MXPA03007238A

MXPA03007238A - Medidor de flujo de masa de coriolis con uso de filtracion selectiva de modo.

Info

Publication number: MXPA03007238A
Application number: MXPA03007238A
Authority: MX
Inventors: J Cunningham Timothy
Original assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2004-06-30
Also published as: CN1502036A; CN1302262C; JP2011047953A; JP4818570B2; HK1066274A1; JP2004521338A; EP1360463A2; BR0207229A; KR20030094249A; BRPI0207229B1; KR100684263B1; EP1360463B1; WO2002066934A3; BRPI0207229B8; CA2434064A1; WO2002066934A2; CA2434064C

Abstract

Se estima el flujo de masa de un material en un conducto por una filtracion selectiva de modo de una pluralidad de senales de movimiento (109), que representan el movimiento de un conducto (100) para generar una pluralidad de senales de . movimiento filtradas selectivas del modo (315), tal que las senales de movimiento de filtracion selectiva del modo representan preferentemente movimiento asociado con un modo vibratorio del conducto. Se genera una pluralidad de estimados de fase (325) a partir de la pluralidad de senales de movimiento de filtracion selectiva de modo. Se genera un estimado de flujo de masa (335) a partir de la pluralidad de estimados de fase. La pluralidad de estimados de fase se puede estimar usando una referencia de fase (620) derivada de una de la pluralidad de senales de movimiento de filtracion selectiva de modo. En algunas modalidades, se estima una frecuencia (710) de una senal de movimiento de filtracion selectiva de modo de la pluralidad de senales de movimiento de filtracion selectiva de modo. Se generan senales de primera y segunda referencia de cuadratura (720) con base en la frecuencia. estimada. La pluralidad de los estimados de fase (740) se generan de la pluralidad de senales de movimiento de filtracion selectiva de modo y la primera y segunda senales de referencia. Se puede generar una pluralidad de estimados de diferencia de tiempo b a partir de la pluralidad de estimados de fase, y se puede generar el estimado de flujo de masa (630) a partir de la pluralidad de estimados de diferencia de tiempo. La pluralidad de estimados de diferencia de tiempo se puede generar a partir de la pluralidad de estimados de fase por (530) al dividir la pluralidad de estimados de fase usando una frecuencia de modo estimada de las senales de movimiento de filtracion selectiva de modo. La invencion tiene modalidades de metodos o aparatos.

Description

For -Ielter codes and other abhreviaiions. refcr lo the "Guid-ance Notes on Codes andAbbrevictions" appearmg al ihe begin-ning of each regular issue of the PCT Gazetle.

MEDIDOR DE FLUJO DE MASA DE CORIOLIS CON USO DE FILTRACIÓN SELECTIVA DE MODO Campo de la Invención La presente invención se refiere a sensores y métodos relacionados, y más particularmente; a los métodos y aparatos de medición de flujo de masa.

Antecedentes de la Invención Muchas aplicaciones de sensor involucran la detección de vibración mecánica u otro movimiento. Ejemplos de sensores que utilizan tal detección de movimiento incluyen medidores de flujo de masa Coriolis y densitómetros de tubo de vibración. Estos dispositivos típicamente incluyen un conducto u otro recipiente que es periódicamente accionado, p. ej . , vibratorio. Las propiedades tales como el flujo de masa, densidad y las similares asociadas con un material contenido en el conducto o recipiente, pueden ser determinadas por las señales del proceso de los transductores de movimiento posicionados en la estructura de contención, ya que los modos vibratorios del sistema de llenado de material de vibración generalmente son afectados por la masa combinada, características de amortiguamiento y rigidez del conducto de contención o estructura del recipiente y el material contenido en ellos.

Ref: 149090 Un típico medidor de flujo de masa Coriolis incluye uno o más conductos que están conectados en línea en una tubería u otro sistema de transporte y material para transportar, p. ej . , fluidos, lechadas y los similares, en el sistema. Cada conducto puede ser visto como que tiene un sentido de modos de vibración natural que incluyen, por ejemplo, codo simple, torsional, radial y modos acoplados. En una típica aplicación del medidor de flujo de masa Coriolis, un conducto es excitado por resonancia en uno de sus modos de vibración natural cuando un material fluye a través del conducto, y el movimiento del conducto es medido en puntos a lo largo del conducto. La excitación típicamente se proporciona por un accionador, p: ej . , un dispositivo electromecánico, tal como un amplificador de serpentín acústico, que perturba al conducto en una forma periódica. Ejemplarmente los medidores de flujo de masa Coriolis son descritos en los Nos. De patentes de E. U. A. 4,109,524 por Smith, 4,491,025 por Smith et al., y Re. 31,450 por Smith. Desafortunadamente, la precisión de los medidores de flujo de masa convencionales Coriolis pueden ser afectados por las estructuras asimétricas y no lineales del conducto, el movimiento que surge de las fuerzas externas, tales como las fuerzas generadas por bombas y compresores que están sujetos al medidor de flujo, y el movimiento que surge de las fuerzas de presión ejercidas por el material que fluye a través del conducto del medidor de flujo. Los efectos de estas fuerzas son comúnmente reducidos por el uso de diseños de medidores de flujo que son balanceados para reducir los efectos atribuibles a la vibración externa , y por el uso de filtros de dominio de frecuencia, p. ej . , los filtros amplificadores de banda diseñados para filtrar los componentes de salida de las señales en movimiento más allá de la frecuencia de excitación. Sin embargo, los métodos de filtración mecánica están la mayoría de las veces limitados por las consideraciones mecánicas, p. ej . , limitaciones del material, restricciones de montaje, limitaciones de peso, limitaciones de medida y los similares, y la filtración de dominio de frecuencia puede ser ineficaz al remover las contribuciones vibratorias no deseables cerca de la frecuencia de excitación. La publicación PCT WO 00/49371, discute un sistema para determinar un parámetro de proceso (esto es, flujo másico) usando técnicas de filtración de fuerzas. La fuerza del sistema filtra señales de movimiento que representan el movimiento de un conducto tal que se usan solamente las señales que representan la fuerza de interés en la determinación del parámetro de proceso. La publicación PCT WO 00/04345, utiliza un reductor modal normal real para estimar un parámetro de proceso. El reductor modal normal real, se usa para determinar los componentes normales reales de las señales en movimiento que representan movimiento de un conducto. La publicación PCT WO 00/08423, describe un método y un aparato en el cual un parámetro de proceso asociado con un material contenido en un conducto se estima al estimar un componentes de flexibilidad residual modal normal real asociado con un modo normal real de movimiento del conducto. Se recibe una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento del conducto. Un estimado compensado de la flexibilidad residual del flujo de masa, se genera de la pluralidad recibida de señales en movimiento y el componente de flexibilidad residual modal normal real estimado .

Breve Descripción de la Invención De conformidad con las modalidades de la invención, el flujo de masa de un material en un conducto es estimado por la filtración selectiva del modo de una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento del conducto para generar una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo tales que las señales de movimiento de filtración selectiva del modo preferentemente representan el movimiento asociado con un modo vibratorio del conducto. Una pluralidad de estimaciones de fase es generada de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Una estimación del flujo de masa es generada de la pluralidad de estimaciones de fase. La pluralidad de estimaciones de fase puede ser estimada utilizando una referencia de fase derivada de una de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. En algunas modalidades de la invención, una transformación modal es aplicada a la pluralidad de señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de respuesta modal en un dominio coordinado modal . Una transformación selectiva del modo es aplicada a la pluralidad de señales de respuesta modal para generar la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. En otras modalidades de la invención, una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo es estimada. La cuadratura de la primera y segunda señales de referencia son generadas basadas en la frecuencia estimada. La pluralidad de estimaciones de fase es generada de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia . Aún en otras modalidades de la invención, una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo es generada de la pluralidad de estimaciones de fase, y la estimación del flujo de masa es generada de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo. La pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo pueden ser generadas de la pluralidad de estimaciones de fase por la división de las estimaciones de fase por una frecuencia del modo para generar una pluralidad de valores de diferencia de tiempo. Una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia de flujo cero, puede ser aplicada a la pluralidad de valores de diferencia de tiempo para generar la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo. La frecuencia del modo puede ser estimada de una señal de movimiento modal generada de la pluralidad de señales de movimiento. La densidad del material en el conducto puede también ser estimada de la frecuencia del modo estimado . De conformidad a otros aspectos de la invención, el flujo de masa de un material en un conducto puede ser determinado por el procesamiento de la pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento del conducto que utiliza una de la pluralidad de señales de movimiento como una referencia de regulación para generar una pluralidad similar de estimaciones de diferencia, y estimar un parámetro de la pendiente de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de estimaciones de diferencia a la pluralidad similar de diferencias de referencias que representan el movimiento del conducto a un flujo de masa conocido. En algunas modalidades de la invención, una matriz aumentada incluye la pluralidad de diferencias de referencia que es generada. La pluralidad de estimaciones de diferencias es multiplicada por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el parámetro de pendiente. En otras modalidades, la ..pluralidad de estimaciones de diferencia es multiplicada por una pseudoinversa de las diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de la pendiente . El parámetro de escalamiento puede también ser iterativamente estimado para determinar el parámetro de la pendiente, utilizando, por ejemplo, un procedimiento de estimación de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) . De conformidad con otros aspectos de la invención, un aparato incluye un conducto configurado para contener un material. Una pluralidad de transductores de movimiento es operativamente asociado con el conducto y operado para producir una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento del conducto . Un circuito procesador de señal recibe la pluralidad de señales de movimiento y los filtros selectivos del modo la pluralidad de señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo, tales que las señales de movimiento de filtración selectiva del modo preferentemente representan movimiento asociado con un modo vibratorio del conducto. El circuito procesador de señal genera una pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo, y genera una estimación del flujo de masa de la pluralidad de las estimaciones de fase. El circuito procesador de señal puede generar la pluralidad de estimaciones de fase utilizando una referencia de fase derivada - de una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. De conformidad aún con otras modalidades de la invención, un aparato incluye un conducto y una pluralidad de transductores de movimiento, operativamente asociado con el conducto, que genera una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento del conducto. Un circuito procesador de señal recibe la pluralidad de señales de movimiento y procesa la pluralidad de señales de movimiento utilizando una de la pluralidad de señales de movimiento como una referencia de regulación para generar una pluralidad similar de estimaciones de diferencia. El circuito procesador de señal estima un parámetro de la pendiente de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de estimaciones de diferencia a una pluralidad similar de diferencias de referencia que representan el movimiento del conducto a un flujo de masa conocido, y genera una estimación de flujo de masa del parámetro de pendiente estimado y el flujo de masa conocido. El circuito procesador de señal puede generar una matriz aumentada que incluye la pluralidad de diferencias de referencia, y puede multiplicar la pluralidad de estimaciones de diferencia por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el . parámetro de la pendiente. Alternativamente, el circuito procesador de señal puede multiplicar la pluralidad de las estimaciones de diferencias por una pseudoinversa de las diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de la pendiente. El procesamiento de señal puede también iterativamente estimar la función de escalamiento. Puede ser visto que un aspecto de la invención es un aparato que comprende un aparato operativamente asociado con una estructura y operativo para producir una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura; un aparato que filtra la pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura; y un aparato que genera una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo tales que las señales de movimiento de filtración selectiva del modo preferentemente representan el movimiento asociado con un modo vibratorio de la estructura. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para generar una pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo . Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de estimaciones de fase. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo entre la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para generar una medida de correlación de la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo; y un aparato para determinar un estado de un sistema de medidor de flujo de masa de la medida de correlación generada. Preferiblemente el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de fase que comprende un aparato para generar la pluralidad de las estimaciones de fase que utiliza una referencia de fase derivada de una de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Preferiblemente el aparato para la filtración selectiva del modo comprende un aparato para aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de respuesta modal en un dominio coordinado modal; y un aparato para aplicar una transformación selectiva del modo para la pluralidad de señales de respuesta modal para generar la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Preferiblemente el aparato para geñerar una pluralidad de estimaciones de fase comprende un aparato para estimar una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo; un aparato para generar la cuadratura de la primera y segunda señales de referencia basadas en la frecuencia estimada; y un aparato para generar la pluralidad de las estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia. Preferiblemente el aparato para generar la pluralidad de las estimaciones de fase de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia que comprende un aparato para multiplicar una señal de movimiento de filtración selectiva del modo por unas de las respectivas de la primera y segunda señales de referencia para generar las señales del componente real e imaginaria respectiva de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente real e imaginaria de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo para generar una estimación de fase. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo. Preferiblemente el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende un aparato para dividir la pluralidad de las estimaciones de fase por una frecuencia del modo para generar una pluralidad de valores de diferencia de tiempo. Preferiblemente el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase además comprende un aparato para aplicar una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia cero flujo a la pluralidad de valores de diferencia de tiempo para generar la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo. Preferiblemente el aparato para la filtración selectiva del modo que comprende de un aparato para aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una señal de movimiento modal en un dominio coordinado modal, y un aparato para estimar la frecuencia del modo de la señal de movimiento modal. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para estimar la densidad del material en el conducto de la frecuencia del modo estimado. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para estimar un parámetro de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo a la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia que representan el movimiento de la estructura bajo una perturbación conocida. Preferiblemente el aparato es caracterizado porque la perturbación es el flujo de masa. Preferiblemente el aparato para estimar un parámetro comprende de un aparato para generar una matriz aumentada que incluye la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia; y un aparato para multiplicar la pluralidad de la estimaciones de la diferencia de tiempo por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el parámetro. Preferiblemente el aparato para estimar un parámetro comprende el paso de estimación iterativa de la función de escalamiento. Preferiblemente el aparato por estimación iterativa de un parámetro comprende el paso de aplicación de un procedimiento de estimación de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) . Preferiblemente el aparato para estimar un parámetro es precedido por el aparato para procesar una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura bajo la perturbación conocida que genera la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia. Preferiblemente el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de la pendiente y además comprende un aparato para generar una estimación del flujo de masa del parámetro de pendiente y el flujo de masa conocido.

