NL1034349C2 - Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie. - Google Patents

Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie. Download PDF

Info

Publication number
NL1034349C2
NL1034349C2 NL1034349A NL1034349A NL1034349C2 NL 1034349 C2 NL1034349 C2 NL 1034349C2 NL 1034349 A NL1034349 A NL 1034349A NL 1034349 A NL1034349 A NL 1034349A NL 1034349 C2 NL1034349 C2 NL 1034349C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
sampling frequency
flow
calculation
frequency
sampling
Prior art date
Application number
NL1034349A
Other languages
English (en)
Inventor
Aditya Mehendale
Ronald Wilhelmus Johannes Hoitink
Original Assignee
Berkin Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Berkin Bv filed Critical Berkin Bv
Priority to NL1034349A priority Critical patent/NL1034349C2/nl
Priority to ES08075686T priority patent/ES2391125T3/es
Priority to EP08075686A priority patent/EP2034281B1/en
Priority to DK08075686.9T priority patent/DK2034281T3/da
Priority to JP2008217592A priority patent/JP5300376B2/ja
Priority to US12/205,048 priority patent/US7729885B2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1034349C2 publication Critical patent/NL1034349C2/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/8481Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point
    • G01F1/8486Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point with multiple measuring conduits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8427Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8431Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details electronic circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing

Landscapes

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

Description

Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie.
De uitvinding heeft betrekking op een Coriolis type flow meetsysteem voor het meten van het massa debiet (ook genoemd: massa flow, in het volgende soms afgekort tot flow) van een stromend medium, met een stromingsbuis en met aandrijfmiddelen om de stromingsbuis om een rotatieas te laten oscilleren, 5 met sensoren die met de stromingsbuis geassocieerd zijn voor het opwekken van analoge signalen op posities in overeenstemming met de beweging van de buis, met analoog-digitaal-conversie (ADC) middelen voor het converteren van de analoge signalen naar gedigitaliseerde uitgangssignalen bij een bemonsteringsfrequentie, en met middelen om uit de gedigitaliseerde uitgangssignalen met een 10 bepaalde berekeningsfrequentie een (flow)meetsignaal te berekenen, welk (flow)meetsignaal representatief is voor het massa debiet.
Een dergelijk Coriolis type flow meetsysteem is bekend uit EP 1 719 983 dat meetsystemen met twee of drie bewegingssensoren openbaart.
Bij meetsystemen met twee, drie, of meer sensoren, is er een evenredig 15 aantal converters nodig om de analoge sensorsignalen in voor verdere proces sing geschikte digitale signalen om te zetten. Dit resulteert in een relatief hoge vermogens dissipatie. Bovendien vereist een hoge snelheid aan hoge-resolutie data een substantiële processorkracht om de signalen in bruikbare informatie om te zetten. Dit impliceert zowel in de converter als in de processor: 20 a. een hoge vermogens consumptie b. een hoge warmte dissipatie.
Een hoge warmte dissipatie is in het bijzonder ongewenst in een Coriolis instrument, daar de opgewekte warmte temperatuurgradiënten in het instrument veroorzaakt, hetgeen in thermische spanningen en degradatie van de prestaties 25 van het instrument resulteert. In feite is elk meetprincipe in meerdere of mindere mate gevoelig voor meetfouten door temperatuurgradiënten, en zijn temperatuurveranderingen daarom ongewenst.
Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een Coriolis type flow meetsysteem van de in de aanhef beschreven soort te verschaffen dat de bo-30 venbeschreven nadelen niet, of in mindere mate, vertoont.
03 43 49 2
Het Coriolis type flow meetsysteem volgens de uitvinding wordt daartoe gekenmerkt door middelen om de bemonstering van de sensorsignalen op een aantal verschillende frequenties te doen plaatsvinden, middelen om de snelheid waarmee het (flow)meetsignaal verandert te meten, en selectiemiddelen om af-5 hankelijk van de gemeten veranderingssnelheid een vooraf bepaalde bemon-steringsfrequentie te selecteren. De veranderingssnelheid van de flow kan tijdens elke berekeningsstap bepaald worden. Dit betekent dat er een paar regels software extra zijn die elke keer opnieuw mee uitgevoerd worden. Dit wordt wel continu meten genoemd. Echter, de betreffende paar regels software kan men ook 10 maar eens in de zoveel berekeningscycli mee laten uitvoeren (bijvoorbeeld eens in de 10 of 100 cycli. Dit noemt men intermitterend meten.)
Aan de ene kant zijn hoge bemonsteringsfrequenties noodzakelijk om een goede werking te garanderen, terwijl aan de andere kant de wens bestaat om vermogensconsumptie en warmte dissipatie te minimaliseren. Volgens de uitvin-15 ding wordt aan beide eisen voldaan door een extra processing blok te gebruiken waarmee de snelheidsverandering van de sensorinformatie (d w z.: hoe snel verandert de flow, c.q. het meetsignaal) wordt bepaald. Afhankelijk van een ingesteld criterium verandert dit blok de frequentie waarmee de sensorsignalen worden gedigitaliseerd (en eventueel ook de frequentie waarmee de gedigitaliseerde 20 sensorsignalen worden verwerkt).
Bijvoorbeeld als de flow nagenoeg constant is, kan met een lagere res-ponsiesnelheid van de flowmeter resp. de flowregelaar volstaan worden; het criterium is inactief, en het instrument dissipeert minder en werkt koeler. Indien de snelheidsverandering van het meetsignaal hoger is, wordt het criterium geacti-25 veerd, en worden de conversie (en processing) frequenties tijdelijk op hogere waarden ingesteld. Dit leidt tot een tijdelijk hogere responsiesnelheid.
De uitvinding is niet alleen van voordeel bij het gebruik van twee sensoren, maar is in het bijzonder van voordeel bij Coriolis type meetsystemen met meer dan twee, zoals bijvoorbeeld drie, sensoren.
30 Een uitvoeringsvorm van het Coriolis type meetsysteem volgens de uitvin ding wordt in dit verband gekenmerkt door een stromingsbuis met aandrijfmid-delen om de stromingsbuis om een rotatieas te laten oscilleren, met sensoren a, b en c die met de stromingsbuis geassocieerd zijn voor het opwekken van ana 3 loge signalen op drie posities in overeenstemming met de beweging van de buis, waarbij de posities van de sensoren a en b symmetrisch zijn ten opzichte van de rotatieas, en de positie van de sensor c coaxiaal is met die van de sensoren a en b.
