív” intervallumban mért Δί időkülönbségértékeket korrigáljuk az előző nullamérő periódusban a megfelelő csatomapáron mért belső fáziseltéréssel, a két csatomapáron mért korrigált At időkülönbség eltérése működési hibára utaló jel.

Azáltal, hogy a bemenő mérőjelek átkapcsolása mindig a nullázó üzemmódban lévő, tehát a At időkülönbséget mérő csatomapártól különböző csatomapáron történik, az átkapcsolást követő tranziensek mérési eredményt befolyásoló hatását nagymértékben kiküszöböltük. Azáltal, hogy az átkapcsolások után a tranziensek lecsengéséhez elegendő időt biztosítunk a következő mérések előtt, a kompenzáló tényező tranziensek által történő befolyásolását is lényegében kizárjuk. Ezen intézkedések eredményeképpen a mérési eredményt a tranziensek gyakorlatilag nem befolyásolhatják.

A kapcsolóintervallum és a nullamérő intervallum időtartama nem kritikus. Miután azonban a kapcsolási tranziensek viszonylag gyorsan lecsengenek és a mérési értékek átlagolása további méréspontosság-növekedést eredményez a belső fáziseltérés mérésében, a kapcsolóintervallumot nagyságrendekkel rövidebbre választjuk, mint a nullamérő intervallumot. Az intervallumok hoszszát csőciklusokban kifejezve a kapcsolóintervallum például 16-32 csőciklus hosszú, míg a nullamérő intervallum 2048 csőciklus hosszú.

Ily módon a hőmérés említett hibájából (a mérőátalakító feszültség/frekvencia átalakítójának hőfüggő driftjéből adódó mérőjelfrekvencia-hiba) eredő mérési hiba is kiküszöbölhető oly módon, hogy a hőmérő mérőátalakítón a kőérzékelő mérőjelén kívül két különböző referenciafeszültséget is frekvenciajellé konvertálunk, amelyeket egy lineáris korrekciós tényező képzésére használunk fel, amely korrekciós tényezővel a hőmérséklet számértékét korrigáljuk úgy, hogy a hőmérséklet korrigálatlan számértékét a korrekciós tényezővel megszorozzuk, így a mérőcső hőmérsékletének helyes értékét nyerhetjük. Ha a referenciafeszültségek hőfiiggése elhanyagolhatóan kicsiny és a két referenciajel és a mérőjel váltakoztatása a feszültség/frekvencia átalakítón elég gyakori, például 0,8 mp, a feszültség/frekvencia átalakító driftjének hatása a mérési eredményre gyakorlatilag nulla. A drift hatása egyformán befolyásolja mindkét referenciafeszültség és a hőmérséklet mérési értékét, de nem változtatja meg azok arányát, tehát a két referenciajelből képzett korrekciós tényezővel a hőmérséklet mért értékét megszorozva a mérőátalakító hibája kiesik a mért értékből. Ez lehetővé teszi a At időkülönbség hőmérsékletfüggő korrekciójának hibamentes elvégzését.

A 3A., 3B. ábrákon a találmány szerinti átfolyásmérő 30 mérőegységének tömbvázlata van feltüntetve.

A 30 mérőegységnek 31 bemenet-multiplexer 45, 55, 65 kimeneteire csatlakoztatott 44 A csatornája, 54 C csatornája és 64 B csatornája van. A három egyforma felépítésű csatorna közül az 54 C csatorna referenciacsatorna, amelyre mindig az ugyanazon mérőérzékelő kimenő 165_L vezetője van a 31 bemenetmultiplexeren át kapcsolva. Mindkét mérőérzékelő kimenő 165_L, 165_R vezetője a 31 multiplexer bemenetelre van csatlakoztatva, amely a kimeneteket váltogatva azokat az A és B csatornára kapcsolja. A csatornák logikai jel kimenete 70 számlálóegység két 74, 76 időzítőszámlálójának bemenetpárjára, A-C, B-C csatomapárokat alkotva van rákötve, ahol a 44 A csatorna és az 54 C csatorna kimenete az egyik 74 időzítőszámláló bemenetelre, a 64 B csatorna és az 54 C csatorna kimenete a másik 76 időzítőszámláló bemenetelre van kötve. A 70 számlálóegység harmadik 78 időzítő számlálójának bemenetére a mérőcsőre telepített hőérzékelő kimenő 195 vezetőjére és két referenciafeszültség-forrásra - nulla voltra és 39 referenciafeszültség-generátorra - kötött bemenetekkel rendelkező 35 analógjel-kapcsoló kimenetére kötött 42 mérőátalakító kimenete van csatlakoztatva. A 70 számlálóegység kimenetei 80 mikroszámítógép bemenetelre vannak csatlakoztatva, a 80 mikroszámítógép 91 vezetőire 90 kimenőegység, 93 vezetőire kezelőszervek 95 bemenőegységei varrnak csatlakoztatva.

Az RTD csőhőmérő 42 mérőátalakítója felépítésében és működésében is hasonló a 2. ábra kapcsán bemutatott, ismert 224 RTD mérőátalakítóhoz.

Az A és B csatornáknak analóg erősítő bemenő fokozatuk van, amit egy szintdetektor követ az elrendezésben. Pl. az A csatorna 46 erősítője a bal oldali mérőérzékelő kimenő sebességjele számára biztosít bemeneti zavarszűrést, szinteltolást és erősítést. Az erősítő szinteltolt kimenőjele kerül a 48 szintdetektorra, amely egy „ablak” komparátor, amelynek kimeneti jelszintje két állapot között átvált: egyik állapotba, amikor a bemenőjel meghalad egy nulla körüli kis pozitív szintet, másik állapotba, amikor a bemenőjel lefelé meghalad egy nulla körüli kis negatív szintet. Az A és B csatornák az egységek működése tekintetében hasonlóak a 2. ábra szerinti A és B csatornához.

Az 56 erősítőből és 58 szintdetektorból álló C csatorna is csak annyiban különbözik a fenti két csatornától, hogy az 58 szintdetektor nem „ablak” detektor, hanem egy kapcsolási szintű detektor, amely a nulla körüli kis pozitív szinten kapcsol át.

A 31 bemenet-multiplexer három különálló 2-1 multiplexerből áll, amelyek szelektíven a bal oldali csősebesség mérőérzékelő kimenő 165_L vezetőjét és a jobb oldali mérőérzékelő kimenő 165_R vezetőjét kapcsolják megfelelő, rendszerint a három csatorna bemenetére, ahol a bal oldali 165_L vezető a 31 multiplexer Aq, B_o és C_o bemenetelre, a jobb oldali 165_R vezető a 31 multiplexer A_b Bj és C] bemenetére van csatlakoztatva. A 31 multiplexer S_o, S, és S₂ vezérlőbemeneteinek állapota határozza meg, hogy a két bemenőjel közül melyik 31 multiplexer melyik O_A, O_D, O_c kimenetén jelenik meg. 33 választójel-vezetőkön át a 31 multiplexer S_o, S! bemenetelre PRO A és PRO B vezérlőjelek (5. ábra) vannak vezetve, amelyek a bal és a jobb sebességjelet egymástól függetlenül kapcsolják az A és/vagy B csatorna bemenetére. Ha a harmadik, S₂ vezérlő bemenet foldpotenciálra van kapcsolva, az azt eredményezi, hogy a referencia C csatornával összekötött O_c kimenetre folyamatosan és mindig a bal oldali 165_L vezető8

HU 216 207 Β jele van kapcsolva. A 33 választójel-vezetőkön érkező jelek a 70 számlálóegység 72 vezérlőlogikájának kimenőjelei.

