JP2012255794A - コリオリ流量計内を流れる物質の不均一性を高速検出するための方法及び計測器電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】計測器電子機器20は、少なくとも第1のセンサ信号210及び第2のセンサ信号211を含む流体物質の振動応答を受信するためのインターフェイス201及びインターフェイス201と通信する処理システム203を備える。処理システム203は、インターフェイス201から振動応答を受信し、第1のセンサ信号210から90度の位相シフト213を生成し、少なくとも第1のセンサ信号210と90度の位相シフト213を使用して少なくとも1つの流量特性を生成し、少なくとも1つの流量特性を少なくとも1つの異常プロファイルと比較し、少なくとも1つの流量特性が異常プロファイルの範囲内にある場合に振動応答のシフトを検出し、検出の結果として異常状態を示すように構成される。
【選択図】図2
Description
流量計内を流れる流体物質中の流れの異常を検出するための計測器電子機器が、本発明の一つの実施の形態により提供される。計測器電子機器は、少なくとも第1のセンサ信号と第2のセンサ信号とを含む流体物質の振動応答を受信するためのインターフェイス、及びインターフェイスと通信する処理システムを備える。処理システムは、インターフェイスから振動応答を受信し、第1のセンサ信号から90度の位相シフトを生成し、少なくとも第1のセンサ信号と90度の位相シフトとを使用して少なくとも1つの流量特性を生成するように構成される。処理システムは、更に、少なくとも1つの流量特性を少なくとも1つの異常プロファイルと比較し、少なくとも1つの流量特性が異常プロファイルの範囲内にある場合に振動応答のシフトを検出し、その検出の結果として異常状態を示すように構成される。
計測器電子機器の一つの態様において、インターフェイスは、センサ信号を2値化するように構成されたデジタイザを備える。
計測器電子機器の更に他の態様では、流量計は振動密度計を含む。
計測器電子機器の更に他の態様においては、少なくとも1つの流量特性は周波数応答を含む。
計測器電子機器の更に他の態様では、少なくとも1つの流量特性は質量流量応答を含む。
計測器電子機器の更に他の態様では、示すステップは、固体異常を示すステップを含む。
計測器電子機器の更に他の態様では、示すステップは、気体異常を示すステップを含む。
計測器電子機器の更に他の態様では、示すステップは、異常アラーム状態を設定するステップを含む。
方法の他の態様において、この方法は、更に、受信するステップ、生成するステップ、比較するステップ、検出するステップ及び示すステップを繰り返し実行することを含む。
方法の更に他の態様では、流量計は振動密度計を含む。
方法の更に他の態様では、少なくとも1つの流量特性は更に周波数応答を含む。
方法の更に他の態様では、少なくとも1つの流量特性は更に質量流量応答を含む。
方法の更に他の態様では、示すステップは、固体異常を示すステップを含む。
方法の更に他の態様では、示すステップは、異質液体異常を示すステップを含む。
方法の更に他の態様では、示すステップは、気泡異常を示すステップを含む。
方法の更に他の態様では、示すステップは、異常アラーム状態を設定するステップを含む。
同じ参照番号は、すべての図面上で同じ要素を表す。
この実施の形態の計測器電子機器20は、第1のセンサ信号210及び第2のセンサ信号211を含む。処理システム203は、第1及び第2の(デジタル)センサ信号210及び211を処理し、それらの信号から1つ又は複数の流量特性を決定する。前述のように、1つ又は複数の流量特性は、流体物質に対する位相差、周波数、時間差(Δt)、質量流量、密度及び/又は体積流量を含むことができる。
図5は、本発明の一つの実施の形態によりコリオリ流量計で第1及び第2のセンサ信号を処理する方法の流れ図500である。ステップ501で、第1のセンサ信号が受信される。一つの実施の形態では、第1のセンサ信号は上流又は下流のピックオフセンサ信号を含む。
図6は、本発明の一つの実施の形態による処理システム203の一部のブロック図600である。図において、ブロックは処理回路又は処理アクション/ルーチンを表している。ブロック図600は、ステージ1フィルタブロック601、ステージ2フィルタブロック602、ヒルベルト変換ブロック603及び分析ブロック604を含む。LPO及びRPO入力は、左ピックオフ信号入力及び右ピックオフ信号入力を含む。LPO又はRPOは、第1のセンサ信号を含むことができる。
図8及び9は、本発明の一つの実施の形態による分析ブロック604の2つの独立分岐のブロック図である。分析ブロック604は、周波数、微分位相及びデルタT(Δt)測定の最終ステージである。図8は、同相(I)成分及び直角(Q)成分から位相差を決定する第1の分岐を含む位相部分604aである。図9は、単一のセンサ信号の同相(I)成分及び直角(Q)成分から周波数を決定する周波数部分604bである。単一のセンサ信号は、図示されているように、LPO信号を含むことができ、又は代りに、RPO信号を含むことができる。