5 In het kader van de uitvinding kan men het hele bewerkingsproces aan passen (vertragen of versnellen) door aanpassen van zowel de bemonsterings-frequentie als de frequentie van de flowberekeningen (variant 1). Óf men kan alleen de bemonsteringsfrequentie aanpassen terwijl de berekeningsfrequentie constant blijft (variant 2).
10 Bij variant 2 gebeurt de berekening altijd op een lage frequentie, terwijl bij variant 1 de berekening in het geval van een hoge veranderingssnelheid van de flow op een hoge(re) frequentie plaatsvindt. Daardoor is het energieverbruik bij variant 2 lager dan bij variant 1.
De bemonsteringsfrequentie en de berekeningsfrequentie (in variant 1) 15 kunnen los van elkaar, maar bij voorkeur wel gelijktijdig, aangepast worden. Een praktische uitvoeringsvorm is om de bemonsteringsfrequentie en de berekeningsfrequentie (in variant 1) te koppelen, waarbij de aanpassing behalve gelijktijdig ook met dezelfde factor wordt uitgevoerd.
Bij de uitvinding wordt software gebruikt die (al of niet continu) de verande-20 ringssnelheid van de flow berekent. Als deze een bepaalde grenswaarde overschrijdt, geeft de software aan de A/D Converter (ADC) opdracht om met een hogere frequentie te gaan bemonsteren. In het geval van variant 1 kan de software dan tegelijkertijd een interne parameter aanpassen die de berekeningsfrequentie bepaalt.
25 Bij variant 2 wordt de berekeningsfrequentie constant gehouden, dus is deze niet gekoppeld aan de bemonsteringsfrequentie.
Volgens een praktische uitvoeringsvorm bevatten de ADC middelen een klokdeler die geprogrammeerd is om een aantal verschillende bemonsteringsfre-quenties te verschaffen teneinde aanpassen van de bemonstering in een ge-30 wenst aantal stappen mogelijk te maken. Een eenvoudige uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat de frequentie van de klokdeler selecteerbaar is tussen een eerste (stationaire modus) bemonsteringsfrequentie, en een tweede, hogere (dynamische modus) bemonsteringsfrequenties, waarbij 4 • de tweede bemonsteringsfrequenties een veelvoud kan zijn van de eerste bemonsteringsfrequenties; • de selectiemiddelen zijn ingericht om, wanneer bij gebruik van de eerste bemonsteringsfrequentie de gemeten flow in een bepaald tijdframe met 5 meer dan een vooraf bepaalde waarde verandert, de tweede bemon steringsfrequentie te selecteren; • de selectiemiddelen zijn ingericht om, wanneer bij gebruik van de tweede bemonsteringsfrequentie de gemeten flow in een bepaald tijdframe met minder dan een voorafbepaalde waarde verandert, de eerste bemonste- 10 ringsfrequentie te selecteren (in dit en in het voorgaande geval kan de voorafbepaalde waarde bijvoorbeeld een percentage (bijv. 40%) van het (actuele of van het nominale) meetbereik zijn; • de selectiemiddelen zijn ingericht om een geselecteerde bemonsteringsfrequentie gedurende een vooraf bepaalde tijdsduur in stand te houden of 15 totdat er een volgende flow variatie van de zelfde soort optreedt, in welk geval de meting van de tijdsduur opnieuw gestart wordt.
In een praktische uitvoeringsvorm wordt de hoge bemonsteringsfrequentie bijvoorbeeld gedurende 10 sec. (of een daarmee vergelijkbare tijdsduur) vastgehouden.
20 Volgens een uitvoeringsvorm wordt in de dynamische modus een aantal samples (bijvoorbeeld twee of vier) gemiddeld.
De bovenstaande uitvoeringsvormen zijn zowel toepasbaar bij een Coriolis flow meetsysteem waarbij zowel de bemonsteringsfrequentie als de bereke-ningsfrequentie wordt aangepast (Variant 1), als bij een systeem waarbij alleen 25 de bemonsteringfrequentie wordt aangepast en de berekeningsfrequentie constant blijft (Variant 2).
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het meten van het massa debiet van een stromend medium met gebruikmaking van de ver-anderingssnelheid van de gemeten flow om het bemonsterings interval aan te 30 passen.
De uitvinding heeft tevens betrekking op het gebruik van een algoritme (een proces voor het verwerken van de sensorsignalen) voor het berekenen van de flow, waarbij het algoritme in het bijzonder is geassocieerd met een laag- 5 doorlaatfilter. Volgens een voorkeursvorm is het laagdoorlaatfilter geassocieerd met middelen om zijn parameters aan te passen met de bemonsteringsfrequen-tie.
Toepassing laagdoorlaatfilter bij Variant 1: bij hoge veranderingssnelheid 5 van de flow kan meer ruis toegestaan worden, dus om die reden kan een ‘aangepast’ (sneller) eindfilter zinvol zijn bij Variant 1.
Toepassing laagdoorlaatfilter bij Variant 2: vooral bij verandering van het aantal samples per berekening heeft het aanpassen van de parameters van het filter aan de veranderingssnelheid zin. Meer samples geven minder ruis, die dan 10 (deels) kan worden ‘opgeofferd’ voor snellere responsie.
Enige uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen nader toegelicht worden aan de hand van de tekeningen.
Fig. 1 toont een Coriolis type flow meetsysteem met een Coriolisbuis met drie sensoren; 15 Fig.2 toont een blokschema voor het verwerken van de signalen van de sen soren van het flow meetsysteem van Fig. 1;
Fig.3 toont de aan de hand van een (sinusvormige) curve de beweging van een punt van de Coriolisbuis in de tijd en de bemonstering;
Fig.4 toont het signaal van een sensor bij een stukje van de verplaatsing van 20 Fig.3; alsmede de situatie voor aanpassen van de bemonstering bij ge lijkblijvende berekenings intervallen (hierna te noemen Variant 2);
Fig.5 toont het signaal van een sensor bij een stukje van de verplaatsing in Fig.3, alsmede de situatie voor aanpassen van zowel de bemonstering als van de berekenings intervallen (hierna te noemen Variant 1);en 25 Fig.6 toont het signaal van een sensor bij een stukje van de verplaatsing van
Fig.3, alsmede de situatie voor twee bemonsteringen waarbij het gemiddelde daarvan als invoer voor de berekening gebruikt wordt.
