JP2005134401A - 測定装置のゼロ点修正のための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、測定装置の、特に、流量測定装置のゼロ点修正のための方法に関する。
【解決手段】装置状態及び／又はプロセス状態が異なるとき、複数回のゼロ点調整を行なうこと、これらのゼロ点調整の各々の際に、ゼロ測定値と共に、装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検出し、電子式の記憶装置にファイルすること、及び、測定装置の通常の作動では、その時々に実際のシステムパラメータ及び／又は装置パラメータに適切な、記憶された装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検索し、その結果、このパラメータレコードに割り振られたゼロ測定値を、実際のゼロ点値として用いる。

Description

本発明は、測定装置の、特に流量計の、例えばコリオリ原理に基づく質量流量計のゼロ点修正のための方法に関する。

ゼロ点修正のための知られた方法は、プラントに組み込まれかつ静止媒体で満たされた装置の流量表示を、システムゼロ点調整によってゼロにセットすることである。

この調整の際には、瞬間的な流量表示、すなわち静止媒体で満たされた流量表示が記憶され、未来において、流れる媒体の場合に算出される実際の測定値から減算される。このことによって、装置が、その時々にその瞬間に予め支配的な周囲条件及び据付条件下で、静止媒体の場合に出来る限り全然流量を表示しないことが保証されていることが意図される。

流量測定装置のシステムゼロ点は、物理的な測定原理に従って、種々のプロセス条件に依存している。

据付条件：
・機械的モーメント及び機械動力
・ 圧力比
・ 機械障害（mechanische Stoerungen）
・ 流動障害（hydraulische Stoerungen）
・ 電磁擾乱
周囲条件：
・ 測定検出手段内の媒体圧力
・ 周囲温度
・ 媒体温度
・ 媒体の粘性
・ 媒体の導電性
・ 媒体の防振性
・ 媒体中のガス成分
１つ又は複数のパラメータが変化するとき、ゼロ点移動が生じる。このゼロ点移動は、追加の偏差として、流量測定の精度を減じる。

ゼロ点移動は比較的少ない流量に比較的強く作用する。このことは以下の式によって記述される。

但し、
Ｑ´：表示された流量
Ｑ：真の流量
ＮＰ：変化した据付条件又は周囲条件に基づく原点オフセット
Ａｂｗ：ゼロ点移動に基づく流量表示の追加の百分率偏差。

１つの実施の形態で状況を明示しよう。

瞬間的な流量はＱ＝最大の流量範囲の１００％である。

変化したプロセス条件に基づくゼロ点移動ＮＰ＝０．０１％

かくて、＋０．０１％の追加の偏差が生じる。

しかし、最大の流量範囲のうちの２％の流量の減少の場合、０．５％の追加の偏差が既に生じる。

本発明の課題はゼロ点修正のための改善された方法を記述することである。

この課題は請求項１の特徴によって解決される。

本発明に係わる方法の場合、装置状態及び／又はプロセス状態が異なるとき、複数回のゼロ点調整を行なう。これらのゼロ点調整の各々の際に、ゼロ測定値と共に、装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検出し、電子式の記憶装置にファイルする。測定装置の通常の作動では、その時々に実際のシステムパラメータ及び／又は装置パラメータに適切な、記憶された装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検索し、その結果、このパラメータレコードに割り振られたゼロ測定値を、実際のゼロ点値として用いる。実際のパラメータレコードのうちのいずれも、記憶されたパラメータレコードに正確に適合しないときは、実際の装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードに最も近くて、記憶装置に記憶された、２つの装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検索し、該パラメータレコードに割り振られたゼロ測定値から、補間によって、実際のゼロ点値を算出する。

ゼロ点調整は、複数の作動状態が異なっているとき、利用されるすべてのプロセス値が記憶され、作動状態において、これらの値の間で、補間によるゼロ点修正がなされるという可能性を利用する。すなわち、ゼロ点修正は学習可能であり、ゼロ点調整が多くなされればなされるほど、ゼロ点修正はそれだけ一層良い。

コリオリ原理に基づく質量流量計を基にして、このこと（dies）を明確に述べる。

装置は質量流量、媒体密度及び媒体温度を測定する。内部の測定量として、例えば、駆動電流及びハウジング温度も測定することができる。

ゼロ点調整の実行毎に、今や、測定技術で算出されたすべてのパラメータがマトリックスに記憶される。自動的なシステムゼロ点調整が実行される毎に、新たなデータレコードが加わる。それ故に、アレイ内のデータ量が増大する。アレイがｎ個の要素で満たされているとき、新たなシステムゼロ点呼び出しの際に、（最も古いデータを含む）最後の要素が除去されることができる。