Preferiblemente el aparato para estimar un parámetro de pendiente comprende un aparato para multiplicar la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoxnversa de la pluralidad de las diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de pendiente . Preferiblemente el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de intercepción y además comprende un aparato para determinar un estado del sistema del parámetro de intercepción. Preferiblemente el aparato para la filtración selectiva del modo es precedido por un aparato para recibir la pluralidad de señales de movimiento de una pluralidad de transductores de movimiento operativamente asociados con la estructura, y en donde los aparatos para determinar una posición del sistema comprenden un aparato para determinar una posición de un transductor de movimiento del parámetro de intercepción. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para estimar la densidad de un material en la estructura de la frecuencia del modo estimado. Preferiblemente el aparato además comprende un aparato para estimar una frecuencia de una primera señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para generar una estimación de diferencia de una segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la frecuencia estimada. Preferiblemente el aparato para generar una estimación de diferencia que comprende un aparato para generar la cuadratura de la primera y segunda señales de referencia basadas en la frecuencia estimada; y un aparato para generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia. Preferiblemente el aparato para generar estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia que comprende un aparato para generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia; y un aparato para generar una estimación de diferencia de tiempo de la estimación de fase. Preferiblemente el aparato para generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia, comprende un aparato para multiplicar la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo por la primera y segunda señales de referencia para generar las respectivas señales del componente real e imaginaria de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente real e imaginaria de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo que genera la estimación de fase. Se puede ver que un aspecto adicional de la invención es un método de operación de un aparato, el método comprende el paso de estimación de movimiento de la estructura, el paso de la filtración selectiva del modo, una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura; y el paso de generar de una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo que representan el movimiento asociado con un modo vibratorio de la estructura . Preferiblemente el método además comprende el paso de generar de una pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Preferiblemente el método además comprende el paso de generar de una estimación de flujo de masa de la pluralidad de las estimaciones de fase. Preferiblemente el método además comprende los pasos de generar de una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo; y generan una medida de correlación de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo; y determina un estado del sistema del medidor de flujo de masa de la medida de correlación generada. Preferiblemente el método en donde el paso de generar de una pluralidad de estimaciones de fase comprende el paso de generar la pluralidad de estimaciones de fase que utilizan una referencia de fase derivada de una de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Preferiblemente el método en donde el paso de aplicar un filtro selectivo del modo comprende los pasos de aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de respuesta modal en un dominio coordinado modal; y aplicar una transformación selectiva del modo a la pluralidad de señales de respuesta modal para generar la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo. Preferiblemente el método en donde el paso de generar de una pluralidad de estimaciones de fase comprende los pasos de estimar una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo; que generan la cuadratura de la primera y segunda señales de referencia basadas en la frecuencia estimada; y la generación de la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia. Preferiblemente el método en donde el paso de generar la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de multiplicar una señal de movimiento de filtración selectiva del modo por una de las respectivas de la primera y segunda señales de referencia para generar las respectivas señales del componente real e imaginaria de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente real e imaginaria de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo para generar una estimación de fase. Preferiblemente el método además comprende el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase. Preferiblemente el método además comprende el paso de generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende el paso de dividir la pluralidad de estimaciones de fase por una frecuencia del modo para generar una pluralidad de valores de diferencia de tiempo. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase además comprende el paso de aplicar una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia de flujo cero a la pluralidad de los valores de diferencia de tiempo para generar las estimaciones de diferencia de tiempo. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende la corrección de la pluralidad de estimaciones de fase que utilizan una pluralidad de valores de fase de flujo cero. Preferiblemente el método en donde el paso de la filtración selectiva del modo comprende el paso de aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una señal de movimiento modal en un domino coordinado modal, y en donde el método además comprende el paso de estimar la frecuencia del modo de la señal de movimiento modal . Preferiblemente el método además comprende el paso de estimar la densidad del material en el conducto de la frecuencia de modo estimada. Preferiblemente el método además comprende el paso de estimar un parámetro de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo para una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia que representan el movimiento de la estructura bajo una perturbación conocida. Preferiblemente el método en donde la perturbación es el flujo de masa. Preferiblemente el método en donde el paso de estimar un parámetro comprende los pasos de generar una matriz aumentada que incluye la pluralidad de las diferencias de tiempo de referencia; y multiplica la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el parámetro. Preferiblemente el método en donde el paso de estimar un parámetro comprende el paso de estimación iterativa la función de escalamiento. Preferiblemente el método en donde el paso de estimación iterativa comprende el paso de aplicar un procedimiento de estimación de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) . Preferiblemente el método en donde el paso de estimar un parámetro es precedido por el paso de procesar una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura bajo la perturbación conocida para generar la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia. Preferiblemente el método en donde el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de la pendiente y además comprende el paso de generar una estimación de flujo de masa del parámetro de pendiente y el flujo de masa conocido . Preferiblemente el método en donde el paso de estimar un parámetro de pendiente comprende el paso de multiplicar la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de pendiente. Preferiblemente el método en donde el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de intercepción y además comprende el paso de determinar un estado del sistema del parámetro de intercepción. Preferiblemente el método en donde el paso de filtración selectiva de modo es precedido por el paso de recibir la pluralidad de señales de movimiento de la pluralidad de los transductores de movimiento operativamente asociados con la estructura, y en donde el paso de determinar el estado del sistema comprende el paso de determinar un estado de un transductor de movimiento del parámetro de intercepción. Preferiblemente el método además comprende la estimación de la densidad de un material en la estructura de la frecuencia del modo estimado.

Preferiblemente el método comprende los pasos de estimar una frecuencia de una primera señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo; y de generar una estimación de diferencia de una segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la frecuencia estimada. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una estimación de diferencia comprende los pasos de generar la cuadratura de la primera y segunda señales de referencia basadas en la frecuencia estimada; y generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia; y generar una estimación de diferencia de tiempo de la estimación de fase. Preferiblemente el método en donde el paso de generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de multiplicar la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo por la primera y segunda señales de referencia que generan las señales del componente real e imaginario respectivo de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y estima un arco tangente del cociente de las señales del componente real e imaginaria de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo que genera la estimación de fase.

Glosario de Términos Filtro Selectivo de Modo: Un filtro selectivo de modo opera en el dominio físico-modal-físico que pasa solo los modos deseados dentro del resto de la señal que procesa la cadena. Un filtro de pase de modo consiste de un filtro modal, una matriz de selección, y una matriz para convertir la información de respaldo modal dentro del dominio físico (usualmente utiliza la matriz del modelo del modo, F, o algún supuesto de éste) . Matriz de selección de modo: Matriz diagonal con unos en la localización que corresponde a los modos deseados. Matriz del modelo del modo: Matriz modal reducida a las localizaciones físicas deseadas; dominio modal para la transformación de dominio físico.

Modo vibratorio: Una propiedad única de la estructura la cual puede ser usada para definir cómo la estructura responderá (moverse) a la fuerza. En términos matemáticos, un vector de la matriz de ecuaciones del movimiento de la estructura (algunas veces llamada la matriz dinámica) . Estimación de fase: La diferencia (en radianes o grados) entre dos señales sinusoidales. Cualquier señal sinusoidal puede ser descompuesta dentro de tres parámetros constantes. Amplitud, Fase, y Frecuencia, las cuales definen el valor de la señal a cualquier tiempo t. Las señales de arranque pueden ser casi exactamente representadas como sinusoides, con una frecuencia común y una amplitud y una fase para cada una. La diferencia en fase entre las señales de arranque es proporcional al fluj o . Medida de correlación: La correlación es una medida de cuánto de una cantidad de salida (p. ej . , movimiento, energía, delta t, etc.) está relacionada a una cantidad de entrada (p. ej . , fuerza, energía, flujo, etc.). Que puede ser usada para confirmar que la relación asumida (p. ej . , el flujo de masa es proporcional al retraso del tiempo) entre los valores medidos y/o calculados se mantienen verdaderos. Un cambio de una buena correlación o correlación pobre puede implicar que la relación asumida ya no se mantiene como verdadera, p. ej . , debido a una falla de arranque. Una correlación pobre puede también deberse a una energía adicional que es puesta dentro del sistema que no estaba presente durante el montaje inicial o calibración. Por ejemplo un sensor Coriolis que trabaja bien en una condición de laboratorio, con solamente la energía de entrada que está en el controlador, puede dar errores en la medida del flujo cuando está sujeto al ruido que fluye causado por la inyección de aire, desde que hay ahora una energía adicional significante debido al flujo. Una medida de correlación, tal como el error estándar de la estimación, puede identificar que el sistema se ha cargado. Transformación modal: Un cambio en los sistemas de coordinación del dominio físico a dominio modal, definido como donde ? es la coordenada modal. La coordenada modal es una de esas ideas matemáticas que pueden ser pensadas como algo definido, y entonces se ve si esto es una definición útil . También puede pensarse de cómo algo tan simple como ir de la definición de un círculo en el plano x-y a usar coordenadas polares, las cuales requieren que ambas x e y varíen, a usar coordenadas polares r y T, donde solo T tiene que variar. La transformación a nuevas coordenadas simplifica la descripción del sistema. La cuadratura de la primera y segunda señales de referencia: Una manera estándar para señales sinusoidales desmoduladas . La desmodulación es un método para estimar la amplitud y fase de cualquier sinusoide, una vez que su frecuencia es conocida. El filtro dentado proporciona la estimación de frecuencia de las señales de arranque. De la estimación de frecuencia de la función de dar vuelta genera dos sinusoides a la misma frecuencia, 90 grados fuera de la fase con cada una de ellas (la definición de cuadratura, 90 grados en fase) , usualmente a alguna unidad de amplitud. Función de escalamiento: Multiplicar una señal por una constante, o un vector de constantes. Matriz aumentada: El aumento de una matriz es adicionar hileras y columnas para una matriz dada. Usada para combinar una matriz desconocida con una constante conocida que usa la dimensión completa del problema, p. ej . , adicionar una columna de unos, o una hilera con cero en esta. Aumentar el parámetro de pendiente con el parámetro de intercepción es una técnica conformada de la curva de mínimos cuadrados estándar. Parámetro de pendiente e intercepción: La ecuación y=mx+b es una representación de una línea recta, m es el parámetro de la pendiente, b es el parámetro de la intercepción. Pseudoinversa de la matriz aumentada: Matemáticamente una línea puede ser conformada a exactamente dos puntos. Sin embargo, cualquiera de los dos puntos de datos también tiene un componente de ruido desconocido. La conformación de una línea cada dos puntos da una estimación de ruido de la línea.