A 70 számlálóegység a 72 vezérlőlogikán túlmenően három 74, 76, 78 időzítőszámlálót tartalmaz, előnyösen egytokos integrált áramkörként van kialakítva, és meghatározza az időzítési intervallumokat, azok periodikus ismétlődésének szekvenciáját. Az egyes időzítőintervallumokban külső jelekkel vezérelhető a megfelelő időzítőszámláló indítása és megállítása. Az időzítőszámláló megállítása után párhuzamos vezetékeken át kiolvasható az időzítőszámláló tartalma - további jelfeldolgozás céljából. A 30 mérőegység részét képező 70 számlálóegység két 74, 76 időzítőszámlálója a mérőjelet feldolgozó 75 számlálócsoportot alkotja, a csoport egyik 74 időzítőszámlálója egyik A-C csatomapárhoz, másik 76 időzítőszámlálója a másik B-C csatomapárhoz van rendelve. A 70 számlálóegység harmadik 78 időzítőszámlálója a mérőcső hőmérsékletét mérő RTD és két referencia jelszint - 35 analógjel-kapcsolóval váltogatott - jelét feldolgozó 42 mérőátalakítójának kimenő frekvenciajelét számlálja. A 78 időzítőszámláló reteszelőjelet a 72 vezérlőlogika szolgáltatja 73 vezetőn át. A 72 vezérlőlogika ismert felépítésű, elektronikus logikai áramkör, amely órajelként a mérőcső ciklusjelével meghajtva választójeleket generál a 33 választójel-vezetőkön át a 31 bemenet-multiplexer számára, amely választójelek vezérlik a 31 bemenet-multiplexer bemenetelre vezetett jobb és bal sebességmérő jel átkapcsolásait az A-C, B-C csatomapárok nem referencia A, B csatornáinak bemenete között, és ezzel a csatomapárok üzemmódjának „mérő” és „nullázó” üzemmód közötti váltogatásokat is elvégzik, másrészt a 77, 79 vezetőn át reszetelőjeleket ad a 74, 76 időzítőszámlálókra minden időzítő intervallum előtt. Ezen túlmenően a 72 vezérlőlogika a 34 vezetőkön át megfelelő választójeleket ad a 35 analógjel-kapcsoló számára, amelyek vezérlik a 35 analógjel-kapcsolót, felváltva juttatva annak kimenetére a hőérzékerő RTD ellenálláson eső feszültség 195 vezetőn érkező jelét, a 36 vezetőről vett, foldpotenciálú első V_rtf] (3A. ábra) referenciafeszültséget és a 38 vezetőről vett második V_ref2 referenciafeszültséget, amely utóbbi például 1,9 V-os V_REF2 egy 39 referenciafeszültség-generátor kimenetéről vehető. A 39 referenciafeszültség-generátor ismert felépítésű stabil feszültségforrás, amelynek feszültségszintje gyakorlatilag független a környezeti hőmérséklettől. A 35 analógjelkapcsoló kimenő 37 vezetője a 42 mérőátalakító bemenetére van kötve, amely mérőátalakító 41 feszültség/frekvencia átalakítója a bemenő feszültségjellel arányos frekvenciajelet ad a 43 kimenetén. A 41 feszültség/frekvencia átalakító 0,1 mp-enként végez el egy összehasonlítást a bemenőjelet nyolc feszültséglépcsővel összehasonlítva (amelyek közül számunkra csak azok lényegesek, amelyek a 35 analógjel-kapcsoló által kiválasztva vannak. A kimenő frekvenciajel tehát 0,8 mp-enként épül fel. A 72 vezérlőlogika dönti el, hogy mikor, melyik bemenőjelét kapcsolja a 35 analógjel-kapcsoló a 41 feszültség/frekvencia átalakítóra.

Az alábbiakban a 70 számlálóegység különböző üzemállapotait a 4A., 4B. és 5. ábrák alapján ismertetjük részletesen. A 4A„ 4B. ábrán a számlálóegység 400 üzemállapotai és az időzítések összefüggései, az 5. ábrán egy 500 állapottábla van feltüntetve.

A 70 számlálóegység állapotai nyolc lépésből álló ciklusokban változnak. A 70 számlálóegység belső állapottárolóval rendelkezik, amelyben mindig a pillanatnyi állapotra jellemző információk vannak tárolva, és ez a belső tároló (nincs ábrázolva) 85 vezetőn át adja a tárolt információt egy 80 mikroszámítógépnek, amikor az lehívja. A 80 mikroszámítógép a tárolóból kiolvasott információ szerint megfelelő műveleteket végez a 75 számlálócsoport kimeneti 87 vezetőin át, valamint a 78 időzítőszámláló kimeneti 88 vezetőin át a 80 mikroszámítógépbe beolvasott számlált értékekkel. A 75 számlálócsoport kimenő 87 vezetőin a két A-C, B-C csatomapár kimenetén számlált időkülönbségjel jelenik meg, amely időkülönbségjel a csatomapár üzemmódjától függően a belső fáziskülönbség vagy a mért értékre jellemző At időkülönbség korrigálatlan mérési értéke. A 78 időzítőszámláló kimenő 88 vezetőm egyrészt a hőmérsékletre, illetve a két referenciafeszültségre jellemző számlált érték jelenik meg, másrészt a 72 vezérlőlogika a 85 vezetőkön át információt ad arról, hogy a számlált érték a három lehetséges bemenőjel közül melyikre vonatkozik. A 80 mikroszámítógép viszont a 84 vezetőkön adott vezérlőjelekkel vezérli a 72 vezérlőlogika és a 70 számlálóegység általános működését. A 80 mikroszámítógép továbbá a 82 vezetőkön át címzőjeleket ad a 72 vezérlőlogika belső regiszterének, amelyből a 80 mikroszámítógép kiolvashat és amelybe beírhat.

A 80 mikroszámítógép másrészt 91 és 93 vezetőkön át 90 kimenőegységgel és 95 bemenőegységgel van öszszekötve, amely 95 bemenőegység kezelőszervek (kapcsolók, billentyűzet, adatvonal stb.) áramköreit foglalja magában. A 90 kimenőegységnek a különböző ismert perifériális egységek (például képernyős kijelző, nyomtató) számára különböző, szabványos 26 kimenetei vannak. A kimenő 262 vezetőkön 4-20 mA áram formájában, a kimenő 263 vezetőkön frekvenciajel formájában jelenik meg kimenőjel.

mikroszámítógépként alkalmazható a kereskedelemben hozzáférhető sokféle mikroprocesszorok többsége, ha az adattárolási és feldolgozási igénynek megfelelő 83 RAM memóriája és megfelelő kapacitású konstanstároló 86 ROM memóriája van. Minthogy a program eseménytől függő feladatok feldolgozására épül, a mikroszámítógépbe közvetlenül hozzáférhető adatbázistár van beépítve, hogy a különféle célú, feladatfuggő adatfeldolgozás számára a mért és kalkulált adatok gyorsan elérhetők legyenek. A bemenő információk - mint a csatornapárok belső fáziskülönbsége, a mért értékre jellemző At időkülönbség, a számlált frekvenciaadatok és az állapotinformáció - feldolgozásával a 80 mikroszámítógép korrigálja a csatomapárokon mért At időkülönbség-értékeket az ugyancsak időkülönbségként mért és számlált belső fáziskülönbséggel, meghatározza a hőmérsékletfüggő kompenzálótényezőt, és ezzel is korrigálja a At időkülönbséget, majd meghatározza az átfolyásmérőn átfolyó közeg pillanatnyi tömegáramát és más jellemzőit, amelyekről a későbbiekben még részletes ismertetést

HU 216 207 Β adunk a 600 fő rutinra vonatkozó 6A., 6B. ábrák, a nullázó 700 eszközre vonatkozó 7A., 7B. ábrák és a 800 mechanikai nullázórutinra vonatkozó 8A., 8B. ábrák kapcsán, továbbá a hőmérséklet-meghatározó rutinra vonatkozó 11. ábra kapcsán.

A 70 számlálóegység és a 80 mikroszámítógép együttműködésének jobb megértése érdekében együtt hivatkozunk továbbá a 4A., B. és 5. ábrákra, amelyek a 70 számlálóegység üzemi viszonyait és ezek időbeli összefüggéseit szemléltetik.