Fig. 1 toont een bijzondere uitvoeringsvorm (doch de uitvinding is toepas-30 baar bij alle typen Coriolisbuizen) van een flowmeter 1 van het Coriolistype met een lusvormige, in de vorm van een rechthoek gebogen, sensing buis 2 die een nagenoeg rondlopende weg volgt (een nagenoeg volledige winding vormt). De lusvormige sensing buis 2 omvat twee evenwijdige laterale (of zij-) buisdelen 2c, 6 2d die aan één zijde verbonden zijn met een eerste dwarsbuisdeel 2e en aan de andere zijde met twee tweede dwarsbuisdelen 2a, 2b. De laatste zijn tegenover de zijde waar ze met de laterale buizen 2c, 2d zijn verbonden, verbonden met een - buigzame - aanvoerbuis 3 en een - buigzame - afvoerbuis 4 voor een stro-5 mend medium. De buis 2 als geheel is in de vorm van een rechthoek gebogen, waarbij de hoeken zijn afgerond om het in deze vorm buigen mogelijk te maken. Via een aan- en afvoerblok 20 is de aanvoerbuis 3 verbonden met een aanvoer-leiding 6 en de afvoerbuis 4 is verbonden met een afvoerleiding 7. De aanvoeren de afvoerbuis 3,4 strekken zich in deze uitvoeringsvorm binnen de lus 2 uit en 10 zijn met behulp van bevestigingsmiddelen 12 aan een frame 13 bevestigd. De buigzame aan- en afvoerbuis 3,4 maken geen deel uit van de lusvorm van de sensingbuis 2, maar zorgen voor een flexibele bevestiging van de lus 2 aan het frame 13. De lus 2 is derhalve als ‘flexibel’ opgehangen via de aan- en afvoerbuis te beschouwen. Dat kan bijvoorbeeld een roestvast stalen buis zijn met een 15 buitendiameter van ongeveer 0,7 mm, en een wanddikte van ongeveer 0,1 mm. Afhankelijk van de buitenafmetingen van de lus 2 en de druk die de buis moet kunnen weerstaan (bijvoorbeeld 100 bar), zal de buitendiameter van de buis in het algemeen kleiner zijn dan 1 mm en de wanddikte 0,2 mm of kleiner.
De buizen 3 en 4, die dicht naast elkaar lopen aan weerszijden van, en 20 symmetrisch ten opzichte van, de hoofdsymmetrie as S van de buis 2 zijn, bijvoorbeeld door middel van vastklemmen of door middel van solderen of lassen, bevestigd aan het bevestigingsmiddel 12 dat zelf aan frame 13 is bevestigd. Een alternatief is om de buizen 3, 4 direct aan het frame 13 te bevestigen.
Aanstootmiddelen om de lus 2 om de hoofdsymmetrie as (in dit geval de 25 primaire, of aanstoot) rotatieas te laten roteren, omvatten bij de constructie van Fig. 1 een op het frame 13 bevestigd, van een permanente magneet 19 voorzien magnetisch juk 8 met twee luchtspleten 9 en 10 waardoorheen delen 2a en 2b (hierboven genoemd de tweede dwarsbuizen) van de lusvormige buis 2 lopen, alsmede middelen om een elektrische stroom in de buis 2 te introduceren. In Fig. 30 1 zijn dat middelen om stroom in de buis 2 door middel van inductie op te wek ken. Het permanent magnetische magneetjuk 8 heeft twee bovenste jukdelen 8a en 8a’ die van een onderste jukdeel 8b gescheiden zijn door luchtspleten 9 en 10. De permanente magneet 19 is tussen de jukdelen 8a en 8a’ gearrangeerd 7 met zijn ene (Noord)pool gericht naar jukdeel 8a en met zijn andere (Zuid)pool gericht naar jukdeel 8a’.
Stroom wordt in de buis geïnduceerd met behulp van twee, elk van een elektrische spoel 18a, respectievelijk18b voorziene, transformatorkernen 17,17a 5 waar de respectieve laterale buisdelen 2c en 2d doorheen lopen. De spoelen 18a, 18b kunnen op de binnenzijden van de transformatorkernen gewikkeld zijn, zoals getoond, op of één van de andere zijden. Door de combinatie van de in de spleten 9 en 10 van het permanent magnetische juk 8 opgewekte, dwars op de stroomrichting staande en onderling tegengesteld gerichte magneetvelden en 10 een in de buis 2 geïnduceerde (wissel jstroom wordt een koppel op de buis uitgeoefend waardoor hij om de rotatieas (oscillerend) gaat roteren (trillen, zogenaamde twist modus).
Wanneer er een medium door de buis stroomt, gaat onder de invloed van Corioliskrachten de buis om een responsie as, dwars op de rotatieas oscilleren 15 (zogenaamde swing- of schommel modus). In bedrijf worden de (sinusvormige) verplaatsingen van punten van buisdeel 2e, welke representatief zijn voor de flow, gedetecteerd met behulp van een Corioliseffect sensor, die een nabij het buisdeel 2e geplaatste eerste sensor 11a en een tweede sensor 11b omvat. De eerste en tweede sensor zijn symmetrisch aan weerszijden van de aanstoot rota-20 tieas gearrangeerd nabij het snijpunt daarvan met het buisdeel 2e. Een derde sensor 11c kan voor correctiedoeleinden dienen. De sensoren kunnen bijvoorbeeld elektromagnetisch, inductief, capacitief, of ultrasoon van aard zijn. In de uitvoering van Fig. 1 is echter gekozen voor optische sensoren. Voor de optische sensoren worden zogenaamde opto-elektronische sensoren 11a, 11b en 11c 25 gebruikt die elk een U-vormig, op het frame 13 bevestigd huis met in het ene been van de U een lichtbron (bijvoorbeeld een LED) en in het andere been een tegenover de lichtbron geplaatste lichtmeetcel (bijvoorbeeld een fototransistor) bevatten. Het buisdeel 2e of een daaraan bevestigde vaan, kan tussen de benen van de U-vormige sensor huizen 11 a, 11b (en indien aanwezig: 11c) bewegen en 30 meer of minder licht van de lichtbron tegenhouden.