Se utilizan muchos conjuntos de puntos de datos que pueden promediarse fuera del ruido de vida real, dando una mucha mejor, estimación de ruido menor de los parámetros de pendiente e intercepción. Una forma de conformar una línea recta a través de muchos puntos con una gran cantidad de ruido es usar una técnica de mínimos cuadrados . Una técnica de mínimos cuadrados minimiza la suma de las distancias de todos los puntos de datos de la línea conformada. Una pseudoinversa es una forma eficiente, estándar, para implementar un proceso de conformación de mínimos cuadrados. Al utilizar la matriz aumentada en la pseudoinversa encuentra ambos parámetros la pendiente y la intercepción en un cálculo. El aumento de la matriz para la pseudoinversa calcula la mejor conformación de la línea que tiene un parámetro de intercepción no cero, p. ej . , ésta no tiene que pasar a través del origen.

Breve Descripción de los Dibujos FIG.l es un diagrama esquemático que conceptualmente ilustra una estructura del sensor de flujo de tubo curvado. FIG.2 es un diagrama esquemático que conceptualmente ilustra una estructura del sensor de flujo de tubo-recto. FIG.3 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato de estimación de flujo de masa de conformidad con las modalidades de la invención.

FIG.4 es un diagrama esquemático que ilustra un circuito procesador de señal de conformidad con otras modalidades de la invención. FIG.5 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato de estimación de flujo de masa de conformidad con otras modalidades de la invención. FIG. 6 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato de estimación de flujo de masa y densidad de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.7 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato para generar las estimaciones de fase de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.8 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato para generar las estimaciones de fase de conformidad con otras modalidades de la invención. FIG.9 es un diagrama esquemático que ilustra un aparato para generar las estimaciones de diferencia de tiempo de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.10 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar el flujo de masa de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.11 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar el flujo de masa de conformidad con otras modalidades de la invención. FIG.12 y 13 son diagramas de forma de onda que ilustran las operaciones de la estimación de flujo de masa de conformidad con la invención. FIG.14 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar iterativamente un vector de escalamiento de flujo de masa de conformidad con las modalidades de la presente invención. FIG.15 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para generar las estimaciones de fase de conformidad con las modalidades de la invención. FIG. 16 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar el flujo de masa de conformidad con otras modalidades de la invención. FIG.17 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para generar las estimaciones de diferencia de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.18 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar el flujo de masa de conformidad con las modalidades de la invención. FIG.19 es un diagrama de flujo que ilustra las operaciones para estimar la densidad de conformidad con las modalidades de la invención. FIGS. 20A,20B y 21-27 son diagramas de forma de ondas que ilustran e emplarmente los efectos de los cambios del sistema de conformidad con los aspectos de la invención. FIGS.28-30 son diagramas de flujo que ilustran las operaciones para los estados del sistema de monitoreo y compensación para los cambios de sistema de conformidad con las modalidades de la invención.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención será descrita más adelante de forma completa con referencia al acompañamiento de dibujos en la cual las modalidades preferidas de la invención se muestran. Esta invención puede, sin embargo, estar en modalidad en muchas formas diferentes y no debería ser construida como limitada a las modalidades puestas de aguí en adelante; preferiblemente, estas modalidades son proporcionadas puesto gue esta discusión será minuciosa y completa, y transmitirá totalmente el alcance de la invención a aguellos expertos en la técnica. Los números similares se refieren a los elementos similares en su totalidad. Como será apreciado por uno de los expertos en la técnica, la presente invención pueden ser modalidades como sistemas (aparatos) , métodos, o productos de programa de computadora. Las modalidades de la presente invención descritas aguí se refieren a los medidores de flujo de masa Coriolis. Aguellos expertos en la técnica apreciarán, sin embargo, gue la invención descrita aguí es generalmente aplicable para determinar el movimiento en una amplia variedad de estructuras mecánicas, y así los aparatos y métodos de la presente invención no están limitados al medidor de flujo de masa de Coriolis. Como será apreciado por uno de los expertos en la técnica, la presente invención pueden ser modalidades como aparatos y/o método y/o producto de programa de computadora. Por consiguiente, la presente invención puede ser implementada en hardware o en una combinación de aspectos hardware y software. Así mismo, la presente invención puede también tomar la forma de un producto de programa de computadora que incluye un medio de almacenamiento útil de computadora que tiene un código de programa útil de computadora incorporado en el medio. Cualquier medio legible en computadora adecuado puede ser utilizado, incluyendo dispositivos de memoria de semiconductores (p.ej.,RAM, ROM, EEPROM, y los similares) , discos duros, CD-ROM, dispositivos de almacenamiento óptico y dispositivos de almacenamiento magnético. El código de programa de computadora para llevar a cabo las operaciones de la presente invención puede ser escrito en un lenguaje de programación orientado al objeto, tales como Java® o C++, y/o en un lenguaje de programación procesal, tales como "C" . El código del programa puede ejecutar una computadora simple o el dispositivo procesador de datos, tales como un microcontrolador, microprocesador, o procesador de señal digital (PSD) o puede ser ejecutado en dispositivos múltiples, por ejemplo, en dispositivos procesadores de datos múltiples que comunican vía serial o paralela de barras de distribución de datos dentro de un tablero de circuito electrónico, bastidor o ensamble, o el cual forma parte de una red de comunicaciones de datos tales como una red de área local (LAN), una red de área amplia ( AN) , o internet. La presente invención está descrita abajo con referencia a las ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagramas de bloque de métodos, aparatos (sistemas) y productos de programa de computadora de conformidad con las modalidades de la invención. Será entendido que cada bloque de las ilustraciones de diagrama de flujo y/o diagramas de bloque y combinaciones de bloques en las ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagramas de bloque, pueden ser implementados por el código del programa de la computadora (instrucciones) . Estos códigos de programa de computadora pueden ser proporcionados para un procesador de una computadora para propósito general, computadora para propósito especial, u otros aparatos de procesamiento de datos programables para producir una máquina, de tal forma que las instrucciones, las cuales se ejecutan vía el procesador de la computadora u otros aparatos que procesan datos programables, crear medios para implementar las funciones especificadas en el diagrama de flujo y/o diagrama de bloque o bloques. Estos productos de programa de computadora también pueden ser incorporados en un medio de almacenamiento legible en computadora (p.ej., disco magnético o memoria de semiconductor, memoria magnética de código o los similares) que pueden ir directamente a una computadora u otros aparatos que procesan datos programables para funcionar de una manera particular, tal que el programa de computadora guardado en la memoria legible de la computadora produce un artículo de manufactura que incluye los significados de la instrucción la cual implementa la función especificada en el diagrama de flujo y/o diagrama de bloque o bloques. El código del programa de la computadora puede también ser cargado dentro de una computadora u otros aparatos que procesan datos programables que causan una serie de pasos operacionales para funcionar en la computadora u otros aparatos programables que producen un proceso implementado de computadora de tal forma que el código que ejecuta en la computadora u otros aparatos programables proporciona los pasos para la implementación de las funciones especificadas en el diagrama de fluj o y/o diagrama de bloque o bloques .

Comportamiento Modal de un Conducto vibratorio El comportamiento de una estructura vibratoria tal como conducto de un medidor de flujo de masa Coriolis, puede ser descrito en términos de uno o más modos naturales que están asociados con frecuencias naturales de vibración. Los modos y las frecuencias naturales asociadas pueden ser matemáticamente descritas por vectores y valores asociados, los vectores siendo únicos en magnitud relativa pero no en magnitud absoluta y ortogonales con respecto a la masa y rigidez de la estructura. La colocación independiente linealmente de los vectores puede ser usada como una transformación a ecuaciones separadas que describen el movimiento de la estructura. En particular, la respuesta de la estructura a una excitación puede ser representada como una superposición de modos escalados, el escalamiento representa la contribución de cada modo al movimiento de la estructura. Depende de la excitación, algunos modos pueden contribuir más que otros, algunos modos pueden ser indeseables porque ellos pueden contribuir energía a la frecuencia de resonancia de los modos deseados, y por lo tanto, pueden distorsionar medidas que toman a la frecuencia de resonancia de un modo deseado, tal como las medidas de diferencia de fase que toman la frecuencia de mando. Los medidores de flujo de masa convencionales Coriolis típicamente usan filtración estructural y temporal para reducir los efectos de modos indeseables. Las técnicas de filtración estructural convencional la utilización de dispositivos mecánicos tales como barras de bronce diseñadas para desacoplar en fase y fuera de "fase modos doblados, arrancadores posicionados de tal forma que ellos son menos parecidos los modos indeseables excitados, y los transductores posicionados de tal forma que ellos son menos sensibles a los modos indeseables. Las técnicas de filtración estructural pueden ser muy efectivas en reducir energía de los modos indeseables, pero pueden ser limitadas por la geometría y restricción de fabricación. Las técnicas de filtración temporal típicamente modifican las señales del transductor basadas en los parámetros de dominio de tiempo o dominio de frecuencia. Por ejemplo, un medidor de flujo de masa típico Corilis puede incluir filtros de dominio de frecuencia diseñados para eliminar los componentes de frecuencia que son significativamente correlacionados con modos indeseados . Sin embargo, la energía fuera de resonancia de los modos indeseados pueden contribuir considerablemente a la energía de la frecuencia de resonancia de un modo deseado. Ya que los filtros de dominio-frecuencia generalmente son inefectivos al distinguir la contribución de modos múltiple a una frecuencia dada, la contribución de un modo indeseado a una frecuencia medida puede ser una fuente significante de error en el proceso de medición de parámetros. Una estructura del conducto del sensor con humedad insignificante y flujo cero puede ser asumido por tener modos de vibración normal o puramente natural real, por ejemplo, en cada modo, cada punto de la estructura alcanza la máxima diferencia simultáneamente. Sin embargo, un conducto real que tiene humedad no insignificante y un material que fluye a todo lo largo tiene una respuesta generalmente compleja de excitación, por ejemplo, los puntos de la estructura generalmente no alcanzan simultáneamente la amplitud máxima. El movimiento de la estructura del conducto puede ser descrito como un modo complejo que tiene componentes real e imaginario o, alternativamente, los componentes de fase y magnitud. Las fuerzas de Coriolis impartidas por el movimiento del material que fluye, hacen el movimiento del conducto del sensor matemáticamente complejo.