Amint már említettük, mindegyik csatomapámak két üzemmódja van: a „nullázó” üzemmód és a „mérő” üzemmód. Amíg az egyik, például A-C csatomapár „mérő” üzemmódban van, a másik, például B-C csatomapár „nullázó” üzemmódban van, majd a két csatomapár üzemmódja megcserélődik. Az egyes üzemmódok időtartama (t mérési ciklusidő) mindig egyforma. A 4A. ábrán 410, illetve 470 jelöli az A-C csatomapár „nullázó” üzemmódját és 420, illetve 480 a B-C csatomapár ezzel egyidejű „mérő” üzemmódját, 440 jelöli az A-C csatomapár ezt követő „mérő” üzemmódját és 450 jelöli a másik - B-C csatomapár ezzel egyidejű „nullázó” üzemmódját. 430,460 és 490 nyílpárok a csatomapárok közötti üzemmódváltásokat jelölik.

Mindkét csatomapár közös C csatornája folyamatosan és üzemmódtól függetlenül az egyik - példánkban a bal — sebesség mérőérzékelő jelével van táplálva, és referenciaként szolgál a csatomapár másik A vagy B csatornája számára a belső fáziseltérés méréséhez. A csatomapárok másik A vagy B csatornájának bemenetére váltakozva a bal vagy a jobb sebesség mérőérzékelő jele van kapcsolva - üzemmódtól függően.

Amíg tehát az egyik csatomapár - például az A-C csatomapár - „mérő” üzemmódban dolgozik nem referencia A mérőcsatomájára adott jobb sebességmérőjelet feldolgozva, a másik csatomapáron fáziseltérés mérése történik. Ezek a mérések kompenzálatlan Át mérési eredményeket szolgáltatnak, a mérések ismétlődnek a t mérési ciklusidőben, ameddig tehát a csatomapárok egy üzemmódban vannak. A mérési eredmények digitális formában a mikroszámítógépbe jutnak, amely a mért értékeket kiszámítja és a szükséges korrekciókat elvégzi.

Szemben a „mérő” üzemmóddal, a „nullázó” üzemmódban a t mérési ciklusidő négy szakaszra tagozódik (például az A-C csatomapár „mérő” üzemmódjával egy időben a másik B-C csatomapáron): (a) a t_sw kapcsolóidő kezdetén a csatomapár nem referencia B csatornájának bemenetén a jobb sebességmérő jelről a bal sebességmérőjelre váltás történik, (b) az ezt követő t^ nullázóidőben a csatomapár fáziseltolása mérésének sorozata következik, (c) az ezt követő t_sW kapcsolóidőben a csatomapár nem referencia B csatornájának bemenetén a bal sebességmérőjelről a jobb sebességmérőjelre váltás történik, és (d) még mindig a „nullázó” üzemmódban a mért mennyiségre jellemző Át mérést végezhetünk összehasonlítás céljából. Eközben ugyanis a másik A-C csatomapár is ilyen mérést végez „mérő” üzemmódban és ugyanazon két sebességmérőjellel, így közvetlenül összehasonlítható a két csatomapáron kapott mérési érték. Ha a két eredmény egy megengedett hibahatáron túlmenően különbözik, az a mérőberendezés működési hibájára utaló jel. Ezt a lehetőséget tehát kihasználhatjuk a mérőberendezés helyes működésének üzemszerű ellenőrzésére.

A fenti időtartamok rezgési ciklusidőben mért, példakénti értékei a 4A., 4B. ábrákon fel vannak tüntetve. Eszerint a (a), (c) szakaszok t_sw kapcsolóidői hossza 16 ciklusidő, a (b), (d) szakaszok t_zéró nullázóidői hoszsza 2048 ciklusidő, a t mérési ciklusidő teljes hossza 4128 ciklusidő. Ezeket a ciklusokban megadott időadatokat a mérések kezdetén a 80 mikroszámítógép betáplálja a 70 számlálóegységbe, illetve annak 72 vezérlőlogikájába (3A., 3B. ábrák).

Az 5. ábra szerinti 500 állapottábla szerint a 70 számlálóegységnek nyolc állapotú ciklusai vannak, amelyben az állapotokat sorrendben 26A, 46E, 26A, 66C, 6A, 6C, 6A és 6E-vel jelöltük, ahol két állapot a sorban kétszer fordul elő.

A fenti állapotok mindegyike rögzített időtartamú, vagy a t_sw kapcsolóidőnek, vagy a t_zéró nullázóidőnek megfelelő hosszú. A referencia C csatornára eközben folyamatosan az egyik - a bal - sebességmérő jel van kapcsolva.

A 70 számlálóegység első négy 26, 46, 26, 66 állapotában az A-C csatomapár van „mérő” üzemmódban és a B-C csatomapár „nullázó” üzemmódban. Ebben a „mérő” üzemmódban a 70 számlálóegység alacsony szintű PRO A választójelet generál, amely által vezérelve a 31 bemenet-multiplexer a jobb sebességmérő jelet tartja folyamatosan az A csatorna bemenetére kapcsolva. Ebben az üzemmódban, amelynek fennállását az 5. ábra szerinti táblázat A-C oszlopában X-el jelöltünk, az A-C csatomapár méri az átfolyó közegre jellemző Át értéket, tehát ez az aktív mérő csatomapár. Ugyanakkor - a 26 állapot kezdetén - a 70 számlálóegység magas szintű, rövid PRO B választójelet is generál, amely aB csatorna bemenetére a jobb sebességmérőjel helyett a bal sebességmérő jelet kapcsolja rá. Az átkapcsolás a t_sw kapcsolóidő kezdetén történik, a kapcsolóidő alatt nem történik mérés, csak lecsengenek az átkapcsolásból eredő lengések és más tranziens folyamatok, amelyek a mérés pontosságát különben hátrányosan befolyásolhatnák. A t_sw kapcsolóidő végén a 70 számlálóegység kezdeményezi a B-C csatomapár nullamérő állapotát a 70 számlálóegység 46E állapotában, amelynek időtartama a t_zéró nullázóidő. Ebben az időintervallumban a B-C csatomapár fáziseltérésének mérései történnek, amelyeket a 70 számlálóegység végez. A t_zéró nullázóidő alatt sorozatban végzett mérések eredményeit a mikroprocesszor átlagolja a mérési pontosság növelése és zavaró tényezők kiszűrése érdekében. A 70 számlálóegység 46 állapotát újabb 26A állapot követi, amelynek kezdetén a B csatorna bemenetére a bal sebességmérő jel helyett újra a jobb sebességmérő jelet kapcsolja a bemenet-multiplexer - a 70 számlálóegység PRO B választójele által vezérelve. Az ehhez a 26A állapothoz tartozó t_sw kapcsolóidőben sem történik mérés, csak a tranziensek lecsengése megy végbe. Az ezt követő 66C állapotban mindkét csatomapár nem referencia10

HU 216 207 Β csatornájára ugyanaz a - referenciától különböző mérőjel van kapcsolva, tehát mindkét csatomapáron az átfolyó közegre jellemző At mérése folyhat, amennyiben az szükséges. A 70 számlálóegység további négy 6A, 6C, 6A, 6E állapotában ugyanez a folyamat játszódik le a csatomapárok szerepcseréjével. A nyolc állapotból álló ciklus folyamatosan ismétlődik.

A mérési eljárás és a 80 mikroszámítógépben alkalmazott szoftver ismertetése:

Nem foglalkozunk részleteiben a 3B. ábra szerinti 80 mikroszámítógép jól ismert adminisztratív és vezérlő funkcióival, mint az adatbázis-kezelő, kömyezetkezelő funkciók, amelyek ismert alkalmazási programmal megoldhatók és nem kapcsolódnak szorosan véve a találmányunkhoz.