図9は、本発明による分析ブロック604の周波数部分604bのブロック図である。周波数部分604bは、左又は右のピックオフ信号(LPO又はRPO)に作用し得る。図示されている実施の形態の周波数部分604bは、結合ブロック901、複素共役ブロック902、サンプリングブロック903、複素乗算ブロック904、フィルタブロック905、位相角ブロック906、定数ブロック907及び除算ブロック908を含む。
図10は、通常状態での流量計におけるピックオフセンサ信号のパワースペクトル密度のグラフである。流量計の基本周波数はグラフの最も高いスパイクであり、約135Hzに位置する。図は、更に、周波数スペクトルの複数の他の大きなスパイクのあることも示している(第1の非基本モードは、基本モードの周波数の約1.5倍の周波数のねじりモードである)。これらのスパイクは流量計の高調波周波数を含み、更に、他の望ましくないセンサモード(つまり、ねじりモード、二次曲げモードなど)を含む。
図12は、単一位相シフトの実施の形態の分析ブロック604a’を示す。この実施の形態の分析ブロック604a’は、1つの結合ブロック801、複素乗算ブロック803、ローパスフィルタブロック1201及び位相角ブロック805を含む。この実施の形態の分析ブロック604a’は、以下の式、すなわち
ローパスフィルタブロック1201は、複素乗算ブロック803により出力される高周波成分を取り除くローパスフィルタを備える。ローパスフィルタブロック1201は、任意の形態のローパスフィルタ演算を実施することができる。乗算の結果は2つの項を生成する。(−ωt+ωt+φ)項が結合して簡単化され、位相のみのφ項(DC結果)が得られる。これは(−ωt)項と(ωt)項とが互いに相殺し合うからである。(ωt+ωt+φ)は周波数の2倍であり、(2ωt+φ)項に簡単化される。結果は2つの項の和なので、高い周波数(2ωt+φ)項を取り除くことができる。ここで注目する信号はDC項のみである。高い周波数(2ωt+φ)項は、ローパスフィルタを使用して結果から除去できる。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、0から2ωまでのどの位置にあってもよい。
2つのピックオフ信号ではなく、1つのピックオフ信号のヒルベルト変換をとることにより、有利なことに、コリオリ質量流量計における位相及び周波数の推定を実行するのに必要な計算負荷が低減される。したがって、位相及び周波数は、2つのセンサ信号を使用するが唯一つの90度位相シフトを使用して決定され得る。
異常プロファイルは持続時間プロファイルを含むことができる。持続時間プロファイルは、持続時間プロファイルに従って予想される応答から振動応答が逸脱する場合に異常を示すことができる。
Claims (3)
- 流量計(5)内を流れる流体物質中の流れ異常を検出するための計測器電子機器(20)であって、
少なくとも第1のセンサ信号及び第2のセンサ信号を含む前記流体物質の振動応答を受信するためのインターフェイス(201)と、
前記インターフェイス(201)と通信し、前記インターフェイス(201)から前記振動応答を受信し、前記第1のセンサ信号から90度の位相シフトを生成し、少なくとも前記第1のセンサ信号と前記90度の位相シフトとを使用して少なくとも1つの流量特性を生成し、前記少なくとも1つの流量特性が異常プロファイルの範囲内にある場合に前記振動応答のシフトを検出し、前記検出の結果として異常状態を示すように構成された処理システム(203)と
を備える計測器電子機器(20)。 - 流量計内を流れる流体物質における流れ異常を検出するための方法であって、
少なくとも第1のセンサ信号と第2のセンサ信号とを含む振動応答を前記流量計から受信するステップと、
前記第1のセンサ信号から90度の位相シフトを生成し、少なくとも前記第1のセンサ信号と前記90度の位相シフトとを使用して少なくとも1つの流量特性を生成するステップと、
前記少なくとも1つの流量特性を少なくとも1つの異常プロファイルと比較するステップと、
前記少なくとも1つの流量特性が前記異常プロファイルの範囲内にある場合に前記振動応答のシフトを検出するステップと、
前記検出の結果として異常状態を示すステップと
を含む方法。 - 流量計内を流れる流体物質中の流れ異常を検出するための方法であって、
少なくとも第1のセンサ信号と第2のセンサ信号とを含む振動応答を前記流量計から受信するステップと、
前記第1のセンサ信号から90度の位相シフトを生成し、少なくとも前記第1のセンサ信号と前記90度の位相シフトとを使用して少なくとも1つの流量特性を生成するステップと、
前記少なくとも1つの流量特性を少なくとも1つの気体異常プロファイルと比較するステップと、
前記少なくとも1つの流量特性が前記気体異常プロファイルの範囲内にある場合に前記振動応答のシフトを検出するステップと、
前記検出の結果として気泡計数をインクリメントするステップと
を含む方法。
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