Aun si es complejo, el movimiento de una estructura del conducto puede ser descrito como una superposición de modos naturales escalados ("normal o "grado de libertad simple" (GDLS) ) ya que las partes real e imaginaria de un modo complejo son linealmente independientes por definición. Para representar el movimiento complejo, los coeficientes de escalamiento complejo pueden ser usados en combinación con los modos normales reales del componente. Los modos normales reales particulares pueden ser próximamente correlacionados con el componente imaginario del modo complejo en tanto que es significativamente menos correlacionado con el componente real del modo complejo. Por consiguiente, estos modos normales reales particulares pueden ser más próximamente correlacionados con las fuerzas de Coriolis asociadas con el material en el conducto del sensor, y así pueden proporcionar información para generar una estimación precisa de un parámetro asociado con el material . Un modelo conceptual de un tipo de sensor 100 del medidor de flujo de masa Coriolis se muestra en la FIG.l los transductores de movimiento 105 A, 105 B, 105 C, 105 D (p.ej., transductores de velocidad) son para detectar el. movimiento relativo del primero y segundo conductos curvos 103 A, 103 B del sensor 100 que vibran por un arrancador 106 como un material 108 que fluye a través de los conductos 103 A, 103 B, los transductores de movimiento 105 A, 105 B, 105 C, 105 D que producen las señales de movimiento 109. Un sensor del medidor de flujo de Coriolis "tubo recto" 200 ilustrado en la FIG. 2 incluye un conducto 203 configurado para contener un material 208 de una tubería 207 conectada al sensor 200 a las bridas 202. Dentro de un bastidor 204 alrededor del conducto 203, un accionador 206 es operado para excitar el conducto 203. Los transductores de movimiento 205 A, 205 B, 205 C, 205 D (los transductores de velocidad, acelerómetros u otros dispositivos sensibles al movimiento) son posicionados a lo largo del conducto 203. Los transductores de movimiento 205 A, 205 B, 205 C, 205 D producen señales de movimiento 209 que representan el movimiento del conducto 203 en respuesta a una pluralidad de fuerzas F que puede incluir, por ejemplo, una fuerza de transmisión impartida por el arrancador 206, las fuerzas de Coriolis que surgen del material que fluye 208, las fuerzas de presión ejercidas por el material 208 y otras fuerzas extrañas tales como las fuerza impartidas por la tubería 207 y las fuerzas generadas por bombas, compresores y otros equipos (no mostrados) conectados a la tubería 207 y transportados al conducto 203 vía las bridas 202. Para una estructura de medidor de flujo tales como las que se ilustran en las FIGS . 1 y 2 un vector de respuesta x puede ser estructurado de las señales producidas por el transductor de movimiento que está operativamente asociado con la estructura, tales como las señales de movimiento 109, 209 producidas por los transductores de movimiento 105A, 105B, 105C, 105D, 205A, 205B, 205C, 205D de las FIGS. 1 y 2. Por ejemplo, las señales de movimiento pueden ser muestreadas para generar valores de señal de movimiento xl t ¾,···, -¾ de un vector de respuesta x. Una matriz modal normal real , que es, una relación de la matriz del vector del vector de movimiento físico a un vector de movimiento modal IJ que representa el movimiento de una pluralidad de modos naturales (GDLS) , puede entonces ser identificado de tal forma que: La matriz modal f puede ser identificada usando diversas técnicas, incluyendo técnicas de prueba y error o inversas.

Medidores de flujo de Masa Ejemplares De conformidad con las modalidades de la presente invención, las técnicas de filtración modal selectiva son usadas para producir señales de movimiento de filtración selectiva del modo que son entonces usadas para generar las estimaciones de fase, las cuales son en turno usadas para generar una estimación de flujo de masa. Las modalidades ejemplares de conformidad a este aspecto de la presente invención serán ahora descritas, en particular, las modalidades que usan sensores de "tubo recto" tal como el sensor 200 de la FIG. 2. Aquellos expertos en la técnica apreciarán, sin embargo, que la presente invención también se aplica a las estructuras de conducto curvo, tales como las utilizadas en el sensor 100 ilustrado en la FIG.l, así como a las estructuras conteniendo otro material usadas en medidores de flujo de masa, densitómetros , y los similares. Aquellos expertos en la técnica más adelante apreciarán que la presente invención es también aplicable a la caracterización de movimiento en una variedad de otras estructuras. La FIG.3 ilustra un aparato de estimación de flujo de masa 300 de conformidad con las modalidades de la presente invención. El aparato 300 incluye un conducto conteniendo material 203 y transductores de movimiento asociados operativamente 205A, 205B, 205C, 205D de un sensor de medidor de flujo 200, a lo largo con un circuito procesador de señal 301 que es el operario para generar una estimación del flujo de masa de las señales de movimiento 305 producidas por los transductores de movimiento 205A, 205B, 205C, 205D. Números similares son usados en las FIGS. 2 y 3 para denotar los componentes similares del sensor 200, la descripción detallada la cual no será repetida aquí a la luz de la descripción de la FIG. 2. El circuito procesador de señal 301 incluye un filtro selectivo de modo 310 que es configurado para recibir las señales de movimiento 305 y componentes y el operario para pasar selectivamente uno o más componentes de las señales de movimiento 305 que produce una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo 315. El circuito procesador de señal 301 también incluye un estimador de fases 320, que tiene respuesta a las señales de movimiento filtradas de modo selectivo 315, y que operan para generar una pluralidad de estimados de fase 325 a partir de ellas. El circuito procesador de señal 301 además incluye un estimador de flujo de masa 330 que responde al estimador de fase 320 y produce una estimación de flujo 335 de la pluralidad de estimaciones de fase 325. La FIG. 4 ilustra un ejemplar de implementación de un filtro selectivo de modo 410, estimador de fase 420 y un estimador de flujo de masa 430 de 'conformidad con las modalidades de la presente invención. Una pluralidad de señales de movimiento 405 a, p. ej . , salidas análogas de velocidad u otros transductores de movimiento operativamente asociados con un conducto u otro recipiente conteniendo material, es muestreada y digitalizada por un convertidor A/D 440, que produce una pluralidad de señales de movimiento digital 405 b. Las señales de movimiento digital 405 b son procesadas por un filtro selectivo de modo digital 410 para producir una pluralidad de señales de movimiento de filtración digital selectiva del modo 415. Un estimador de fase digital 420 genera una pluralidad de estimaciones de fase digital 425 de la pluralidad de señales de movimiento de filtración digital selectiva del modo 415. Un estimador de flujo de masa digital 430 produce una estimación de flujo de masa digital 435 de la pluralidad de estimaciones de fase digital 425. Como se muestra, el filtro selectivo de modo 410, el estimador de fase 420 y el estimador de flujo de masa 430 pueden ser implementados como un código del programa legible en computadora ejecutado por un procesador de datos 450, por ejemplo, una combinación de una computadora ( p. ej . , un microcontrolador, microprocesador, procesador de señal digital (PSD) , u otro dispositivo de cómputo) y un medio de almacenamiento asociado (p . ej . , semiconductor de memoria, almacenamiento magnético, y/o almacenamiento óptico) . La FIG. 5 ilustra un ejemplar de un aparato de estimación de flujo de masa 500 de conformidad con las modalidades de la presente invención. El aparato 500 incluye un conducto que contiene material 203 y transductores de movimiento asociados operativamente 205A, 205B, 205C, 205D de un sensor de tubo recto 200 tales como están descritos con la referencia de la FIG. 2, la descripción detallada adicional de la cual no será repetida a la luz de la descripción de la FIG.2. Un circuito procesador de señal 501 incluye un filtro selectivo de modo 510 que está configurado para recibir las señales de movimiento 505 producidas por el sensor 200 y el operativo que pasa selectivamente uno o más componentes de las señales de movimiento 505 que producen una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo 515. El filtro selectivos del modo 510 es más adelante el operativo que produce al menos una señal de movimiento modal 517, p. ej . , al menos una señal que representa el movimiento del conducto 203 en un dominio modal definido por al menos un modo natural (GDLS) del conducto 203. El filtro selectivo de modo 510 es preferiblemente derivado de una caracterización modal del sensor 200. El circuito procesador de señal 501 además incluye un estimador de fase 520 que es responsable del filtro selectivo de modo 510 y operativo para generar una pluralidad de estimaciones de fase 525 de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo 515. El circuito procesador de señal 501 también incluye un estimador de flujo de masa 530 que responde al estimador de fase 520 y produce una estimación de flujo de masa 535 de la pluralidad de estimaciones de fase 525 usando al menos una estimación de frecuencia 545 generada por un estimador de frecuencia de modo 540. El estimador de frecuencia de modo 540 produce al menos una estimación de frecuencia de modo 545 que responde por lo menos a una señal de movimiento modal 517. El circuito procesador de señal 501 además incluye un estimador de densidad 550 que responde a al menos una estimación de frecuencia de modo 545 para generar una estimación de densidad 555. La FIG. 6 ilustra un aparato operativo 600 que estima el flujo de masa y densidad de una pluralidad de señales de movimiento 605, de conformidad con las modalidades de la presente invención. El aparato 600 incluye un filtro selectivo de modo 610, un estimador de fase 620, un estimador de flujo de masa 630, un estimador de frecuencia de modo 640 y un estimador de densidad 650. El filtro selectivo de modo o (o "paso de modo") 610 incluye una transformación modal 612 que transforma una pluralidad de señales de movimiento 605 dentro de una pluralidad de señales de movimiento modal 613 que representa el movimiento en una pluralidad de modos naturales, como se describe arriba con referencia a la ecuación (1) . El filtro selectivo de modo 610 también incluye una transformación selectiva de modo 614 que transforma selectivamente la pluralidad de señales de movimiento modal 613 en retroceso del dominio modal, produce señales de movimiento de filtración selectiva del modo 615 que son filtradas tal que los componentes de las señales de movimiento original 615 que están asociadas con uno o más modos deseados, son preferentemente pasados en relación a los componentes asociados con otros, modos naturales no deseados. Las señales de movimiento modal 623 son pasadas en el estimador de frecuencia de modo 640, la cual genera una o más estimaciones de frecuencia de modo 645. Las señales de movimiento de filtración selectiva del modo 615 son pasadas en el estimador de fase 620, el cual genera una pluralidad de estimaciones de fase 625 de ahí se usa una referencia de fase que es derivada de la pluralidad de señales de movimiento 605. Por ejemplo, como se describe en detalle con la referencia de la FIG.7 abajo, la referencia de fase puede ser derivada de una o más de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo 615. Alternativamente, la referencia de fase puede ser derivada de una o más estimaciones de frecuencia de modo 645 generada de una o más de las señales de movimiento modal 613 por el estimador de frecuencia de modo 640. Las estimaciones de fase 625 son pasadas dentro del estimador de flujo de masa 630 que incluye un estimador de diferencia de tiempo 632 y un integrador espacial 634. Se utiliza una o más estimaciones de frecuencia de modo 645 generadas por el estimador de frecuencia de modo 640, el estimador de diferencia de tiempo 632 genera una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo 633 de la pluralidad de estimaciones de fase 625. El estimador de diferencia de tiempo 640 puede también usar diferencias de tiempo de referencia flujo cero 631, por ejemplo, las diferencias de tiempo que representan valores bajo una condición de flujo de masa cero la cual puede distorsionar las medidas a otras proporciones de flujo de masa, para generar las diferencias de tiempo 633 que son corregidas para tal "compensación cero" . Como se describe abajo, una estimación de frecuencia de modo para generar una frecuencia de modo de la unidad puede ser generada por el estimador de frecuencia de modo 640 y las estimaciones de fase pueden ser divididas por esta frecuencia de modo de la unidad estimada que proporciona las estimaciones de diferencia de tiempo incorrectas. Las estimaciones de diferencia de tiempo incorrectas pueden entonces ser corregidas usando las diferencias de tiempo de referencia flujo cero 631 (p. ej . , por substracción de eso) para generar las estimaciones de diferencia de tiempo 633. Las estimaciones de diferencia de tiempo 633 generadas por el estimador de diferencia de tiempo 632 son proporcionadas a un integrador espacial 634. Como se describe en detalle abajo, el integrador espacial 634 puede determinar un parámetro de la pendiente de una función de vector de escalamiento que relaciona la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo 633 a una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia 637 correspondiente a un flujo de masa conocido. Este parámetro de la pendiente puede entonces ser usado para generar una estimación de flujo de masa 635 del flujo de masa conocido. Como también se muestra en la figura 6, el estimador de densidad 650 puede también usar el estimador de frecuencia de modo 645 para generar una estimación de densidad del material para el cual el flujo de masa está siendo determinado. El estimador de densidad 650 puede utilizar técnicas similares a aquellas usadas para generar una estimación de densidad 655 de una señal de transductor de filtración que no es selectiva en modo. Por ejemplo de conformidad con las modalidades de la presente invención, las estimaciones de densidad pueden ser generadas por el uso de las estimaciones de frecuencia modal en lugar de las estimaciones de frecuencia convencional utilizadas en las patentes antes mencionadas. Las FIG 7-9 ilustran ejemplares de estructuras para implementar varios componentes de la FIG. 6 será apreciado que el filtro selectivo de modo 610 el estimador de fase 620, estimador de flujo de masa 630, el estimador de frecuencia de modo 640 de la FIG.6 así como las estructuras de las FIGS.7-9 pueden ser implementadas en un dominio digital, por ejemplo, como módulos ejecutables, subrutinas, objetos y/u otros tipos de software y/o microprogramas que corren en un microprocesador, microcontrolador, PSD u otro dispositivo de computación. En tales implementaciones, "señales", tales como las señales de movimiento modal 613, las señales de movimiento de filtración selectiva del modo 615 y las estimaciones de fase 633, pueden incluir vectores de valores de señal digital que son producidas a intervalos de cálculo y sobre los cuales los cálculos son desarrollados para implementar las funciones descritas. Sin embargo, se apreciará que todas o algunas de estas señales puedan en general, ser digitales o análogas y que las operaciones desarrolladas ahí pueden ser desarrollas por un hardware digital para ese propósito en especial y/o un hardware análogo analógico . La FIG.7 ilustra un ejemplo de un estimador de fase 700 de conformidad con las modalidades de la presente invención. El estimador de fase 700 incluye un estimador de frecuencia 710 que estima una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo 7Olí de una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo 701?, 7012, ..701n. El estimador de frecuencia 710 produce una estimación de frecuencia 715 la cual es aplicada a un generador de señal de referencia de cuadratura 720 que genera la primera y segunda (p.ej., seno y coseno) señales de referencia 725 a, 725 b que tienen la frecuencia estimada y que están en la cuadratura de la fase con respecto una de la otra. El estimador de frecuencia 710 puede, por ejemplo, ser un filtro dentado adaptado implementado digitalmente que es operativo para determinar la estimación de frecuencia 715, y el generador de señal de referencia de cuadratura 720 puede generar las señales de referencia de cuadratura 725 a, 725 b que usan una función "de toque ligero" . Sin embargo, será apreciado que otras técnicas, que incluyen otras técnicas de procesamiento de señal análoga y digital para generar la fase y las señales de referencia de cuadratura, pueden ser usadas para generar la estimación de fase 715 y/o las señales de referencia de cuadratura 725 a, 725 b. Por ejemplo, más que generar la estimación de frecuencia 715 de una señal de filtración selectiva del modo como se muestra en la FIG, 7, la estimación de frecuencia puede ser una estimación de frecuencia de modo, tal como una o más de las estimaciones de frecuencia de modo 645 producidas por el estimador de frecuencia de modo 640 de la FIG.6. La primera y segunda señales de referencia de fase 725 a, 725 b son aplicadas a una pluralidad de calculadores de fase 730i, 7302, - . , 730n, respectivamente unas de otras de las cuales las estimaciones de fase respectivas generadas 735i, 7352, .., 735n de unas de las respectivas señales de movimiento de filtración selectiva del modo 701?, 7012/ .. , 701n. Las estimaciones de fase 7352/ .. , 735n son entonces normalizadas con respecto a una de las estimaciones de fase 735i, por una normalizadora 740 para producir una pluralidad de estimaciones de fase normalizada 745i, 7452, .., 745n. Las estimaciones de fase normalizadas 745x, 7452, .., 745n pueden entonces ser usadas para estimar el flujo de masa, como se describe arriba con referencia a la FIG.6. Refiriendo otra vez la FIG. 6, el estimador de frecuencia de modo 640 puede usar técnicas de estimación de frecuencia similares a aquellas descritas arriba con referencia a la FIG.7. Por ejemplo, las técnicas de filtración dentada de adaptación de determinación de frecuencia, puede ser usada para generar al menos una estimación de frecuencia 645 para al menos una de las señales de movimiento modal 617. Los ejemplares de operaciones de computación para desmodular una señal de movimiento de filtración selectiva del modo 701 usan las señales de referencia de la cuadratura sintetizada (p. ej . , seno y coseno) 725a, 725b son ilustradas en la FIG.8. La señal de movimiento- de filtración selectiva del modo 701j es multiplicada separadamente por cada una de las señales de referencia de cuadratura 725a, 725b, y generan señales del componente imaginario y real 805a, 805b. Una calculadora de arco tangente 810 entonces calcula un arco tangente de las señales del componente imaginario y real 805b, 805a para generar una estimación de fase 735j . "Preferiblemente, las señales del componente imaginario y real 805b, 805a son filtrados antes de: la aplicación de la calculadora arco tangente 810 , tal que los componentes no-DC de las señales 805b, 805a son atenuados. La FIG.9 ilustra un ejemplar de la estructura de cálculo para generar estimaciones de diferencia de tiempo corregidas 633 de conformidad con las modalidades de la presente invención. Un vector de estimaciones de fase 625 (el cual puede ser normalizado) está dividido por una frecuencia de modo estimada 645, preferentemente una o más frecuencias asociadas con un modo de la unidad. El vector resultante de las diferencias de tiempo 915 está entonces corregido por la substracción de un vector correspondiente de diferencias de tiempo de referencia flujo cero 631, que producen un vector de estimaciones de diferencia de tiempo corregido 633. Una corrección similar podría alternativamente lograrse por la substracción de un vector de fase de valores asociados con flujo cero de las estimaciones de fase ?35?, 7352, ... , 735n descritos arriba.