Fig.2 toont aan de hand van een blokschema de werking van een uitvoeringsvorm van de Coriolis flowmeter volgens de uitvinding. Een elektrische stroom I wordt met behulp van twee op twee kernen gewikkelde spoelen 22a, 8 22b in een Coriolisbuissysteem 21 geïnduceerd. De spoelen 22a, 22b worden gevoed door een versterker 24 die via een AD/DA converter (ADC/DAC) 25 vanuit een digitale signaalprocessor 27 wordt aangestuurd. Aan het buissysteem 21 wordt een magneetveld aangelegd dat dwars op de richting van de stroom I 5 staat. Onder invloed van dit veld en I gaat het buissysteem 21, of een deel daarvan, een trilling uitvoeren. Op deze trilling wordt een trilling gesuperponeerd die ten gevolge van Corioliskrachten ontstaat bij het stromen van een medium Φ door het buissysteem 21. De bewegingen van het buissysteem worden gemeten met behulp van sensoren S1 en S2, of met behulp van de sensoren S1, S2, en 10 S3. De analoge signalen van de sensoren S1 ,S2, (S3) worden toegevoerd aan een AD/DA converter 25. De uitgangssignalen van de AD/DA converter 25 worden toegevoerd aan een (digitale) signaal processor 26. De digitale signaalprocessor 26 genereert via een eindfilter 28 een uitgangssignaal O dat de massa flow representeert.
15 Rekeneenheden (‘processoren’) in meetinstrumenten, zoals de bovenbe schreven Coriolis-flowmeter, werken veelal digitaal, dat wil zeggen dat zij hun bewerkingen uitvoeren met behulp van reeksen van bits: nullen en enen. Het omschakelen van die bits gebeurt op basis van een regelmatige opeenvolging van discrete tijdstippen, gestuurd door een klok in of bij de rekeneenheid. Som- 20 mige processen in zo’n meetinstrument verlopen echter analoog, dat wil zeggen in het continue tijdsdomein. Voor een Coriolis flowmeter betreft dit met name twee processen: - het met twee of meer verplaatsingssensoren meten van de verplaatsingen van de buis. Die sensoren kunnen werken volgens een optisch, inductief, 25 capacitief of vergelijkbaar principe. Het resultaat is een continu in de tijd veranderend elektrisch signaal; - de aansturing van de actuator welke de buis een sinusvormige beweging moet laten maken, met behulp van een eveneens continu sinusvormig elektrisch signaal.
30 De onderhavige uitvinding betreft het meten van de verplaatsingen, en meer specifiek het omzetten van analoog naar digitaal, ook wel bemonsteren genoemd Fig.3a toont de doorgaans sinusvormige beweging van een punt van de buis. Gebruikelijke waarden voor de trillingsfrequentie zijn 100-500 Hz. De bemonste- 9 ringsfrequentie kan 10-100 kHz zijn, zodat per periode wel 100 bemonsteringen gedaan worden, aangegeven met verticale lijnen in Fig.3b. In Fig.4 wordt het kleine met een pijl aangegeven gebiedje d uitvergroot nader bekeken. Het bemonsteren wordt gedaan met een specifieke chip. Deze wordt de A/D-Converter 5 ofwel ADC genoemd. De conversie andersom gebeurt dan met een DAC. Veelal zitten ADC en DAC samen in één chip, ook wel Codec genoemd.
Fig.2 toont de verschillende elementen. Blok 25 stelt de ADC/DAC voor. Bovenin worden de twee of drie sensorsignalen van A naar D omgezet; onderin het actuator-signaal van D naar A. Blok 26 is de flow berekeningseenheid (flow ΙΟ processor). Laagdoorlaatfilter 28 aan de uitgang daarvan is separaat getekend, maar in feite onderdeel van de processing. De ADC/DAC-chip heeft een eigen interne klok welke aanzienlijk trager loopt dan die van de processor. Tussen twee bemonsteringsmomenten van de ADC moet de processor namelijk een hele serie berekeningen op de laatste gemeten signalen uitvoeren. Typische waarde voor 15 de kloksnelheid van de processor is 50-100 MHz, en voor de kloksnelheid van de ADC 10-100 kHz. Het bemonsteringsinterval moet groter zijn dan de rekentijd voor een serie berekeningen. Dit wordt uitgelegd met behulp van Fig.4, die het in Fig.3b met een pijl aangegeven gebiedje d uitvergroot toont.
Fig.4a toont een stukje van de sinusvormige verplaatsing van één positie 20 van de Coriolisbuis, gemeten met één van de twee of drie verplaatsingssenso-ren, waarbij met pijlen de waarde van de flow tijdens de bemonstering is aangegeven. Zo’n klein stukje van de sinus is vrijwel een rechte lijn.
Fig.4b toont als pulsen de (zeer korte) bemonsteringen van de amplitude van één van de sensoren. Op te merken is dat zelfs bij een 10 kHz bemonste-25 ringsfrequentie het interval tussen twee tijdstippen maar 0.0001 sec. is!
Fig. 4c toont de tijdsduur van de berekeningen, welke na het bemonsteren start (processing). Tussen de verschillende berekeningen zit altijd enige resttijd, ook te beschouwen als wachttijd (wt).
Fig.4d toont de na afloop van de berekeningen door het instrument, bijvoor-30 beeld op een display, weergegeven flow. Deze kan zowel toe- als afnemen, zoals getekend. De stippellijn geeft de werkelijke continu veranderende flow weer, welke dus de rekentijd voorloopt op de weergegeven flow.
10
Fig.4e toont het energieverbruik van processor plus ADC, dat tegelijk ook een maat is voor de warmte-dissipatie. Tijdens de wachttijd is deze lager.
Een aspect van de uitvinding is, dat het gunstig is om het bemonsteringsin-terval van een Coriolis meetinstrument zo groot mogelijk te kiezen, ten behoeve 5 van minimaal energieverbruik en warmte-dissipatie. Bij bekende flowmeters gebeurt dit bemonsteren met een vaste frequentie. In de situatie dat de gemeten flow niet of nauwelijks over de tijd verandert, kan het bemonsterings-interval worden vergroot, tot een aantal malen de processingtijdsduur, zonder dat de meet-nauwkeurigheid significant verslechtert. Hierdoor worden wel het energieverbruik 10 en de warmtedissipatie verminderd. Het uitmiddelen van meerdere bemonste-ringswaarden biedt tevens de mogelijkheid om het effect van meetruis op het uitgangssignaal te verminderen.