装置が、まさしく、アレイに記憶されている作動状態にあるとき、作動状態に属する、記憶されたシステムゼロ点が、補償のために、直接用いられることができる。

しかし、このことが当て嵌まらないとき（このことは実際の作動において全く通常である）、修正値はアレイのデータによって算出されることができる。このことは種々の方法でなされることができる。

・パラメータに基づく個々のカラムの重み付け及びそれに続く補間
・ ファジィロジック
・ ニューロン網

他のパラメータも可能である（例えば、力、圧力）
具体的に示すために１つの例を挙げる。

単純化するために、パラメータ１（媒体温度）のみが観察される。１つの装置がプラントに組み込まれ，媒体で満たされているとき、システムゼロ点調整が実行される必要がある。システムゼロ点調整は手動で開始され、ソフトウェアがゼロ点を一定時間の間平均化することを引き起こす。ゼロ点Ｚ１として例えば０．０１％が生じる。

媒体として４℃の冷たい水が導管中にある。かくて、データレコード１として、Ｚ１＝０．０１％及びＴＰ１＝４℃が記憶される。今、例えば、媒体温度が８０℃に変化されるとき、０．０２％へのゼロ点移動が生じる。すなわち、装置は、新たなゼロ点調整なしには、０．０１％という最終値の数値だけ誤って測定する。

新たなゼロ点調整によって、記憶されたデータレコードとして、Ｚ２＝０．０２％及びＴＰ１＝８０℃が生じる。

８０℃の熱さの水の場合の作動状態では、かくて、Ｚ２によって、４℃の熱さの水の場合の作動状態では、Ｚ１によって、ゼロ点が修正される。他の温度では、ゼロ点修正値が、用いられたアルゴリズム（例えば直線補間又はファジィロジック）に応じて補間される。

従って、装置は、プロセス条件が異なっても、著しく改善された作動態様を示す。

他の特別な利点は方法の自己学習能力である。例えば、１つのみの予め調整されたゼロ点値を伴って、測定装置が引き渡され、プロセスに組み込まれることができる。

ドライバがゼロ点調整を実行するときはいつでも、適切なゼロ点値が算出され、マトリックスに自動的に加算される。従って、当該の装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードは、該パラメータレコードに割り振られたゼロ点と共に、記憶装置のマトリックスに自動的に追加される。時間の経過の間に、記憶装置のマトリックスが満たされ、組み込み場所に固有に、パラメータレコード及びゼロ点の適切な割り振りを有し、連続的に、変化する条件に自動的に適合される。ゼロ点測定の時間を可変に取り扱い、インテリジェントで制御することができることは好都合である。何故ならば、ゼロ点の検出の際に測定時間が長ければ長いほど、ゼロ点測定が一層正確になされることは知られているからである。システムプロセスが限界でないときは、従って、この測定時間が比較的短く保たれ、プロセスが限界であるとき又は困難であるときは、それだけ一層長く選択される。システムは、検出されたゼロ点測定の履歴から、自己学習して、理想的なゼロ点検出時間がどの位長ければいいのかという判断基準を発展させることができる。例えば、ゼロ点測定の経過後に、ゼロ点がしばしば変化したとき、このことは、それが限界のプロセスであることを示している。この場合なら、システムは、今後のゼロ点調整の際に、より長いゼロ点測定時間を選択するであろう。このような履歴的な評価は、マトリックスに記憶された装置パラメータ及び／又はシステムパラメータに基づき、該パラメータに属しかつ類別されたゼロ点と共に、自動的に実行されることができる。過去では、ゼロ点測定が済んだときに、ゼロ点が比較的僅かに変化したか、比較的一定に保たれているとき、システムは、このことから、該システムがむしろ限界でないプロセスに組み込まれていることを推論することができる。今後のゼロ点測定では、システムは、結果として、ゼロ点測定の時間をむしろ短くセットする。

Claims (3)

1. 測定装置の、特に、流量測定装置のゼロ点修正のための方法において、
   装置状態及び／又はプロセス状態が異なるとき、複数回のゼロ点調整を行ない、
   これらのゼロ点調整の各々の際に、ゼロ測定値と共に、装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検出し、電子式の記憶装置にファイルし、
   前記測定装置の通常の作動では、その時々に実際のシステムパラメータ及び／又は装置パラメータに適切な、記憶された装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検索し、その結果、このパラメータレコードに割り振られたゼロ測定値を、実際のゼロ点値として用いることを特徴とする方法。
2. 実際の装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードに最も近くて、前記記憶装置に記憶された、２つの装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを検索し、該レコードに割り振られたゼロ測定値から、補間によって、実際のゼロ点値を算出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記測定装置において作動中になされるゼロ点修正の度ごとに、自動的に、装置パラメータレコード及び／又はシステムパラメータレコードを、該レコードに割り振られたゼロ点値と共に、前記記憶装置に書き込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。