Integración Espacial de Estimaciones de Diferencia de Tiempo De conformidad con otros aspectos de la presente invención, las estimaciones de diferencia de tiempo, tales como las estimaciones de diferencias de tiempo corregidas descritas arriba, pueden ser procesadas usando un procedimiento de "integración espacial" para producir una estimación de flujo de masa. De conformidad con varias modalidades de la presente invención descritas abajo, numerosas técnicas pueden ser usadas para determinar un parámetro de pendiente que relaciona las estimaciones de diferencia de tiempo asociadas con un flujo de masa desconocido que se refiere a las diferencias de tiempo asociadas con un flujo de masa desconocido, que incluyen las técnicas pseudoinversas de forma cerrada y técnicas iterativas. Este parámetro de pendiente puede ser usado para generar una estimación de flujo de masa desconocido. Como se describe en la antes mencionada Solicitud de Patente de los E.U.A. No. de Serie 09/116,410 registrada Julio 16, 1998, un vector e de los valores de diferencia de tiempo a un flujo de masa conocido Fc puede ser identificado, y un flujo de masa desconocido puede ser descrito en término de este vector de diferencia de tiempo de referencia ß por una multiplicación escalar que es, un vector de diferencias de tiempo estimado Xe para un flujo de masa desconocido puede ser escalado por un factor de escala a (referido anteriormente aquí como un "parámetro de pendiente") para producir el vector de diferencia de tiempo de referencia e. Para determinar el flujo de masa desconocido, el flujo de masa conocido Fc es multiplicado por el parámetro de pendiente A. El vector de diferencia de tiempo de referencia Ye y el vector de estimación de diferencia de tiempo Xe pueden ser relacionados como: Xe = aYe + b (2) El rearreglo de la ecuación (2) da: donde la matriz aumentada Z está formada por aumento del vector de diferencia de tiempo de referencia Ye con una columna de unos. La ecuación (3) puede resolverse por el vector de escalamiento c por premultiplicación del vector de estimación de diferencia de tiempo Xe por la pseudoinversa W de la matriz aumentada Z. c = Z_1Xe = Xe (4) donde el operador inverso de la matriz es usado para denotar una pseudoinversa. La resolución para el vector c y entonces multiplicar Fa por el parámetro de pendiente a del vector c puede proporcionar una estimación de flujo de masa.