A 6. ábrán egy 600 fő rutin van ábrázolva, amelyben hardver- vagy szoftvereszközök vannak megfelelő műveleti láncba állítva. A 600 fő rutin első lépcsője egy 610 eszköz, amely kiolvassa a 70 számlálóegység által az A-C csatomapáron és a B-C csatomapáron mért, kompenzálatlan (időkülönbség) mérési értékeket, amelyek a mért közegre vonatkozó At időkülönbségre és a csatornák közötti fáziseltérésre jellemző egy-egy mérési érték.

A 600 fő rutin második lépcsője egy 620 eszköz, amely tartalmaz egy nullázó 700 eszközt, amely az éppen „mérő” üzemállapotban lévő csatomapárra vonatkozó fenti mérési értékek, valamint az állapotinformációk feldolgozásával kiszámítja a közegáramra jellemző At mérési értéket, a másik csatomapárra vonatkozó adatok feldolgozásával pedig kiszámítja a másik csatomapár fáziseltérésének mérési értékét és ebből a csatomapár pillanatnyi állapotára jellemző elektronikus nulla értéket. Az elektronikus nulla adatnak két összetevője van: a csatomapár csatornái közötti fáziseltérés ugyanolyan számítási egységekben kifejezve, mint a At időkülönbség és a csatomapár-azonosító jel. Ezután a nullázó 700 eszköz meghatározza a Coriolis-átfolyásmérő mechanikai nulláját. A mechanikai nulla egy ofszet érték, a At értéket eltoló érték, amelyet a Coriolis-átfolyásmérő üres mérőcsövű, tehát átfolyóközeg-mentes állapotában történő kalibrálása során határozunk meg. A mechanikai nulla meghatározása után a nullázó 700 eszköz korrigálja a csatomapáron mért At időkülönbség-értéket a mechanikai nulla ofszetértékével, valamint a csatomapárra vonatkozó, előző nullázóintervallumban mért elektronikus nulla értékkel.

Miután a nullázó 700 eszköz a 620 eszközben elvégezte a fenti műveleteket, következnek a 600 fő rutin következő lépcsőjét alkotó 630 eszköz műveletei. A 630 eszköz kétpólusú szoftveres szűrőt tartalmaz, amely a zajokat eltávolítja a korrigált mért értékek jeléből és szűrt At időkülönbség pillanatértéket eredményez. A következő műveleteket a 600 fő rutin következő lépcsőjét képező 640 eszközben végezzük, amelyben az átfolyás intenzitását tömegben és térfogatban megadott adatokká átszámítjuk a korrigált és szűrt At időkülönbség pillanatértéke és a hozzá tartozó hőmérsékletfüggő kompenzációs tényező feldolgozásával. A hőmérsékletfüggő kompenzációs tényezőt 1100 hőmérséklet-meghatározó rutinnal bizonyos időközönként határozzuk meg.

Az ezt követő műveleteket a 600 fő rutin következő lépcsőjét alkotó 650 eszközben végezzük, amely összehasonlítja az átfolyó közeg kiszámított tömeg és térfogatadatait egy alsó határértékkel, és ha a határértéknél kisebb mért értéket talál, nullára állítja a tömeg- és térfogatadatot. Ezután a 600 fő rutin következő lépcsőjét alkotó 660 eszközben adatbázisként tároljuk a pillanatnyi tömeg- és térfogatadatokat későbbi felhasználás céljára, mint amilyen a kijelzések időnkénti felfrissítése, a teljes átfolyás összegzett mérési adatainak kijelzése, kimenőjelek képzése stb. Ezek után a 600 fő rutin vége vissza van csatolva az elejére, azaz a műveletek fenti sora ismétlődik.

A 7A., 7B. ábrákon a nullázó 700 eszköz tömbvázlata van feltüntetve. A nullázó 700 eszköz négy fő részre tagozódik: ezek: 710 állapotmeghatározó eszköz, 760 elektronikus nulla kompenzáló eszköz, 780 mechanikai nulla meghatározó eszköz és 790 mechanikai nulla kompenzáló eszköz. A nullázó 700 eszköz 710 állapotmeghatározó eszköze határozza meg a pillanatnyilag „mérő” üzemmódban lévő csatomapáron mért At időkülönbség-értéket és a másik csatomapáron mért adatokból az elektronikus nulla értékét. A 760 elektronikus nulla kompenzáló eszköz kompenzálja a At időkülönbség értékét a „mérő” üzemmódban lévő csatomapáron az utolsó üzemmódváltás előtt mért elektronikus nulla értékkel. A 780 mechanikai nulla meghatározó eszköz határozza meg az átfolyásmérő mechanikai nulla értékét, és a 790 mechanikai nulla kompenzáló eszköz végzi el a At időkülönbség módosítását a mechanikai nulla értékkel.

A 710 állapotmeghatározó eszköz első fokozata egy igen és nem kimenettel rendelkező 703 állapotfigyelő fokozat, amely az igen kimenetét nyitja meg a további művelet számára, ha az állapot: A-C csatornapár „nullázó” üzemmódja. Az állapotjelet 80 mikroszámítógép lekérdezésére a 70 számlálóegység generálja. A 703 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 706 korrigálásán érték tároló fokozat mindig felfrissíti a benne tárolt összértéket az A-C csatomapáron frissen mért korrigálatlan értékkel. Mint látni fogjuk, ez az összérték a „nullázó” üzemmód végére nulla értéket vesz fel. A 706 korrigálatlan érték tárló, fokozatot követő 709 jelölőfokozat állapotjelölő jelet képez, amely szintváltozással jelzi, hogy az A-C csatomapár nullázó üzemmódjának vége van. Az állapotjelölő jel egyes nullázó mérések végét jelző szintváltozásait a 710 állapotfigyelő eszköz következő fokozatát képező 712 inkrementumszámláló fokozat számlálja, ahol minden egyes ilyen szintváltozás eggyel növeli a számlált értéket. A 712 inkrementumszámláló fokozat kimenete harmadik 730 állapotfigyelő fokozat egyik bemenetére van vezetve.

Ha az első 703 állapotfigyelő fokozat a nem kimenetét nyitja meg a további műveletek számára (nem az A-C csatomapár „nullázó” üzemmódjában vagyunk), a műveletek sora második 715 állapotfigyelő fokozatban folytatódik, amely figyeli a 709 jelölőfokozat állapotát,

HU 216 207 Β és ha az azt jelzi, hogy az A-C csatomapáron épp lezárult a nullázó üzemmód, akkor az igen kimenetét nyitja meg a további műveletek számára, míg az állapotjel másik, az A-C csatomapár nullázó üzemmódját mutató szintje esetén a nem kimenetét tartja nyitva a további műveletek számára. A 715 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 718 elektronikus nulla számító fokozat az A-C csatomapár elektronikus nullájának az adott nullázóintervallumban folytatott méréssorozatból átlagolt értékét szolgáltatja a korrigálatlan összértéknek (706 korrigálatlan érték tároló fokozat) a mérések számával (inkrementumszámláló fokozat) történő elosztása útján. Ezután a 710 állapotmeghatározó eszköz 721 állapotjelző fokozata átállítja az állapotjelet az az A-C csatomapár „nullázó” állapotának megfelelő jelzésről a nem nullázó állapotának megfelelő jelzésre. A jelzés átállítása hatására a 710 állapotmeghatározó eszköz 724 visszaállító fokozata visszaállítja a 706 korrigálatlan érték tároló fokozatot és a 712 inkrementumszámláló fokozatot nulla tárolt értékre. A műveletek sora ezután a 730 állapotfigyelő fokozatban folytatódik. Amikor az A-C csatomapáron még nem fejeződött be nullázó üzemmód, a második 715 állapotfigyelő nem kimenete nyílik meg a további műveletek számára, aminek hatására a műveletsor közvetlenül a harmadik 730 állapotfigyelő fokozatnál folytatódik.

A 730-751 fokozatok ugyanolyan funkciót látnak el, mint a 703-724 fokozatok, de a B-C csatomapár mérési adatait dolgozzák fel.