Kern van de uitvinding is: het gebruiken van de veranderingssnelheid van de gemeten flow om het bemonsteringsinterval van de ADC aan te passen. Bij 15 grote veranderingssnelheid wordt een klein interval gebruikt (= hoge bemonste-ringsfrequentie), bij kleine veranderingssnelheid een groot interval.
Variant 1: zowel de bemonsteringsfrequentie van de ADC als het interval van de berekeningen aanpassen. Dit is grafisch weergegeven in Fig.5. Het principe be-20 rust daarop dat bij geringe verandering van de flow (Fig.5d) het tijdsinterval tussen de bemonsteringen wordt vergroot (Fig.5b) waardoor de wachttijd in de processor relatief langer wordt ten opzichte van de rekentijd (Fig.5c), en dus het gemiddelde energieverbruik lager wordt (Fig.5e). In de praktijk zal de volgende situatie optreden: normaal is de bemonsteringsfrequentie laag, en bij snelle flow-25 verandering wordt deze tijdelijk verhoogd. Het aanpassen van de bemonsteringsfrequentie zou in principe traploos kunnen gebeuren, maar de in de praktijk vaak gebruikte AD 1939 Codec staat slechts 3 stappen toe: met het gebruik van een specifiek kristal (de klok) zijn dat 24, 48 of 96 kHz.
De massaflow heeft de eenheid kg/sec. De veranderingssnelheid van de 30 massaflow heeft dus de eenheid (kg/sec)/sec = kg/sec2. Bij een traploos te veranderen bemonsteringsfrequentie kan deze - al dan niet lineair - evenredig gemaakt worden met de veranderingssnelheid van de massaflow. Indien maar enkele stappen mogelijk zijn, kunnen bereiken gedefinieerd worden, bij 3 stappen 11 bijvoorbeeld: hoog = meer dan 60% van actueel [zie opm pag. 4] meetbereik binnen 1 sec.; midden = 30-60%; laag = 0-30%.
Uitvoeringsvormen van variant 1: 5 · Aanpassen van de bemonsteringsfrequentie en daaraan gekoppelde flow- berekening evenredig met de veranderingssnelheid van de flow; • in meerdere discrete stappen aanpassen van de bemonsteringsfrequentie en daaraan gekoppelde flowberekening voor vooraf vastgelegde bereiken van de veranderingssnelheid van de flow; 10 · in twee of drie discrete stappen aanpassen van de bemonsteringsfrequen tie en daaraan gekoppelde flowberekening voor vooraf vastgelegde bereiken van de veranderingssnelheid van de flow; • elk van de drie bovenstaande uitvoeringen waarbij de berekeningsfre-quentie niet gelijk is aan de bemonsteringsfrequentie, maar een geheel 15 aantal malen kleiner, zodat meerdere bemonsteringen per berekening ge bruikt worden
Variant 2: Hierbij wordt alleen de bemonsteringsfrequentie van de ADC aangepast en de berekeningsfrequentie (het aantal berekeningen per seconde) con-20 stant gehouden. Deze methode maakt een uitruil (een instelbaar compromis) tussen gewenste responsiesnelheid en toegestane ruis mogelijk, bij vermindering van het energieverbruik.
Bij de eerste drie hiervoor beschreven uitvoeringsvormen van variant 1 wordt er steeds tenminste één bemonstering per berekening gebruikt. Indien 25 meerdere bemonstering worden gebruikt wordt er gemiddeld tussen de bemonsteringen. De onderhavige variant 2 heeft als kenmerk dat het aantal bemonsteringen per berekening afhankelijk gemaakt wordt van de veranderingssnelheid van de flow: naarmate de veranderingssnelheid hoger is zullen meer bemonsteringen per berekening gedaan worden. Een rekenvoorbeeld voor drievoudige 30 snelheid ('triple rate’): de berekening vindt met de vaste frequentie van 12 kHz plaats, en de bemonsteringsfrequentie neemt met toenemende veranderingssnelheid van de flow toe van 12 naar 24 naar 48 kHz (vereist een 2x trager kristal 12 voor de Codec dan voor de bij variant 1 als voorbeeld genoemde getallen). Bij de laatste twee getallen kunnen 2 resp. 4 bemonsteringen worden uitgemiddeld.
Met andere woorden: bij variant 1 is altijd de bemonsteringsfrequentie (AD frequentie) gekoppeld aan de berekeningsfrequentie. Deze hoeven echter niet 5 hetzelfde te zijn. Zo kan het zijn dat de AD frequentie twee maal hoger is dan de berekeningsfrequentie. In dat geval wordt bij elke berekening gemiddeld tussen twee AD waardes. Ten gevolge van het aanpassen van de bemonsteringsfrequentie volgens de uitvinding (variable rate principe) gaan beide frequenties met dezelfde factor omhoog of omlaag. Ook dan is het noodzakelijk om bij elke bere-] 0 kening tussen twee AD waardes te middelen,
Als dit gegeven (AD frequentie twee maal hoger dan de berekeningsfrequentie) wordt toegepast voor variant 2 waarbij de berekeningsfrequentie vast is en alleen de AD frequentie varieert, is het in de hoge snelheids (turbo) mode noodzakelijk om bij de berekening te middelen tussen twee AD waardes, omdat 15 dan de AD omzetting op dubbele frequentie loopt.
Fig.6 toont de situatie voor twee bemonsteringen, waarbij dan het gemiddelde van die twee als invoer voor de berekening gebruikt wordt. Dit is de dikke verticale pijl in Fig.öb. Door het gebruiken van het gemiddelde van twee (of meer) bemonsteringen kan het effect van ruis op de metingen worden verminderd. Ruis 20 op de meting werkt ook door in de berekening, en resulteert in ruis op de door het instrument weergegeven flow. Om die te onderdrukken wordt als laatste stap in de berekening (‘processing’) een filter toegevoegd, meer in het bijzonder een laagdoorlaat filter(‘low pass filter’).