Las FIG.IO y 11 están ilustradas en el diagrama de flujo de ejemplares de operación para generar una estimación de flujo de masa de una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de conformidad con varias modalidades de la presente invención. Aquellos expertos en la técnica entenderán que las operaciones de estas ilustraciones de diagramas de flujo tal vez pueden ser implementadas usando instrucciones de computadora. Estas instrucciones pueden ser ejecutadas en una computadora u otro aparato de procesamiento de datos, tales como el procesador de datos 450 de la FIG.4, crear un aparato operativo (sistema) que desarrolle las operaciones ilustradas . Las instrucciones de la computadora pueden también ser almacenadas como código del programa legible en computadora en un medio legible en computadora, por ejemplo, una memoria de circuito integrado, un disco magnético, una cinta o los similares, que pueden dirigir una computadora u otros aparatos de procesamiento de datos que desarrollen las operaciones ilustradas, asi proporciona los medios para desarrollar las operaciones ilustradas. El código del programa legible en computadora puede también ser ejecutado en una computadora u otro aparato de procesamiento de datos que provoca que el aparato desarrolle un proceso de implementación de computadora. De conformidad, las FIGS . 10 y 11 soportan aparatos (sistemas) , los productos del programa de computadora y los métodos para desarrollar las operaciones ilustradas aquí . La FIG. 10 ilustra operaciones 1000 para generar una estimación de flujo de masa del vector xe de las estimaciones de diferencia de tiempo a lo largo de las líneas descritas arriba de conformidad con las modalidades de la presente invención. Una pseudoinversa W de una matriz aumentada Z incluye un vector de diferencias de tiempo de referencia Ye asociada con el flujo de masa Fc aumentada por una columna de unos es determinada (Bloque 1010) . La determinación de la matriz aumentada Z y la matriz pseudoinversa W puede ser hecha en una base intermitente, p. ej.,a calibración, que reduce las cargas computacionales . El vector de estimaciones de diferencia de tiempo Xe es multiplicado por la matriz pseudoinversa W, para producir un vector de escalamiento c, que incluye un parámetro de pendiente a y un parámetro intercepción b (Bloque 1020) . El parámetro de pendiente a es entonces multiplicado por el flujo de masa conocido Fc que produce una estimación de flujo de masa (Bloque 1030) . Será apreciado que la estimación del flujo de masa puede ser además procesada; por ejemplo, la estimación del flujo de masa puede ser promediada con otras estimaciones de flujo de masa determinadas sobre un período de tiempo para producir una medida de flujo de masa filtrada (Bloque 1040) . El parámetro de intercepción b puede también ser monitoreado, por ejemplo, para detectar los cambios del sistema (Bloque 1050) . Hay diversas ventajas para monitorear el parámetro de intercepción b del vector c, como será discutido en detalle abajo. Sin embargo, no es necesario calcular el parámetro de intercepción Jb para generar una estimación de flujo de masa. La ecuación (2) puede ser reescrita como: ?,=?,a (5) que no usa un parámetro de intercepción Jb. La ecuación (5) puede ser vista como un intento que coincida con la forma del vector de estimación de diferencia de tiempo Xe a la forma del vector de diferencia de tiempo de referencia Ye sin contar para la normalización de fase. La ecuación (5) puede trabajar si el vector de estimación de diferencia de tiempo Ye y el vector de diferencia de tiempo de referencia Xe son arbitrariamente normalizados, y pueden producir mejores resultados si todas las fases son normalizadas por la fase de referencia antes de la determinación de las estimaciones de diferencia del tiempo Xe- Para resolver el parámetro de pendiente a, la siguiente relación puede ser usada: a =Y/'X,. (6) La FIG. 11 ilustra las operaciones 1100 para generar una estimación de flujo de masa sin determinar el parámetro de intercepción Jb de conformidad con las modalidades de la presente invención. Una pseudoinversa e'1 del vector de diferencias de tiempo de referencias Ye asociadas con un flujo de masa conocido Fc es determinada (Bloque 1110) la determinación de la pseudoinversa Ye 1 puede ser hecha en una base intermitente, por ejemplo, al calibrar, para reducir las cargas" computacionales . El vector de las estimaciones de diferencia de tiempo Xe es multiplicado por la pseudoinversa Ye'x para determinar un parámetro de pendiente a (Bloque 1120) . El parámetro de pendiente a es entonces multiplicado por el flujo de masa conocido Fc que produce una estimación de flujo de masa (Bloque 1130) . Será apreciado que la estimación del flujo de masa puede ser además procesada, por ejemplo, la estimación del flujo de masa puede ser promediada con otras estimaciones de flujo de masa determinadas sobre un período de tiempo para producir una medida de flujo de masa filtrada (Bloque 1140) . Las FIGS. 12 y 13 gráficamente ilustran los resultados de la prueba para un prototipo de medidor de flujo de masa Coriolis de conformidad con las modalidades de la invención que indica que la determinación del parámetro de intercepción b no es necesario para generar las estimaciones del flujo de masa. En particular, las FIGS. 12 y 13 ilustran que las estimaciones de flujo de masa generadas sobre intervalos de tiempo de interés (aproximadamente 10 a aproximadamente 30 segundos) que usan unos de los métodos respectivos de pseudoinversa descritos arriba (p.ej., con y sin determinación del parámetro de intercepción b, respectivamente) muestra un grado similar de acuerdo con las medidas de proporción de flujo de masa experimental para los intervalos de tiempo obtenidos usando otros medios. De conformidad con otras modalidades de la presente invención, una técnica iterativa puede ser usada para resolver el vector c en lugar de la técnica pseudoinversa descrita arriba. Una ecuación de error L(k)= Xe(k)- Zc(k-l) (7) Y una función de costo asociada puede ser definida. Un método de gradiente puede ser usado para encontrar una solución que reduce la función de costo J a un nivel deseado, con el gradiente dado por: Los pasos pequeños pueden ser tomados bajo el gradiente hacia un valor mínimo de la función de costo J. A un paso k, una nueva estimación del vector c{k) es producida usando la siguiente relación: c(k) = c(k- l)-y~ = c(k- D+yLZ , (10) oc en donde el vector c(k-l) representa el resultado producido por la iteración precedente de k-1 y ? es una proporción adaptada para el proceso. Los cálculos pueden ser repetidamente desarrollados hasta que la función de costo J es reducida a un nivel predeterminado, ? debería ser más grande que cero y menor que 2 para asegurar la convergencia. El valor de ? generalmente impacta la proporción de convergencia y la sensibilidad del proceso iterativo al ruido. Generalmente, entre más grande el valor de ?, más rápida la convergencia del proceso; sin embargo, un valor más grande para ? puede incrementar la sensibilidad al ruido. Un valor óptimo para ? puede ser determinado experimentalmente , el cual un valor típico es de 0.1. La ecuación (10) representa una aproximación de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) para la estimación de parámetros. Una versión Mínimos Cuadrados Medios Normalizados (MCMN) potencialmente más robusta de esta aproximación adaptativa puede también puede ser usada como sigue: donde 0<?<2 (12), Y a es una constante que es incluida para reducir la probabilidad de la inestabilidad numérica si la norma de Z se aproxima a cero . Para proporcionar la convergencia de la ecuación (11) , la ecuación (12) deberá ser satisfecha. El valor de a preferiblemente es un valor positivo pequeño y puede ser seleccionado basado en la experimentación.

La FIG. 14 ilustra las operaciones 1400 de conformidad con las modalidades de la presente invención, en la cual un vector de escalamiento c es iterativamente determinado a lo largo de las líneas descritas arriba. Un vector Xe de las estimaciones de diferencia de tiempo es generado (Bloque 1410) . Una estimación del vector de escalamiento inicial c(k) es generada (Bloque 1420). El valor inicial c(k) puede ser, por ejemplo, cero o una estimación final de un vector de escalamiento c generado de un valor previo de Xe. Suponiendo que la proporción de flujo no cambia drásticamente entre las medidas de flujo, la última selección puede incrementar la velocidad de convergencia, ya que el valor estimado previamente para el vector de escalamiento c deberá estar próximo al nuevo valor a ser determinado. Se determinan el error asociado L(k) (Bloque 1430) y el costo J(k) (Bloque 1440) p. ej . , se usan las ecuaciones (7) y (8) . Si el costo J(k) es menor que un valor predeterminado, indica una precisión aceptable de la estimación del vector de escalamiento c(k), una estimación de flujo de masa puede ser generada (Bloque 1450, 1455) y un nuevo vector de estimaciones de diferencia de tiempo generada (Bloque 1410) . Si no, una estimación actualizada del vector de escalamiento c(k) es generada usando, por ejemplo, la ecuación (10) o ecuación (11) (Bloques 1460,1470), y un nuevo error y valores de la función de costo son calculadas (Bloques 1430,1440).

Aquellos expertos en la técnica apreciarán que las operaciones otras que esas descritas con referencia a la FIG.14 pueden ser usadas con la presente invención, por ejemplo, será apreciado que muchos de los cálculos pueden ser combinados o variados . También será apreciado que hay muchas técnicas iterativas diferentes que pueden ser usadas para resolver la ecuación 3 más allá de las técnicas MC y MCMN descritas arriba. Las FIGS. 15-19 son ilustraciones de diagramas de flujo de ejemplares de operaciones de conformidad con las modalidades de la presente invención. Aquellos expertos en la técnica entenderán que las operaciones de esas ilustraciones de diagrama de flujo pueden ser implementadas usando instrucciones de computadora. Estas instrucciones pueden ser ejecutadas en una computadora u otro aparato de procesamiento de datos, tales como el procesador de datos 450 de la FIG. 4, que crea un aparato operativo (sistema) para desarrollar las operaciones ilustradas. Las instrucciones de computadora también pueden ser almacenadas como un código del programa legible en computadora en un medio legible en computadora, por ejemplo, una memoria de circuito integrado, un disco magnético, una cinta o los similares, que pueden dirigir una computadora u otro aparato procesador de datos para desarrollar las operaciones ilustradas así proporciona por medio del desarrollo de las operaciones ilustradas . El código del programa legible en computadora puede también ser ejecutado en una computadora u otros aparatos de procesamiento de datos que causa el aparato para desarrollar un proceso implementado de computadora. De conformidad con las FIGS. 15-19 soportan los aparatos (sistemas), los productos de programa de computadora y los métodos para desarrollar las operaciones ilustradas en ésta. De conformidad con las modalidades de la presente invención ilustradas por la FIG.15, las operaciones 1500 para generar estimaciones de fase asociadas con el movimiento de una estructura que incluye una filtración selectiva de modo de una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura para generar una pluralidad correspondiente de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo que usan, por ejemplo, técnicas tales como aquellas descritas arriba con la referencia de la FIG.6 (Bloque 1510) . Una pluralidad de estimaciones de fase es entonces generada de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo (Bloque 1520) . En el ejemplar de operaciones de estimación de flujo de masa 1600 de conformidad con las modalidades de la presente invención ilustradas en la FIG. 16, una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de un conducto, son filtradas selectivas del modo para producir una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo (Bloque 1610) . Una pluralidad de estimaciones de fase es entonces generada de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo (Bloque 1620) , y es usada para generar una estimación de flujo de masa (Bloque 1630) . En el ejemplar las operaciones de estimación de diferencia 1700 de conformidad con las modalidades de la presente invención ilustradas en la FIG.17 una pluralidad de señales de movimiento que representa el movimiento de una estructura que son filtradas selectiva de modo para producir una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo (Bloque 1710) . Una frecuencia de una primera señal de movimiento de filtración selectiva del modo es determinada usando, por ejemplo, las operaciones de filtración dentada adaptada descritas arriba con referencia a la FIG.7 (Bloque 1720). Una estimación de diferencia, por ejemplo, una estimación de diferencia de fase y/o una estimación de diferencia de tiempo, es entonces determinada de una segunda señal de movimiento de "filtración selectiva del modo que usa, por ejemplo, las operaciones de desmodulación descritas con referencia a la FIG.7 (1730) . La FIG. 18 ilustra las- operaciones 1800 para generar una estimación de flujo de masa de conformidad con aún otras modalidades de la presente invención. Una pluralidad de señales de movimiento representa el movimiento de un conducto que son procesadas para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia, por ejemplo, las estimaciones de diferencia de tiempo o las estimaciones de diferencia de fase (Bloque 1810) . Un parámetro de pendiente relaciona la pluralidad de estimaciones de diferencia a una pluralidad de valores de diferencia de referencia que corresponden a un flujo de masa conocido, es entonces estimado (Bloque 1820) , y una estimación de flujo de masa es generada del parámetro de pendiente estimado y el flujo de masa conocido (Bloque 1830) . Estas operaciones pueden ser implementadas usando, por ejemplo, las operaciones descritas arriba con referencia a las FIGS. 10 Y 11. En el ejemplar de las operaciones de estimación de densidad 1900 de conformidad con otras modalidades de la presente invención ilustradas en la FIG.19 una transformación modal es aplicada a una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de un recipiente conteniendo material para generar al menos una señal de movimiento modal que representa el movimiento correspondiente en un dominio modal definido por al menos un modo vibratorio del recipiente (Bloque 1910) . Al menos una frecuencia de modo es entonces determinada de al menos una señal de movimiento modal (Bloque 1920) , y una densidad del material en el recipiente es determinada de al menos una estimación de frecuencia de modo (Bloque 1930) , por ejemplo, como se describe arriba con referencia a la FIG.6.