A 710 állapotmeghatározó eszköz e részének első fokozata egy igen és nem kimenettel rendelkező 730 állapotfigyelő fokozat, amely az igen kimenetét nyitja meg a további művelet számára, ha az állapot: B-C csatomapár „nullázó” üzemmódja. Az állapotjelet 80 mikroszámítógép lekérdezésére a 70 számlálóegység generálja. A 730 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 733 korrigálatlan érték tároló fokozat mindig felfrissíti a benne tárolt összértéket a B-C csatomapáron frissen mért korrigálatlan értékkel. Mint látni fogjuk, ezt az összértéket a „nullázó” üzemmód végén lenullázzuk. A 733 korrigálatlan érték tároló fokozatot követő 736 jelölőfokozat állapotjelölő jelet képez, amely szintváltozással jelzi, hogy a B-C csatomapár nullázó üzemmódjának vége van. Az állapotjelölő jel az egyes nullázó mérések végét jelző szintváltozásait a 710 állapotfigyelő eszköz következő fokozatát képező 739 inkrementumszámláló fokozat számlálja, ahol minden egyes ilyen szintváltozás eggyel növeli a számlált értéket. A 739 inkrementumszámláló fokozat kimenete harmadik 763 állapotfigyelő fokozat egyik bemenetére van vezetve.

Ha az első 730 állapotfigyelő fokozat a nem kimenetét nyitja meg a további műveletek számára (nem a B-C csatomapár „nullázó” üzemmódjában vagyunk), a műveletek sora második 742 állapotfigyelő fokozatban folytatódik, amely figyeli a 736 jelölőfokozat állapotát, és ha az azt jelzi, hogy a B-C csatomapáron épp lezárult a nullázó üzemmód, akkor az igen kimenetét nyitja meg a további műveletek számára, míg az állapotjel másik, a B-C csatomapár nullázó üzemmódját mutató szintje esetén a nem kimenetét tartja nyitva a további műveletek számára. A 742 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 745 elektronikus nulla számító fokozat a B-C csatomapár elektronikus nullájának az adott nullázóintervallumban folytatott méréssorozatból átlagolt értékét szolgáltatja a korrigálatlan összértéknek (733 korrigálatlan érték tároló fokozat) a mérések számával (inkrementumszámláló fokozat) történő elosztása útján. Ezután a 710 állapotmeghatározó eszköz 748 állapotjelző fokozata átállítja az állapotjelet a B-C csatomapár „nullázó” állapotának megfelelő jelzésről a nem nullázó állapotának megfelelő jelzésre. A jelzés átállítása hatására a 710 állapotmeghatározó eszköz 751 visszaállító fokozata visszaállítja a 733 korrigálatlan érték tároló fokozatot és a 739 inkrementumszámláló fokozatot nulla tárolt értékre. A műveletek sora ezután a 763 állapotfigyelő fokozatban folytatódik. Amikor a B-C csatomapáron még nem fejeződött be nullázó üzemmód, a második 742 állapotfigyelő nem kimenete nyílik meg a további műveletek számára, aminek hatására a műveletsor közvetlenül a harmadik 763 állapotfigyelő fokozatnál folytatódik. Ezen a ponton a 710 állapotmeghatározó eszköz befejezte a műveletciklusát, és megnyitja az utat a 760 elektronikus nulla kompenzáló eszközben végzendő műveletek számára.

A 760 elektronikus nulla kompenzáló eszköz a csatomapáron mért elektronikus nulla értékkel korrigálja az ugyanazon csatomapáron mért At időkülönbség pillanatértékét. A 760 elektronikus nulla kompenzáló eszköz 763 állapotfigyelő fokozata attól függően, hogy melyik csatomapár van „mérő” üzemmódban, az egyik vagy a másik 767, 769 kompenzálófokozat számára teszi lehetővé műveletek végzését. Ha az A-C csatomapár van „mérő” üzemmódban, a 767 kompenzáló fokozat, ha a B-C csatomapár van „mérő” üzemmódban, a 769 kompenzálófokozat végez kompenzálást oly módon, hogy a csatomapáron mért kompenzálatlan At időkülönbség-értékből kivonja az ugyanazon csatomapáron mért elektronikus nulla értéket. Az eredmény ciklusszámban kifejezett At időkülönbség. Amikor mindkét 767, 769 kompenzálófokozat elvégezte a kompenzálást, a műveletsor a 780 mechanikai nulla meghatározó eszközben folytatódik.

A jelen találmány szerinti 780 mechanikai nulla meghatározó eszköz képezi a mechanikai nulla értéket, amely az átfolyásmérő mérőcsöveinek állapotára jellemző. Az eszköz első fokozata 781 állapotfigyelő fokozat, amely eldönti, lehet, illetve szükséges-e mechanikai nulla értéket meghatározni. Amint azt említettük, mechanikai nulla érték meghatározása csak üres mérőcsövekkel lehetséges, amikor az átfolyásmérőt kalibráljuk. Az átfolyásmérő kalibrálásakor a készülék kezelője egy nyomógomb megnyomásával jelzi a mérőelektronikának, hogy üresek a mérőcsövek. Erre a 781 állapotfigyelő fokozat igen kimenetén át engedélyezi egy következő 784 fokozat működését, amely vezérli egy 800 mechanikai nullázóeszköz műveletsorát. A mechanikai nulla értékének megállapítása után a műveletsor a 790 mechanikai nulla kompenzáló eszközben folytatódik. A 790 mechanikai nulla kompenzáló eszközben folytatódik a műveletsor akkor is, ha ezt a 781 állapotfigyelő fokozat

HU 216 207 Β nem kimenetén engedélyezi, mert mechanikai nulla érték megállapítása nem történik.

A 790 mechanikai nulla kompenzáló eszköz magában foglal egy 792 számítófokozatot, amely elvégzi a mechanikai nulla kompenzációt a mechanikai nulla értéknek a At időkülönbségből történő kivonásával. Az így kapott At időkülönbségjelet szűrés után vezetjük a 600 fő rutin 630, 640 eszközeire, amelyekben a mérési értékek mértékegység szerinti átszámítása történik. Ezzel a 700 nullázóeszköz műveletciklusa lezárult.

A 700 nullázóeszköz fenti ismertetése nem tartalmazza a mérő üzemmódban mért és a nullázó üzemmód „aktív” szakaszában ezzel egyidejűleg mérhető At mérési értékek közvetlen összehasonlításához szükséges eszközöket, mert az ismertetést nem akartuk túl bonyolulttá tenni. A fentiek alapján azonban a szakterületen jártas szakember számára megoldható feladat a megfelelő eszközök megkonstruálása.

A 8A. és 8B. ábrán a 800 mechanikai nullázóeszköz tömbvázlata van folytatólagosan feltüntetve. A 800 mechanikai nullázóeszköz feladata az átfolyásmérő pillanatnyi mechanikai nulla értékének meghatározása. A mechanikai nulla érték lényegében a mérőcsövek ágainak eltérése At időeltérésben kifejezve, a mérőcsövek üres állapotban történő rezgetése mellett. Ennek mérésekor az alapeltérésből indulunk ki, amely a mérőcsövek szárainak nyugalmi állapotban mérhető eltérése. Ez az alapeltérés zajként viselkedik a mechanikai nulla érték mérésekor, tehát ez a zaj mértéke üres mérőcsövekkel történő mérés esetén. Csak ha ez a zajként viselkedő alapeltérés kisebb egy tűrési határértéknél, kapunk használható mechanikai nulla értéket. Az olyan mérési értékeket, amelyek zajtartalma e határértéknél nagyobb, figyelmen kívül kell hagyni. Azon üres At_tt időkülönbségmérések száma, amelyekkel az alapeltérést határozzuk meg, három kritériumtól függhet: (a) a pillanatnyi alapeltérés ne haladjon meg egy konvergencialimitet, (b) a készülék kezelője a megfelelő nyomógomb megnyomásával fejezze be a mechanikai nullázást, vagy (c) előre meghatározott számú At időkülönbség-mérés eredménye álljon rendelkezésre. Ezenfelül ellenőrizni szükséges, hogy az alapeltérés nem haladja meg az elfogadható határértéket és csak ha ez megfelelő, akkor helyettesítjük az újonnan mért mechanikai nulla értékkel a korábban mért értéket. A 800 mechanikai nullázóeszköz első fokozata egy igen-nem kimenetű 803 állapotfigyelő fokozat, amely megállapítja, hogy folyamatban van-e mechanikai nulla meghatározó műveletsor.