In een uitvoeringsvorm is het een exponentieel vergetend (‘exponential 25 forget’) filter, wat een bijzondere uitvoering is van een laagdoorlaatfilter (digitaal, 1e orde). Dit filter is in het blokschema van Fig.2 weergegeven met verwijzings-cijfer 26. Als afkapfrequentie wordt bij voorkeur een waarde onder de 50 Hz gekozen, bijvoorbeeld 30 Hz. Dit filter vertraagt echter ook de responsiesnelheid van het instrument, dus de reactie op veranderende flow. Wanneer er echter 30 minder ruis op de meetsignalen zit, door het bovengenoemde uitmiddelen van twee of meer bemonsteringen, kan dit filter ‘sneller’ gemaakt worden, dus met een hogere afkapfrequentie. Dit resulteert wel in een verhoging van de ruis, maar tevens een hogere responsiesnelheid van het instrument. Bij de traagste flow- 13 verandering in het laatste rekenvoorbeeld gebeuren zowel bemonstering als berekening met een frequentie van 12 kHz. Dan is geen uitmiddelen mogelijk. Om de ruis te verminderen kan dan echter het laagdoorlaatfilter ‘trager’ gemaakt worden.
5 Op de volgende wijze kunnen dissipatie en energieverbruik worden ver laagd bij langzame verandering van de flow. Stel dat de ADC bij trage verandering van de flow met 24 kHz bemonstert. Na elke bemonstering vindt een nieuwe berekening plaats, dus ook met 24 kHz. Als nu de flow sneller verandert laat men de ADC sneller bemonsteren, bijvoorbeeld met 48 kHz. De processing blijft ech- 10 ter met 24 kHz gebeuren, zodat er twee bemonsteringen uitgemiddeld kunnen worden, zoals hierboven beschreven. Met de afkapfrequentie van het uitgangs-filter kan een gewenst compromis tussen ruis en responsiesnelheid gekozen worden.
De wachttijd tussen opvolgende berekeningen is dus in alle gevallen 15 groot, en het gemiddeld energieverbruik van de processor laag. Alleen de ADC gaat bij snellere flowverandering meer verbruiken (en dissiperen). Het totaal energieverbruik is dus nog lager dan bij variant 1. Wanneer er gerekend wordt bij 12 kHz, worden niet een of twee maar twee of vier bemonsteringen uitgemiddeld.
20 Uitvoeringsvormen van variant 2: • aanpassen van de bemonsteringsfrequentie evenredig met de verande-ringssnelheid van de flow, en wel zodanig dat er meer dan één bemonstering kan plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het gemiddelde vervolgens als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening.
25 · in meerdere discrete stappen (bijv. twee of drie) aanpassen van de be monsteringsfrequentie met de veranderingssnelheid van de flow, en wel zodanig dat er meer dan één bemonstering kan plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het gemiddelde vervolgens als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening.
30 · boven een vooraf vastgelegde veranderingssnelheid van de flow verdub belen van de bemonsteringsfrequentie, en wel zodanig dat er vier in plaats van twee bemonsteringen plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het gemiddelde als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening, wat 14 hieronder als tweevoudige snelheid (‘dual rate’) verder zal worden uitgewerkt.
• volgens de veranderingssnelheid van de flow aanpassen van de parameters van het laagdoorlaatfilter dat de laatste stap vormt van het flowbere- 5 keningsalgoritme.
In het volgende wordt een inrichting voor het veranderen van het bemonste-ringsinterval beschreven: • Er wordt gebruik gemaakt van een Analog Devices AD 1939 Audio Codec 10 chip welke ADC en DAC functies omvat. Er zijn echter ook andere leve ranciers van vergelijkbare chips; • Vanuit de software welke cyclisch op de processor wordt uitgevoerd kan een software-parameter in de Codec, genaamd ‘clock divider’ (klokdeler) worden aangepast. Deze bepaalt met welke frequentie de ADC de ana- 15 loge sensorsignalen bemonstert. Dit kan voor de AD 1939 bij het gebruik van een typisch klok-kristal op 24, 48 of 96 kHz liggen; • Deze bemonsteringsfrequentie zal een geheel aantal malen hoger zijn dan de - vaste -herhalingsfrequentie van de door de rekeneenheid uitgevoerde berekeningen. Bij gebruik van een frequentie van 12 kHz, is dus 20 de factor 2, 4 of 8. De sensorsignalen geven de momentane positie van de buis aan. De ADC zet na elke bemonstering deze positie, een analoge spanning om naar een digitale reeks van bits, op zijn uitgangsbuffer en geeft een signaal (‘trigger’) naar de rekeneenheid dat er nieuwe data is; • De rekeneenheid leest dan deze data in en slaat ze tijdelijk op; 25 · Dit wordt herhaald voor elke bemonstering tijdens de wachttijd tussen twee berekeningen; • Net voor de start van de volgende berekening wordt door de rekeneenheid per bewegingssensor het gemiddelde van die opgeslagen data (de buis-posities) bepaald. In het onderhavige geval gaat dat dus om het uitmid- 30 delen van 2 of 4 of 8 getallen per sensor; • Het criterium voor het aanpassen van de klokdeler is de veranderingssnelheid van de berekende flow. Deze wordt dus door de inrichting uit twee of meer opvolgende berekende waarden van de flow bepaald.
15 'Dual rate 'uitvoeringsvorm van Variant 2:
Bij deze uitvoeringsvorm worden een stationaire (‘stationary’) en een dynamische (‘dynamic’) flow toestand (‘mode’) onderscheiden.
5 · Deze corresponderen met twee waarden van de klok deler, resulterend in 24 en 48 kHz bemonsteringsfrequentie van de ADC.
• De processingscyclus gebeurt steeds met 12 kHz.
• Als de veranderingssnelheid van de flow een bepaalde grens overschrijdt, bijvoorbeeld 50% van het ingestelde schaalbereik binnen 1 seconde, dan 10 wordt omgeschakeld naar ‘dynamic’ gedurende een vaste tijd, bijvoor beeld 10 sec. De bemonsteringsfrequentie wordt dan verdubbeld, in het onderhavige geval van 24 naar 48 kHz.
• Als binnen die 10 seconden nogmaals die grens overschreden wordt, wordt de tijdsduur weer op het begin van die 10 seconden gezet.
15 · In'dynamic1 modus wordt het gemiddelde van twee bemonsteringen als invoer voor de volgende berekening gebruikt.
• In ‘dynamic’ modus wordt tevens het laagdoorlaatfilter dat de laatste stap van de berekening vormt sneller gemaakt, met een vaste factor, bijvoorbeeld de factor 2.
20
In het blokschema van Fig.2 bevinden zich twee blokken die voor de uitvinding karakteristiek zijn. Deze representeren de snelheidsvariatie monitor 29 en de bemonsteringsfrequentie aanpasser 30.