Monitoreo de la intercepción espacial u otras medidas de correlación para detectar el estado del sistema. Como se menciona arriba con referencia a las FIGS. 10 Y 11, aunque el parámetro de intercepción b .del vector de escalamiento c no es necesario para la estimación de flujo de masa, puede ser útil para detectar los cambios de sistema, tales como una falla del transductor de movimiento, cambios en las . condiciones de montaje y los similares. La utilidad potencial del parámetro de intercepción está ilustrada por las gráficas de las FIGS. 20A-20B y 21. Las figuras 20A-20B gráficamente ilustran los cambios simulados en la proporción de flujo de masa computado y un parámetro de intercepción espacial, respectivamente, para fallas de un transductor de movimiento a aproximadamente 20 segundos, la falla del transductor particular es simulada al ajustar a cero los elementos correspondientes de los vectores de las estimaciones de diferencia de tiempo producidas por el transductor. Como se muestra en la FIG. 20A, la pérdida de un transductor produce un cambio en la proporción de flujo de masa computada, la cual puede ser erróneamente interpretada como un cambio actual en la proporción de flujo de masa. El cambio en el parámetro de intercepción puede ser usado, de conformidad con las modalidades de la presente invención, al disparador de un esquema de corrección de falla. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 20A y 20B, la pseudoinversa W de una matriz aumentada Z puede ser recalculada por la evidencia de la hilera correspondiente al transductor de falla, y entonces usada para generar nuevas estimaciones de flujo de masa. Como se muestra, en la FIG. 20A donde tal corrección es implementada para las estimaciones de flujo.de masa que inician a aproximadamente 40 segundos, la precisión mejorada puede ser lograda. En particular, para los ejemplos mostrados, un error de 0.5% es logrado con tal corrección en comparación al 4% de error que ocurre sin tal corrección. Como se muestra en la FIG. 21, la cual ilustra los valores del parámetro de intercepción para fallas de cada uno de los miembros de un grupo de 5 transductores de movimiento, las fallas de un transductor de movimiento pueden ser señaladas por un gran cambio correspondiente en el parámetro de intercepción, un fenómeno el cual típicamente no ocurriría en respuesta a un cambio simple en el flujo de masa. Otros cambios de sistema, tales como cambios en montaje u otras condiciones, pueden también ser identificados por cambios en el parámetro de intercepción. En particular la FIG.22 ilustra cambios en el parámetro de intercepción para un prototipo de un medidor de flujo de masa Coriolis después de que es adicionada humedad a la estructura del medidor. El parámetro de intercepción es uno de una variedad de medidas de correlación diferentes que pueden ser usadas para detectar cambios del sistema de conformidad con las modalidades de la presente invención. En general, una vez que un vector de escalamiento c ha sido calculado, la ecuación (3) de arriba puede ser aplicada para dar. un vector de diferencias de tiempo Xest> el cual es un adecuado mínimo cuadrado de un vector "medido" de las diferencias de tiempo Xe (producido como se describe arriba) a un vector base: XeBt = Zc (13) El vector pronosticado de las diferencias de tiempo Xest puede ser comparado al vector de medida de las estimaciones de diferencia de tiempo Xe que produce una medida de correlación que puede ser usada para varios propósitos. La comparación puede ser hecha intermitentemente o a cada cálculo de flujo de masa. En las modalidades de la presente invención, un coeficiente de correlación r puede ser generado del vector pronosticado de las diferencias de tiempo Xest y usado para detectar los cambios del sistema. El coeficiente de correlación r es una cantidad escalar adimensional entre +1 y -1, y usa una cantidad X, la cual es un promedio de las estimaciones de diferencia de tiempo Xe: J «media <14) donde iV es el número de puntos de datos, por ejemplo, el número de señales del transductor de movimiento. El coeficiente de correlación r puede ser definido como una proporción de variación explicada sobre la variación total: La FIG.23 ilustra como un coeficiente de correlación tal puede ser usado, en particular, en la detección de la falla del transductor. El flujo de masa es estimado sobre un primer período de tiempo de 0 a 15 segundos que utilizan vectores Xe de estimaciones de diferencia de tiempo generadas de las señales de movimiento producidas por los transductores #l-#5. Subsecuentemente los vectores producidos Xe .de las estimaciones de diferencia de tiempo son entonces distorsionados por los valores de la señal de movimiento ajustados a cero que corresponden a un movimiento del transductor (#2) de 15 a 30 segundos, la simulación de falla de ese transductor para ese período de tiempo. Los vectores Xe de las estimaciones de diferencia de tiempo son nuevamente distorsionados de 45 a 60 segundos por el doble del valor de la señal de movimiento asociadas con el transductor #2, simula un cambio de ganancia en el transductor o una señal del transductor "ruidoso". Como se ve en la FIG.23 la estimación del flujo de masa es reducida a aproximadamente abajo de 9.09 Kgm/min (20 lbm/min) cuando el transductor #2 entra es puesto en cero e incrementado aproximadamente a 6.82 Kgm/min (15 lbm/min) con la señal de movimiento de entrada al doble . Con técnicas de medida de flujo estándar, puede ser difícil decir si tales cambios son atribuibles a los cambios de flujo de masa actual o las fallas medidas, sin embargo, de manera similar a aquellas descritas arriba con referencia al parámetro de intercepción, el coeficiente de correlación r puede ser usado para detectar tales cambios del sistema. Como se muestra en la FIG. 24, la cual ilustra el comportamiento del coeficiente de correlación r sobre el mismo intervalo de tiempo como la FIG.23, el coeficiente de correlación r puede mostrar un cambio relativamente grande en valor con una falla (en cero) o una señal de movimiento ruidoso. error de estimación es otra medida de correlación que puede ser usada para detectar el estado del sistema estándar de estimación sXrY puede ser expresada como Como se muestra en la FIG.25, la cual muestra el comportamiento del error estándar de estimación sXiY para el intervalo de tiempo de las FIGS. 23 y 24, el error estándar de estimación sx,y puede exhibir grandes cambios para los cambios del sistema descritos arriba (será notado que la teoría de muestreo indica que para un número pequeño de transductores de entrada (p.ej., 6), la precisión más grande' puede ser lograda por el reemplazo de N en el denominador con N-2) . Otras propiedades del error de la medida estimada pueden ser explotadas para determinar la fuente de una falla, tal como la identidad de un transductor de falla particular. El error estándar de la estimación puede ser visto como que es análogo a la desviación estándar de un conjunto de datos, p.ej., uno puede esperar que el 99.7% del tiempo, el error de estimación para una diferencia de estimación de tiempo será 3 veces la estimación del error estándar sx,y del vector pronosticado de las diferencias de tiempo XeBt- De conformidad, los respectivos errores de estimación para las estimaciones de diferencias de tiempo respectivas asociadas con los transductores respectivos pueden ser revisados para ver si ellos están dentro de un múltiplo predeterminado (p.ej., dentro de tres veces) del error estándar de la estimación. Tal prueba puede ser expresada como la siguiente desigualdad: = = x~ (17) la cual puede ser rearreqlada para dar: -K*sx,y=Xe-XBI<+K*sIJ, (18) Para identificar un transductor de falla, por ejemplo, el criterio de las ecuaciones (17) y (18) pueden ser aplicadas para cada componente de cada vector generado de las estimaciones de diferencia de tiempo. Un error (Xe-Xest) de una estimación de diferencia de tiempo particular Xe asociada con un transductor de falla será típicamente muchas veces el error estándar de la estimación. Esto está ilustrado en la FIG.26 la cual muestra un error (Xe-XeBt) para un transductor de falla #2 de un grupo de transductores en relación al error estándar de estimación para el grupo (los valores de los cuales son normalizados por conveniencia por substracción fuera de un vector nominal) , como se muestra, el error asociado con el transductor #2 está fuera del error estándar de los límites estimados para el grupo (el cual, para el ejemplo mostrado, es aproximadamente +/- 0.07, demasiado pequeño para ser visto en la gráfica de la FIG. 26) . Es también posible corregir la proporción de flujo de masa calculada para un transductor de falla una vez que ésta ha sido identificada. Por ejemplo, la matriz aumentada Z puede ser reformulada por la . eliminación de la hilera asociada con el transductor de falla. Una matriz pseudoinversa nueva W puede entonces ser formada por la inversión de la matriz aumentada reformulada Z la proporción de flujo de masa puede entonces ser estimada premultiplicando un vector de dimensión reducido de las estimaciones de diferencia de tiempo Xe en el cual la hilera asociada con el transductor de falla por la matriz pseudoinversa nueva W está fuera de un ajuste a cero. La figura 27 ilustra tal corrección de una estimación de proporción de flujo de masa.

De conformidad con las modalidades de la presente invención, un aparato medidor de flujo puede monitorear un parámetro de intercepción, coeficiente de correlación, error estándar de estimación u otra medida de correlación para detectar el estado del sistema. Por ejemplo, sobre la detección de un cambio grande en el parámetro de intercepción, un transductor de falla particular puede ser identificado y el filtro selectivo modal y/o la matriz pseudoinversa usada por el aparato para generar las estimaciones de diferencia pueden ser recalculadas para compensar el transductor de falla. Similarmente un error de una estimación de diferencia de tiempo asociada con un transductor particular que se mueve fuera de un rango definido por un error estándar de estimación puede ser usado para detectar la falla del transductor, y así el disparador de la acción correctiva. La FIG.28 ilustra operaciones 2800 para detectar el estado del sistema de conformidad con las modalidades de la presente invención. Una pluralidad de estimaciones de diferencia, por ejemplo, un vector de estimaciones de diferencia de tiempo como se describe arriba Xei es generado (Bloque 2810) . Una medida de correlación, tal como un parámetro de intercepción, un coeficiente de correlación o un error de estimación es determinado (Bloque 2820) . El estado del sistema es determinado de la medida de correlación determinada (Bloque 2830) . La FIG. 29 ilustra el ejemplar de las operaciones 2900 de conformidad a otras modalidades de la presente invención. Un vector de estimaciones de diferencia de tiempo Xe es generado (Bloque 2910) . Una medida de correlación tal como un parámetro de intercepción, un coeficiente de correlación o una estimación de error, está determinada (Bloque 2920) . Si un cambio en la medida de correlación reúne un criterio predeterminado, un transductor de falla es identificado (Bloque 2930 y 2940) . Después de identificar el transductor de falla, los elementos apropiados de la matriz aumentada Z pueden estar fuera de cero, y la matriz pseudoinversa W puede ser recalculada para usarse en el subsecuente flujo de masa y otros cálculos (Bloques 2950, 2960, 2910) . De esta manera, la entrada del transductor de falla puede ser excluida de las subsecuentes estimaciones del flujo de masa. Otra acción correctiva puede ser tomada basada en una medida de correlación, por e emplo, en el ejemplar de las operaciones 3000 de conformidad con las modalidades de la presente invención ilustradas en la FIG. 30 un parámetro de intercepción es monitoreado (Bloque 3010) y, si un cambio en el parámetro de intercepción reúne un criterio determinado, el aparato puede recalcular el filtro selectivo de modo que usa en generación de estimaciones de flujo de masa (Bloques 3020 y 3030) . Una variedad de criterio de cambio puede ser usado, tal como el criterio basado en una desviación máxima de un parámetro de intercepción de un valor inicial, la desviación promedio del parámetro de intercepción sobre un intervalo de tiempo predeterminado y los similares. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que la presente invención puede ser implementada de un número de otras formas que las modalidades aquí descritas. Por ejemplo, los cálculos descritos aquí pueden ser implementados como cálculos separados, o pueden ser combinados dentro de uno o más cálculos que los resultados equivalentes logrados. Las funciones descritas aquí pueden, en general, ser implementadas usando técnicas de procesamiento de señal análoga y/o digital. Aquellos expertos en la técnica también apreciarán que, aún cuando la presente invención puede ser incorporada dentro de un aparato tal como un medidor de flujo de masa Coriolis, o como métodos los cuales pueden ser desarrollados para tales aparatos, la presente invención puede también ser incorporada en un aparato configurado para operar en asociación con un medidor de flujo o aparato sensor, tal como un aparato de control de proceso. También será apreciado que la presente invención pueda ser incorporada en un artículo de manufactura en la forma de instrucciones legibles de computadora o un código de programa incorporado en un medio de almacenamiento legible en computadora tal como un disco magnético, dispositivo de memoria de circuito integrado, cinta magnética, memoria de burbuja o los similares. Tal código de programa de computadora puede ser ejecutado por - una computadora u otro procesador de datos y una ejecución de respuesta a las señales de movimiento provistas de los transductores de movimiento operativamente asociados con una estructura, tales comó un conducto u otro recipiente. En los dibujos y especificaciones han sido discutidas las modalidades típicas preferidas de la invención, aún cuando los términos específicos son empleados, son usados en un sentido descriptivo y genérico solamente, y no para propósitos de limitación, el alcance de la invención siendo asentado en adelante en las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención

Claims

75
REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un aparato caracterizado porque comprende: Un aparato operativo que produce una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de una estructura; Un aparato que filtra la pluralidad de las señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura: y Un aparato que genera una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo tal que las señales de movimiento de filtración selectiva del modo representan el movimiento asociado con un modo vibratorio de la estructura; y caracterizado además por un aparato para generar una pluralidad de estimados de fase a partir de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva de modo. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un aparato para generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de estimaciones de fase.
3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo entre la pluralidad de señales de 76 movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato par ' generar una medida de correlación de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo; y un aparato para determinar un estado de un sistema de medidor de flujo de masa de la medida de correlación generada .
4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de fase comprende un aparato para generar la pluralidad de estimaciones de fase que usan una referencia de fase derivada de "una de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo.
5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato para la filtración selectiva del modo comprende : un aparato para aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de respuesta modal en un dominio de coordinación modal : y un aparato para aplicar una transformación selectiva del modo para la pluralidad de señales de respuesta modal para generar la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo.
6. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el aparato para generar una pluralidad 77 de estimaciones de fase comprende : un aparato para estimar una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo: un aparato para generar la cuadratura de la primera y segunda señales de referencia basadas en la frecuencia estimada; y un aparato para generar la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia .
7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el aparato para generar la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende : un aparato para multiplicar una señal de movimiento de filtración selectiva del modo por unas de las respectivas de la primera y segunda señales de referencia para generar las respectivas señales del componente real e imaginario de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente imaginario y real de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo para generar una estimación de fase. 78
8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un aparato para generar una pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de las estimaciones de fase.
9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende un aparato para generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo.
10. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende un aparato para dividir la pluralidad de las estimaciones de fase por una frecuencia de modo para generar una pluralidad de valores de diferencia de tiempo.
11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aparato para generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase además comprende un aparato para aplicar una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia a cero flujo a la pluralidad de los valores de diferencia de tiempo para generar la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo .
12. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aparato para filtración selectiva de 79 modo comprende : un aparato para aplicar una transformación modal para la pluralidad de señales de movimiento para generar una señal de movimiento modal en un dominio de coordinación modal, y un aparato para estimar la frecuencia de modo de la señal de movimiento modal .
13. El aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende un aparato para estimar la densidad de un material en la estructura de la frecuencia de modo estimada.
14. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende un aparato para estimar un parámetro de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo para una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia que representan el movimiento de la estructura bajo una perturbación conocida.
15. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la perturbación es un flujo de masa.
16. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el aparato para estimar un parámetro comprende : un aparato para generar una matriz aumentada que incluye la pluralidad de las diferencias de tiempo de referencia; y un aparato para multiplicar la pluralidad de las 80 estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el parámetro.
17. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el aparato para estimar un parámetro comprende el paso de la estimación iterativa de la función de escalamiento .
18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aparato para estimar iterativamente un parámetro comprende el paso de aplicación de un procedimiento de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) .
19. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el aparato para estimar un parámetro es precedido por el aparato para procesar una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura bajo la distorsión conocida para generar la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia.
20. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de pendiente y además comprende un aparato para generar una estimación de flujo de masa del parámetro de pendiente y el flujo de masa conocido.
21. El aparato de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el aparato para estimar un parámetro de pendiente comprende un aparato para multiplicar la pluralidad 81 de estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de una matriz de la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de pendiente.
22. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de intercepción y además comprende un aparato para determinar un estado del sistema del parámetro de intercepción.
23. El aparato de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque un aparato para la filtración selectiva de modo es precedido por un aparato para recibir la pluralidad de señales de movimiento de la pluralidad de los transductores de movimiento operativamente asociados con la estructura, y en donde el aparato para determinar un estado del sistema comprende un aparato para determinar un estado de un transductor de movimiento del parámetro de intercepción.
24. El aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende un aparato para estimar la densidad de un material en la estructura de la frecuencia de modo estimada.
25. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un aparato para estimar una frecuencia de una primera señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva 82 del modo ; y un aparato para generar una estimación de diferencia de una segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la frecuencia estimada.
26. El aparato de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el aparato para generar una estimación de diferencia comprende: un aparato para generar la primera y segunda señales de referencia de la cuadratura basada en la frecuencia estimada; Y un aparato para generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia.
27. El aparato de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el aparato para generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende : un aparato para generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia: y un aparato para generar una estimación de diferencia de tiempo de la estimación de fase.
28. El aparato de conformidad con la reivindicación 27, 83 caracterizado porque el aparato para generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de re erencia comprende : un aparato para multiplicar la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo por la primera y segunda señales de referencia para generar las señales del componente imaginario y real respectivas de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y un aparato para estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente imaginario y real de la segunda señal de movimiento de' filtración selectiva del modo para generar la estimación de fase.
29. Un método de operación del aparato de conformidad con la reivindicación 1, el método caracterizado porgue comprende ; un paso de estimación de movimiento de una estructura; un paso de filtración selectiva del modo de una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura; y un paso de generar una pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo que representan el movimiento asociado con un modo vibratorio de la estructura; y caracterizado además por el paso de generar una 84 pluralidad de estimados de fase a partir de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo.
30. Un método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque además comprende el paso de generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de estimaciones de fase .
31. Un método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque además comprende los pasos de: generar una pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo: y generar una medida de correlación de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo; y determinar un estado de la estructura de la medida de correlación generada.
32. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el paso de generación de una pluralidad de estimaciones de fase comprende el paso de generación de la pluralidad de estimaciones de fase que usan una referencia de fase derivada de una de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo.
33. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el paso de aplicación de un filtro selectivo de modo comprende los pasos: aplicar una transformación modal para la pluralidad de 85 señales de movimiento para generar una pluralidad de señales de respuesta modal en un dominio coordinado modal ; y aplicar una transformación selectiva del modo para la pluralidad de señales de respuesta modal para generar la pluralidad de" señales de movimiento de filtración selectiva del modo .
34. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el paso de generación de una pluralidad de estimaciones de fase comprende los pasos de: estimar una frecuencia de una señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo; generar la primera y segunda señales de referencia de la cuadratura basadas en la frecuencia estimada; y generar la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y de la primera y segunda señales de referencia .
35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el paso de generar la pluralidad de estimaciones de fase de la pluralidad de señales . de movimiento de filtración selectiva del modo y de la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de : multiplicar una señal de movimiento de filtración selectiva del modo por unas respectivas de la primera y segunda señales de referencia para generar señales del 86 componente imaginario y real respectivas de las señales de componente imaginario y real y de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente imaginario y real de la señal de movimiento de filtración selectiva del modo para generar una estimación de fase.
36. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque además comprende el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase.
37. El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque además comprende el paso de generar una estimación de flujo de masa de la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo.
38. El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende el paso de dividir la pluralidad de estimaciones de fase por una frecuencia de modo para . generar una pluralidad de valores de diferencia de tiempo.
39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencias de tiempo . de la pluralidad de estimaciones de fase además comprende el paso de aplicar una pluralidad de 87 diferencias de tiempo de referencia a cero flujo a la pluralidad de valores de diferencia de tiempo para generar la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo.
40. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el paso de generar una pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo de la pluralidad de estimaciones de fase comprende corregir la pluralidad de estimaciones de fase usando una pluralidad de valores de fase cero flujo.
41. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el paso de filtración selectiva de modo comprende el paso de aplicar una transformación modal a la pluralidad de señales de movimiento para generar una señal de movimiento modal en un dominio coordinado modal, y en donde el método además comprende el paso de estimar la frecuencia de modo de la señal de movimiento modal .
42. El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque además comprende el paso de estimación de densidad del material en el conducto de la frecuencia de modo estimado.
43. El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque comprende además el paso de estimar un parámetro de una función de escalamiento que relaciona la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo a una pluralidad de diferencias de tiempo de referencia que 88 representan el movimiento de la estructura bajo una perturbación conocida.
44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la perturbación es flujo de masa.
45. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el paso de estimación de un parámetro comprende los pasos de: generar una matriz aumentada que incluye la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia; y multiplicar la pluralidad de estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de la matriz aumentada para determinar el parámetro.
46. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el paso de estimación de un parámetro comprende el paso de estimación iterativa de la función de escalamiento .
47. El método de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque el paso de estimación iterativa comprende el paso de aplicación de un procedimiento de estimación de Mínimos Cuadrados Medios (MCM) .
48. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el paso de estimación de un parámetro es precedido por el paso de procesar una pluralidad de señales de movimiento que representan el movimiento de la estructura bajo la distorsión conocida para generar la pluralidad de 89 diferencias de tiempo de referencia.
49. El método de conformidad . con la reivindicación 44, caracterizado porque el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de pendiente y además comprende el paso de generar una estimación de flujo de masa del parámetro de pendiente y el flujo de masa conocido.
50. El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el paso de estimar un parámetro de pendiente comprende el paso de multiplicar la pluralidad de las estimaciones de diferencia de tiempo por una pseudoinversa de una matriz de la pluralidad de diferencias de tiempo de referencia para determinar el parámetro de pendiente.
51. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el parámetro de la función de escalamiento es un parámetro de intercepción y además comprende el paso de determinar un estado del sistema del parámetro de intercepción.
52. El método de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el paso de filtración selectiva de modo es precedida por el paso de recibir la pluralidad de señales de movimiento de una pluralidad de transductores de movimiento operativamente asociados con la estructura, y en donde el paso de determinar un estado de sistema comprende el paso de determinar un estado de un transductor de movimiento del parámetro de intercepción. 90
53. El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque además comprende la estimación de la densidad de un material en la estructura de la frecuencia de modo estimada.
54. El método de conformidad con la reivindicación 29, el método caracterizado porque comprende los pasos de: estimar una frecuencia de una primera señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de las señales de movimiento de filtración selectiva del modo,- y generar una estimación de diferencia de una segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva del modo y la frecuencia estimada.
55. El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque el paso de generar una estimación de diferencia comprende los pasos de: generar la primera y segunda señales de referencia de la cuadratura basada en la frecuencia estimada; generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia.
56. El método de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque el paso de generar una estimación de diferencia de la segunda señal de movimiento de filtración 91 selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de : generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia; y generar una estimación de diferencia de tiempo de la estimación de fase.
57. El método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el paso de generar una estimación de fase de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo y la primera y segunda señales de referencia comprende los pasos de : multiplicar la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo por la primera y segunda señales de referencia para generar las señales del componente imaginaria y real respectivas de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo; y estimar un arco tangente de un cociente de las señales del componente imaginario y real de la segunda señal de movimiento de filtración selectiva del modo para generar la estimación de fase. 92 RESUMEN DE LA INVENCION Se estima el flujo de masa de un material en un conducto por una filtración selectiva de modo de una pluralidad de señales de movimiento (109) , que representan el movimiento de un conducto (100) para generar una pluralidad de señales de movimiento filtradas selectivas del modo (315) , tal que las señales de movimiento de filtración selectiva del modo representan preferentemente movimiento asociado con un modo vibratorio del conducto. Se genera una pluralidad de estimados de fase (325) a partir de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva de modo. Se genera un estimado de flujo de masa (335) a partir de la pluralidad de estimados de fase . La pluralidad de estimados de fase se puede estimar usando una referencia de fase (620) derivada de una de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva de modo. En algunas modalidades, se estima una frecuencia (710) de una señal de movimiento de filtración selectiva de modo de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva de modo. Se generan señales de primera y segunda referencia de cuadratura (720) con base en la frecuencia estimada. La pluralidad de los estimados de fase (740) se generan de la pluralidad de señales de movimiento de filtración selectiva de modo y la primera y segunda señales de referencia. Se puede generar una pluralidad de estimados de diferencia de tiempo b a partir de 93 la pluralidad de estimados de fase, y se puede generar el estimado de flujo de masa (630) a partir de la pluralidad de estimados de diferencia de tiempo. La pluralidad de estimados de diferencia de tiempo se puede generar a partir de la pluralidad de estimados de fase por (530) al dividir la pluralidad de estimados de fase usando una frecuencia de modo estimada de las señales de movimiento de filtración selectiva de modo. La invención tiene modalidades de métodos o aparatos .