Ha ilyen folyamatban van, a 803 állapotfigyelő fokozat igen jelet ad, és ezzel zöld utat ad egy 806 értéktároló fokozat műveleteinek. A 806 értéktároló fokozat mindig felfrissíti a benne tárolt mechanikai nulla mérések összértékét a frissen mért nulla At időkülönbség-értékkel. Amint látni fogjuk, a nullázóintervallum végén ezt az összértéket lenullázzuk. A 806 értéktároló fokozatot követő 809 inkrementumszámláló fokozatot az egy nullázóintervallumban végzett mindegyik nullamérési ciklus tovább lépteti eggyel. A nullázóintervallumban végzett méréssorozat végén a 800 mechanikai nullázóeszközének második 820 állapotfigyelő fokozata végez műveletet.

Ha viszont mechanikai nulla meghatározó műveletsor nincs folyamatban, a 803 állapotfigyelő fokozat nem kimenete aktiválja az eszköz 812 visszaállító fokozatát, amely a 803 állapotjelző fokozat számára nullázó állapotjelzést állít be, továbbá lenullázza a 806 értéktároló fokozatot és a 809 inkrementumszámláló fokozatot, valamint beállítja az alapeltérés tényleges és határértékét (a beállított értékek nem kritikusak, mert nagyobbak a helyes működés esetén előforduló tényleges értékeknél). Ezután egy 816 visszaállító fokozat reszeteli az összes hibajelzést, ami a mechanikai nullázási eljárással összefügg, majd a 820 állapotfigyelő fokozat műveletei következnek.

A 820 állapotfigyelő fokozat megállapítja, hogy rendelkezésre áll-e egy minimum számú nullamérési ciklus eredménye (a 809 inkrementumszámláló fokozatban tárolt érték meghalad-e egy minimumot, például 100-at) és ha nem, akkor a folyamat kilép a 800 mechanikai nullázóeszközből annak 822 útján át. Ha viszont igen az értékelés eredménye, tehát elegendő számú nullaértékmérési ciklus történt, akkor a 820 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 823 számítófokozat képezi az üres Atjj időkülönbség-értékek alapeltérésének új értékét és az eredményt tárolja. A kiértékelési folyamat ezután egy további 826 állapotfigyelő fokozatban folytatódik, ahol az alapeltérés új, tényleges értékét összeveti a megengedett határértékkel. Ha az alapeltérés a határértéknél kisebb, a fokozat igen jelet ad, és az igen kimenetet követő 829 számítófokozat átlagolással kiszámítja a mechanikai nulla aktuális értékét úgy, hogy a 806 értéktároló fokozat tartalmát elosztja a 809 inkrementumszámláló fokozat tartalmával. Az így nyert mechanikai nulla értéket felhasználás előtt még ellenőrizzük a tekintetben, hogy a zajtartalma nem túlságosan nagy-e, és csak ha e tekintetben is megfelelő, akkor helyettesítjük vele a korábban mért mechanikai nulla értéket. Miután a 829 számító-fokozat befejezte az értéket kiszámító műveleteit, a műveletsor a következő 832 állapotfigyelő fokozatban folytatódik. Akkor is a 832 állapotfigyelő fokozatban folytatódik a műveletsor, ha a 826 állapotfigyelő fokozat nem kimenőjelet ad, mert az alapeltérés az értékben nagyobb, mint a határérték.

Ezen a ponton három, sorba kapcsolt 832, 836 és 840 állapotfigyelő fokozatban legfeljebb három tesztelés történik annak megállapítására, hogy a mechanikai nulla érték megállapításához elegendő mérési ciklus történt-e meg a kiértékelendő nullázóintervallumban. A 832 állapotfigyelő fokozat azt vizsgálja, hogy egy konvergencialimitnél kisebb-e az alapeltérés. Ha a mérések eredménye e tekintetben megfelelő, nagyon valószínűtlen, hogy a mérési érték más okból nem lenne felhasználható, mint mechanikai nulla érték. Az itt megfelelt mérési érték esetén a 832 állapotfigyelő fokozat igen kimenetét követő 843 állapotfigyelő fokozat végzi a következő összehasonlítást. Ha viszont a 832 állapotfigyelő fokozat nem kimeneti jelet ad, mert a mért érték nagyobb, mint a konvergencialimit, akkor a következő 836 állapotfigyelő fokozat lép működésbe. Ez a fokozat megvizsgálja, hogy az átfolyásmérő kezelője megnyomta-e a mechanikai nullázás végét jelző nyomógombot, vagy más módon

HU 216 207 Β jelezte-e a nullázás végét. Ha az eredmény igen, akkor a 843 állapotfigyelő fokozat végzi a következő műveletet. Ha az eredmény nem, tehát a kezelő nem zárta le a folyamatban lévő mechanikai nullázás folyamatát, akkor a sorban következő 840 állapotfigyelő fokozat megvizsgálja, hogy megtörtént-e egy felső határértéknél nagyobb számú mérési folyamat (rezgési ciklus). Ha igen, például több, mint 2000 mérés történt a nullázóintervallumban, akkor a következő műveletet a 843 állapotfigyelő fokozat végzi. Ha nem, akkor a 800 mechanikai nullázóeszközből 841 úton kilép a vezérlés és engedélyezi a következő At időkülönbség-mérés lefolytatását.

Ekkorra a 800 mechanikai nullázóeszköz meghatározta a mechanikai nulla értéket megfelelő számú nulla At időkülönbség-mérésből. Az egymással sorba kapcsolt 843, 846, 851 állapotfigyelő fokozatok most meghatározzák, hogy az így meghatározott mechanikai nulla érték meghatározott limiteken, például ±3 mikroszekundumon belül van-e, és hogy ez a mechanikai nulla érték viszonylag zajmentes-e. A 843 állapotfigyelő fokozat azt határozza meg, hogy a jelszint nem lépi-e túl a -3 mikroszekundum határt. Ha negatív irányban túllépi, akkor a 843 állapotfigyelő fokozat „igen” választ ad, egy 854 hibajelző fokozat hibaüzenetet ír ki (pl.: „túl alacsony mechanikai nulla”). Ha limittúllépés nincs, a fokozat „nem” választ generál, és a következő műveletet a sorban következő 846 állapotfigyelő fokozat végzi, amely megvizsgálja, hogy a jelszint fölfelé nem lépi-e túl a +3 mikroszekundum határt. Ha igen, akkor egy másik 859 hibajelző fokozat ír ki (pl.: „túl magas mechanikai nulla”) hibaüzenetet. Az alsó és felső limit kísérletileg határozható meg, ezek olyan határértékek, amelyeken minden a bejelentő által forgalomba hozott Coriolis-átfolyásmérő helyes üres At_ü időkülönbség-értékei belül fekszenek. Ha a fenti két határérték egyikét sem lépi túl a mechanikai nulla értéke, tehát a 846 állapotfigyelő fokozat is „nem” választ generált, a következő műveletben a 851 állapotfigyelő fokozat a mechanikai nulla érték zajtartalmát vizsgálja meg. Ez úgy történik, hogy megvizsgálja az átlag alapját képező mindegyik rezgési ciklusban kapott üres At_ü időkülönbség-mérési érték szórását, azaz összehasonlítja ezeket egy határértékkel, ami például a konvergencialimit kétszerese (n-szerese).