Achtergrond: 25 bij het herconfigureren van de CODEC (d.w.z. ADC/DAC) hardware d.m.v. software, kan (om het binnenkomende analoge signaal te bewaken) indien gewenst een hogere bemonsteringsfrequentie gekozen worden. Een hogere bemonsteringsfrequentie genereert meer informatie en laat derhalve een hogere precisie toe. Deze hogere ingangs precisie kan opgeofferd worden om dezelfde uitgangs 30 precisie mogelijk te maken, ondanks een snellere ‘eindfilter’ instelling; dit levert een snellere responsie van het instrument op met behoud van dezelfde netto uitgangs precisie. De extra performance gaat ten koste van een toename van de vermogens consumptie, resulterend in een toename van de warmte dissipatie 16 (ten gunste van de hogere bemonsteringsfrequentie). Daardoor kan de meet-nauwkeurigheid nadelig beïnvloed worden. Soms kan het ene scenario (traag, koeler, zelfde eind precisie) van voordeel zijn, en andere keren het andere scenario (sneller, heter, zelfde eind precisie).
5 De keuze wordt als volgt bepaald: in die gevallen dat de gebruiker, of de flowmeter, weet dat de gemeten grootheid (d w z. het massa debiet) min of meer constant is, heeft het de voorkeur het meetsysteem in de koelere (en als compromis: trage) modus te bedrijven. In het geval van snelle veranderingen van de gemeten grootheid heeft het de voorkeur het systeem in de snellere modus (en 10 als compromis: heter) modus te bedrijven.
Om te bepalen welke modus gekozen moet worden, wordt het blok 29 “snelheids variatie monitor” gebruikt. Een voorbeeld van de werking van zo’n blok wordt hieronder gegeven. De uitvinding is echter niet tot dit voorbeeld beperkt.
1) Het ‘besluitvormings’ blok kijkt naar het ruwe flow signaal voordat dat het 15 eindfilter in gaat.
2) Het vergelijkt de momentane ‘ruwe flow’ met een vooraf bepaalde waarde, of met voorafgaande metingen (geschiedenis).
3) Bij het constateren van snelle variaties (d.w.z. dat de gemeten waarde constant sterk verschilt van vroegere waarden) wordt de beslissing geno- 20 men het instrument in de snelle en warme (dynamische, of turbo) modus te bedrijven.
4) In geval 3) kunnen de definities ‘constant’ (hoe vaak?) en ‘sterk verschillend’ (hoe veel?) bijvoorbeeld worden afgeleid uit expert voorkennis van de omstandigheden waaronder de meter werkt en uit ervaring.
25 5) In het geval dat door het blok een ‘constante flow’ wordt geconstateerd (constante niet-veranderende uitlezing vergeleken met recente geschiedenis), wordt door het blok besloten het instrument in de trage/koele modus te bedrijven.
6) Als optie, om ongewenst heen en weer schakelen tussen de modi te voor-30 komen, kan een vertraging in het besluitvormende blok worden inge bouwd, die er voor zorgt dat de turbo modus, eenmaal ingeschakeld, gedurende een bepaalde tijd ingeschakeld blijft.
17 7) Als er andere manieren zijn om te constateren dat de gemeten grootheid snel verandert of zal gaan veranderen (bijv. door het veranderen van het instellingspunt door de gebruiker), kan deze informatie worden toegevoegd om het besluitvormingsproces te beïnvloeden. Het besluitvormings- 5 proces is dus gebaseerd op, maar niet beperkt tot, de in de punten 1 tot 7) beschreven factoren.
8) In het bovenstaande zijn twee modi om het systeem te bedrijven beschreven: de normale (of trage), en de turbo modus (‘dual rate’). Echter, afhankelijk van de eigenschappen die de betreffende hardware/software die ge- 10 bruikt wordt biedt, is het mogelijk om een aantal ‘tussen’ modi in te stellen, tot zelfs een graduele variatie toe.
Het door de snelheidsvariatie monitor genomen besluit ten aanzien van de te kiezen modus wordt naar de ‘bemonsteringsfrequentie aanpasser’ gevoerd. Dit is een ‘pragmatisch implementatie blok’; gebaseerd op het er aan gecommuni-15 ceerde besluit stelt het configuratie parameters (aan de ingangs zijde) in door middel van het instellen van de CODEC ( primair het ADC gedeelte)om de analoge kanalen vaker of minder vaak te bemonsteren en om tegelijkertijd (aan de uitgangs zijde) de instellingen van het eindfilter in te stellen om traag, respectievelijk snel, te filteren. Als extra eigenschap kan het blok ingericht zijn om een 20 veelvoud van ingangs samples te combineren tot een enkelvoudig (hogere precisie) sample. Deze stap laat de tussengelegen processing stappen onveranderd, ongeacht of er een normale of een turbo modus actief is.
De uitvinding is niet tot het gebruik van een bemonsteringsfrequentie aanpasser, zoals hierboven bij wijze van voorbeeld beschreven, beperkt.
25 In het voorgaande is het gebruik van een variabele snelheid AD conversie systeem met twee snelheden (‘dual rate') toegelicht. Een voordeel van het tweevoudige snelheidssysteem is dat in de ‘dynamische’ modus gekozen kan worden tussen een instelling in de afweging tussen minder ruis in het uitgangssignaal en een snellere responsie bij veranderingen in de flow.
30 Een praktische keuze is het verdubbelen van de responsietijd bij gelijkblij vende ruis. Tegelijkertijd wordt daarbij in de ‘stationaire' modus gereduceerde vermogensconsumptie en warmte dissipatie verkregen.
18
In plaats van een twee snelheden systeem Kan een systeem met een veelvoud aan stappen gebruikt worden dat kan worden ingesteld op verschillende niveaus van-afweging tussen dissipatie en performance. De veranderingen kunnen plaatsvinden op een vloeiende ‘analoge’ wijze, of in discrete stappen in de 5 snelheid (‘speed stepping’).