E tekintetben legjobban az a mérési érték ismételhető, amelynek eltérései az átlagtól minimálisak. Zajt okozhat a mérési értékben villamos hálózat 50 Hz-es rászórt jele és annak felharmonikusai, amelyek a sebességmérő jelek szaggatásának egyenletességét ütik (a 75 számlálócsoport kiolvasása rezgési ciklusonként egyszer történik), így a beütések megjelenhetnek a kiolvasott A^ időkülönbségjelben. A mértjei zajossága különbözhet alkalmazási körülményektől függően, de zaj jelenlétével számolni szükséges. A jelenleg gyártott átfolyásmérők mérőcsőrezgési frekvenciája 30 Hz-180 Hz tartományba esik. Az ütő zajjel amplitúdója a legkisebb, amikor a mintavétel fázisban van a zavarójellel, és ahogy nő a fáziskülönbség, úgy nő az ütőjel amplitúdója. Az alapeltérés megállapítása arra szolgál, hogy tudjuk: az eredő mechanikai nulla érték túl zajos lesz-e vagy sem. Ha a 851 állapotfigyelő fokozat azt állapítja meg, hogy a minimum alapeltérés túllépi a konvergencialimit n-szeresének megfelelő határértéket, akkor a nulla érték mérési eredményt nem használjuk fel mechanikai nulla értékként, ehelyett egy harmadik 862 hibajelző fokozat hibaüzenetet (pl.: „mechanikai nulla túl zajos) ír ki. Ha viszont a zajosság megfelelően alacsony szintű, akkor a 851 állapotfigyelő fokozat „nem” választ generál, és egy 865 megújító fokozat az új értékkel felfrissíti a tárolt mechanikai nulla értéket. Amikor a 854, 859, 862 hibajelző fokozat vagy a 865 megújító fokozat befejezte a műveleteit, egy 870 visszaállító fokozat megszünteti a „nullázó üzemállapot” kijelzést, jelezve, hogy a nullázás be van fejezve. Ezzel a 800 mechanikai nullázóeszköz műveletlánca befejeződött.

A 9. ábrán a mechanikai nulla érték alapeltérés tartományait szemléltettük. A mechanikai nulla értékeknek az ábra 910 tartományába eső alapeltérése a konvergencialimiten belül van, a középső 920 tartományba eső alapeltérések a konvergencialimitnél nagyobb, de a konvergencialimit n-szeresének megfelelő határértékeken belül vannak, az ábrán jobb oldali, harmadik 930 tartományba eső alapeltérések ezen tágabb határértékek közé sem fémek be, ezért ez a tartomány nem alkalmas a mérési értékek kompenzálására. A határok és az alapeltérés a mérőcsövek rezgési ciklusai számával, mint mértékegységgel vannak megadva.

A 10. ábrán a mechanikai nulla értékek vannak feltüntetve, ahol az ábra középső, 0 érték körüli 1010 tartománya a pozitív és negatív határértékek közé eső mechanikai nulla értékek tartománya, az ábrán bal oldali 1020 tartomány a negatív határértékből kieső mechanikai nulla értékek tartománya, míg az ábrán jobb oldali 1030 tartomány a pozitív határértékből kieső mechanikai nulla értékek tartománya. A három tartomány közül csak a középsőbe eső mechanikai nulla értékek elfogadhatók, illetve használhatók fel a mért érték helyesbítésére.

All. ábrán hőmérséklet-meghatározó rutin tömbvázlata van feltüntetve, amellyel a mérőcsövek hőmérsékletét határozzuk meg 0,8 másodpercenként képezve egy-egy mérési értéket, amely mérési érték érzéketlen az RTD mérőellenállás hődriftjére. A mérési értékekből kompenzáló RF tényezőt képezünk, amellyel a közegáramlásra jellemző mért értéket korrigáljuk. A kompenzáló RF tényezőt a mikroszámítógép memóriájában tároljuk és a 600 fő rutinban használjuk fel a tömegben kifejezett átfolyási intenzitás kiszámításánál.

Az 1100 hőmérséklet-meghatározó rutin első 1110 művelettömbjében a 35 analógjel-kapcsolón át a hőérzékelő RTD ellenállás feszültségjelét juttatja a 42 mérőátalakító (3A. ábra) 41 feszültség/frekvencia átalakítójára. Ennek érdekében a 80 mikroprocesszor (3B ábra) megfelelő címző- és vezérlőjeleket küld a 82, 84 választójel-vezetőkön át a 72 vezérlőlogikára, amely a 34 választójel-vezetőn át megfelelő választójelet küld a 35 analógjel-kapcsoló vezérlő C bemenetére. A 35 analógjelkapcsoló átkapcsolása és egy számlálóintervallum letelte után az 1110 művelettömbben kiolvassuk a 78 időzítőszámláló tartalmát, amely a frekvenciajellé átalakított hőmérséklet mérési értékkel arányos. Az 1120 művelet14

HU 216 207 Β tömbben egy kétpólusú szoftverszűrőn szűrjük az időzítőszámláló kiolvasott tartalmát, és a szűréssel letisztított adatokat időlegesen tároljuk, mint V-F adatokat.

Ezután az 1130 művelettömbben korrigáljuk az így nyert adatokat a feszültség/frekvencia átalakító ofszet hibáját kiszűrve belőle, ahol a korrekciós érték a feszültség/frekvencia átalakító kimenetén nulla volt bemenőfeszültség mellett megjelenő frekvencia számlált értéke. Ennek mérésére az 1130 művelettömbben a 41 feszültség/frekvencia átalakító bemenetére a mikroszámítógéppel vezérelten a V_refl referenciafeszültséget kapcsoljuk, amelynek értéke 0 volt.

Ezután az 1140 művelettömbben meghatározunk egy tényezőt, amely a frekvenciajel 1 °C hőmérséklet-különbséghez tartozó számlált értéke. Ennek a tényezőnek az értékét két V_refl, V_reí2 referenciaszint frekvenciajelének mérésével és a mért értékek különbségének képzésével határozzuk meg. A példában V_refl=0V, V_reG=l,9 V, és a két frekvenciajel számlált értéke különbségét 380-nal elosztva kapjuk a tényezőt. Mivel a hőmérsékletméréssel gyakorlatilag egy időben történik a két referenciafeszültség mérése is, ezért az átalakító hődriftje egyformán benne van mindegyik összetartozó mérési eredményben.

Minthogy a mérési eredményeket kivonjuk egymásból, a különbségjelben kiesik a hődrift által okozott hiba eredménytorzító hatása. A nulla ofszet mérése és az 1,9 V referenciafeszültség mérése is 0,8 másodpercenként periodikusan ismétlődik, egy másik rutin által vezérelten. Ez a (nem ábrázolt) másik rutin, amelynek megalkotásához elégséges a szakember kötelező tudása, a 70 számlálóegység 72 vezérlőlogikáját úgy vezérli, hogy az egymás után, váltakozva kapcsolja a két V_refl, V_rcG referenciafeszültséget és a hőérzékeny RTD ellenállás mérőjelét a feszültség/frekvencia átalakítóra, aminek kimenőjelét a 78 időzítőszámláló számlálja, és a mikroszámítógép memóriája a szűrt mérési eredményeket ideiglenesen tárolja.

Ha az említett arányossági tényező már meg van határozva, az 1150 művelettömbben történik meg a mérőcsövek pillanatnyi hőmérsékletének kiszámítása úgy, hogy a frekvenciajel számlált és korrigált értékét elosztjuk ezzel az arányossági tényezővel.

A kompenzáló RF tényező a Coriolis-átfolyásmérőre ismert, tapasztalati úton meghatározott érték, amelyet a gyártó meghatározott és eltárolt az adatbázisban.

A szakember a leírás alapján feltehetően felfigyel arra is, hogy bár a leírás szerint mindkét csatomapár egyszerre működik - az egyik csatomapár „mérő” üzemmódban, a másik „nullázó” üzemmódban -, a csatomapárok szekvenciálisán, egymást követően is üzemeltethetők, azaz ameddig az egyik csatomapár üzemel, a másik csatomapár készenléti állapotban van. A csatornapárok ki- és bekapcsolása (átkapcsolása) történhet minden üzemmódváltáskor, vagy üzemmódváltás-páronként, amikor egy csatomapár először nullázó üzemmódban, majd mérő üzemmódban dolgozik, és ezután készenléti állapotba kerül, és ez ismétlődik meg ezután a másik csatomapáron is. A fentiekből következik az is, hogy minthogy az egyik csatomapár mindig készenléti állapotban van, el is hagyható, amivel a mérőelektronika egyszerűsíthető. Ez esetben azonban az átfolyás mérése nem folyamatos, amikor az egyetlen működő csatornapár nullázó üzemmódban van, nem történik átfolyásmérés. A mért adatokból ezen mérési szünetekben átfolyt mennyiség becsülhető, interpolálható, de a mérés pontossága és megbízhatósága ezzel csökken. A találmány szerinti átfolyásmérőben azonban folyamatosan, mindig mérő üzemmódban van az egyik vagy másik csatomapár, igy a mérés nagy pontossággal történhet, amellett a mérőelektronika előállítási költsége alig nagyobb, mint két mérőcsatoma esetén lenne.

Említettük, hogy minden nullázóintervallum utolsó szakasza egy úgynevezett „aktív” intervallum, amelyben a mérő üzemmódban lévő csatomapáiral egyidejűleg átfolyásmérés történhet - főként összehasonlítás, hibás működés kiszűrése céljából. Az az „aktív” intervallum elhagyható anélkül, hogy a mérési pontosság csorbát szenvedne. Az intervallum elhagyása lehetővé teszi a nullázóintervallum lerövidítését, ami gyakoribb nulla mérést tesz lehetővé, vagy a t_zéró nullázóidő meghosszabbítását, ami a nullamérés pontosságát, zavarérzéketlenségét növeli.

A találmány szerinti Coriolis-átfolyásmérő nem csak U mérőcsövekkel építhető meg, hanem megépíthető kettőnél több szárú - három, négy vagy még több szárú - mérőcsővel vagy mérőcsövekkel, egyenes, S alakú vagy hurkot képező mérőcsővel, a két mérőcső helyett egy mérőcsővel is. A Coriolis-átfolyásmérő mérőegységének fokozatai elektronikus eszközök és szoftver tetszőleges (arra alkalmas) kombinációjával megvalósíthatók, igénypontjainkban a hivatkozási számokkal megjelölt megnevezések így értendők!

Claims (22)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás Coriolis-átfolyásmérő mechanikai nulla értékének meghatározására, azzal jellemezve, hogy az átfolyásmérő mérőcsövét mérendő közegmentes állapotában oszcilláltatjuk, a mérőcső szárainak mozgásából első és második mérőjelet képezünk, és számos perióduson át mérjük a periodikus első és második mérőjel egymásnak megfelelő pontjai közötti, alapállapothoz tartozó üres At_ü időkülönbséget, az üres At_ü időkülönbségekből állandó értéket képezünk, és ezt egy előre meghatározott határértékkel összehasonlítjuk, és ha az üres állapothoz tartozó At_ü időkülönbség kisebb, mint a határérték, ebből pillanatnyi mechanikai nulla értéket képezünk átfolyásmérés során a mért At időkülönbség-érték kompenzálása céljából.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy meghatározott számú üres At_ü időkülönbség mérésével közbenső mechanikai nulla értéket képezünk, amely meghatározott szám kisebb, mint egy előre meghatározott maximumszám, vagy mint egy meghatározott konvergencialimit alatti összes üres At_ü mérések száma.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy meghatározott minimumnál nagyobb számú,

   HU 216 207 Β egymást követő periódus alatt végzünk üres A^ méréseket, és így a meghatározott minimumnál nagyobb számú üres At_ü időkülönbség-mérést végzünk.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy pillanatnyi mechanikai nulla érték meghatározása során közbenső értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával nyerünk.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket megújítjuk újabb üres At_tt időkülönbségmérés-sorozat végzésével.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott határértéket konvergencialimit egész számú többszörösére választjuk.
7. 7. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy számos üres At_ü időkülönbség mérésével közbenső mechanikai nulla értéket képezünk, és a mechanikai nulla értéket ezzel tesszük egyenlővé, ha az állandó érték kisebb, mint az előre meghatározott határérték.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mechanikai nulla értéket egyenlőnek vesszük a közbenső mechanikai nulla értékkel, ha a közbenső mechanikai nulla érték egy meghatározott tartományba eső érték.
9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagaként képezzük.
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket megújítjuk újabb üres At^ időkülönbségmérés-sorozat végzésével.
11. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott határértéket konvergencialimit egész számú többszörösére választjuk.
12. 12. Coriolis-átfolyásmérő az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, legalább egy mérőcsővel (130) és annak mozgatószerkezetével (180), továbbá a mérócső (130) szárainak a mérőcsövön átfolyó közegre ható Coriolis-erők hatására bekövetkező relatív mozgását érzékelő első és második mérőérzékelővel (160_R, 160_L), a mérőérzékelők érzékelőtekercsével összekapcsolt mérőegységgel (30), amelynek At időkülönbséget és ebből az átfolyó közegmennyiséget meghatározó számlálóegységére (70) a mérőérzékelőkre (160_R, 160_L) csatlakoztatott mérőátalakító csatornák (44, 54) vannak kötve, azzal jellemezve, hogy a mérőérzékelők (160_R, 160_l) periodikus első és második mérőjelei egymásnak fázisban megfelelő pontjai közötti, az átfolyásmérő üres állapotához tartozó At_ü időkülönbséget periódussorozatban mérő eszköze - számítóegysége (70), az üres At_ü időkülönbségekből állandó értéket képező eszköze - számítóeszköze (823) - és ezt egy előre meghatározott határértékkel összehasonlító eszköze - állapotfigyelő fokozata (826), valamint a határértéknél kisebb, üres állapothoz tartozó Atü időkülönbségnek megfelelő állandó értékből - átfolyásmérés során mért At időkülönbség-érték kompenzálására alkalmas - pillanatnyi mechanikai nulla értéket képező eszköze - számítófokozata (829) van.
13. 13. A 12. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy az üres At_ü időkülönbség mérését meghatározott számú mérésre korlátozó, és a meghatározott számú mérési eredményből közbenső mechanikai nulla értéket képező eszköze - állapotfigyelő fokozata (832, 840) van, ahol a meghatározott szám kisebb, mint egy előre meghatározott maximum szám vagy mint az összes, egy meghatározott konvergencialimit eléréséig végzett üres At_ü mérések száma.
14. 14. A 13. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy az üres A^ időkülönbség mérését meghatározott, legalább minimális számú mérésre korlátozó eszköze - állapotfigyelő fokozata (843) van.
15. 15. A 14. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával meghatározó eszköze - számítófokozata (829) van.
16. 16. A 15. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket újabb üres At_ü; időkülönbségmérés-sorozat végzésével megújító eszköze - megújító fokozata (865) van.
17. 17. A 16. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott határérték a konvergencialimit egész számú többszöröse.
18. 18. A 14. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy közbenső mechanikai nulla értéket számos üres At_ü időkülönbség mérésével képező eszköze - értékhatároló és inkrementumszámláló fokozata (806, 809) és a mechanikai nulla értéket az előre meghatározott határértéknél kisebb állandó értékű közbenső mechanikai nulla értékből képező eszköze - állapotfigyelő fokozata (826) van.
19. 19. A 18. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy az egy meghatározott tartományba eső közbenső mechanikai nulla értéket mechanikai nulla értékként számító eszköze - állapotfigyelő fokozata (843846) van.
20. 20. A 19. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy a közbenső mechanikai nulla értéket a mért üres At_ü időkülönbségek átlagolásával meghatározó eszköze - számítófokozata (829) van.
21. 21. A 20. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy a mechanikai nulla értékre jellemző állandó értéket újabb üres At_ü időkülönbségmérés-sorozat végzésével megújító eszköze - megújító fokozata (865) van.
22. 22. A 21. igénypont szerinti Coriolis-átfolyásmérő, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott határérték a konvergencialimit egész számú többszöröse.