Kort samengevat heeft de uitvinding betrekking op een Coriolis type meetsysteem voor het meten van het massa debiet (mass flow rate) van een stromend medium, met een stromingsbuis en met sensoren die met de stromings-buis geassocieerd zijn voor het opwekken van analoge signalen, met analoog-10 digitaal- conversiemiddelen voor het bij een bemonsteringsfrequentie converteren van de analoge sensorsignalen naar gedigitaliseerde signalen, en met middelen om uit de gedigitaliseerde signalen het massa debiet te berekenen, welk systeem voorzien is van middelen om de bemonstering van de signalen op een aantal verschillende frequenties te doen plaatsvinden, middelen om de 15 snelheid waarmee het massa debiet verandert te meten, en middelen om afhankelijk van de gemeten veranderingssnelheid een vooraf bepaalde bemonsteringsfrequentie te selecteren.
1034349

Claims (22)

1. Coriolis type meetsysteem voor het meten van het massa debiet van een stromend medium, met een stromingsbuis en met aandrijfmiddelen om 5 de stromingsbuis om een rotatieas te laten oscilleren, met sensoren die met de stromingsbuis geassocieerd zijn voor het opwekken van analoge sensorsignalen op posities in overeenstemming met de beweging van de buis, met analoog-digitaal -conversie (ADC) middelen voor het converteren van de analoge sensorsignalen naar gedigitaliseerde signalen bij een bemonsteringsfrequentie, en met 10 middelen om uit de gedigitaliseerde signalen bij een berekeningsfrequentie een meetsignaal te berekenen, welk meetsignaal representatief is voor het massa debiet, gekenmerkt door middelen om de bemonstering van de sensorsignalen op een aantal verschillende frequenties te doen plaatsvinden, middelen om de snelheid 15 waarmee het massa debiet verandert te meten, en selectiemiddelen om afhankelijk van de gemeten veranderingssnelheid een vooraf bepaalde bemonsteringsfrequentie te selecteren.
2. Coriolis type meetsysteem volgens conclusie 1, 20 gekenmerkt door middelen om ook de berekeningsfrequentie aan te passen afhankelijk van de gemeten veranderingssnelheid.
3. Coriolis type meetsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de berekeningsfrequentie constant is. 25
4. Coriolis type meetsysteem volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de bemonsteringsfrequentie selecteerbaar is tussen tenminste een eerste (stationaire modus) bemonsteringsfrequentie, en een tweede, hogere (dynamische modus) bemonsteringsfrequentie. 30
5. Coriolis type systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tweede bemonsteringsfrequentie een veelvoud is van de eerste bemonsteringsfrequentie. 1034349
6. Coriolis type systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de selectiemiddelen zijn ingericht om, wanneer bij gebruik van de eerste bemonsteringsfrequentie de gemeten flow in een bepaald tijdframe 5 met meer dan een voorafbepaalde waarde verandert, de tweede bemonsteringsfrequentie te selecteren.
7. Coriolis type systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de selectiemiddelen zijn ingericht om, wanneer bij gebruik ] 0 van de tweede bemonsteringsfrequentie de gemeten flow in een bepaald tijdframe met minder dan een voorafbepaalde waarde verandert, de eerste bemonsteringsfrequentie te selecteren.
8. Coriolis type systeem volgens conclusie 1-7, 15 met het kenmerk, dat de selectiemiddelen zijn ingericht om een geselecteerde bemonsteringsfrequentie gedurende een voorafbepaalde tijdsduur in stand te houden, of totdat er een volgende massa flow variatie van de zelfde soort optreedt, in welk geval de voorafbepaalde tijdsduur opnieuw gestart wordt
9. Coriolis type systeem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat. er zowel in stationaire als dynamische modus meerdere samples per berekeningscyclus bepaald worden, waarvan het gemiddelde in de berekening gebruikt wordt.
10. Coriolis type systeem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat in de dynamische modus over een groter aantal samples gemiddeld wordt dan in de stationaire modus.
11. Werkwijze voor het meten van het massa debiet van een stromend 30 medium onder gebruikmaking van een Coriolis meter met een stromingsbuis met daarmee geassocieerde sensoren voor het verschaffen van sensorsignalen die indicatief zijn voor de beweging van de buis, bij welke werkwijze de buis om een rotatieas oscilleert en waarbij de sensorsignalen bij een bemonsteringsfrequentie worden bemonsterd voor het verschaffen van gedigitaliseerde sensorsignalen en waarbij uit de gedigitaliseerde sensorsignalen bij een berekeningsfrequentie een flowmeetsignaal wordt berekend, welk meetsignaal representatief is voor het massa debiet, 5 met het kenmerk, dat de veranderingssnelheid van het meetsignaal wordt gemeten en dat de bemonsteringsfrequentie aan de gemeten waarde wordt aangepast, en wel zodanig dat bij een grote veranderingssnelheid een hoge bemonsteringsfrequentie wordt gebruikt, en bij een lagere veranderingssnelheid een lagere bemonsteringsfrequentie. 10
12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat zowel de bemonsteringsfrequentie als de frequentie van de berekeningen met de gemeten veranderingssnelheid wordt aangepast.
13. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de berekeningsfrequentie constant is.
14. Werkwijze volgens conclusie 11, 12, of 13, gekenmerkt door het in discrete stappen aanpassen van de bemonste- 20 ringsfrequentie voor vooraf vastgelegde bereiken van de veranderingssnelheid van het flowmeetsignaal.
15. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, gekenmerkt door het in discrete stappen aanpassen van de bemonsterings-25 frequentie en de flowberekening voor vooraf vastgelegde bereiken van de veranderingssnelheid van het flowmeetsignaal.
16. Werkwijze volgens conclusie 11, 12 of 13 gekenmerkt door het aanpassen van de bemonsteringsfrequentie evenredig met 30 de veranderingssnelheid, en wel zodanig dat er één of meer bemonsteringen plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het gemiddelde vervolgens als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening.
17. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door het in een aantal discrete stappen aanpassen van de bemon-steringsfrequentie met de veranderingssnelheid, en wel zodanig dat er één of 5 meer bemonsteringen plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het gemiddelde vervolgens als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening.
18. Werkwijze volgens conclusie 17, gekenmerkt doordat het aantal discrete stappen tenminste twee is. 10
19. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door het boven een vooraf vastgelegde veranderingssnelheid verdubbelen van de bemonsteringsfrequentie, en wel zodanig dat er vier in plaats van twee bemonsteringen plaatsvinden per berekeningscyclus, waarvan het ge-15 middelde als invoer wordt gebruikt voor de flowberekening.
20. Werkwijze volgens conclusie 11 -19, gekenmerkt door het gebruik van een algoritme bij het berekenen van het flow-meetsignaal, waarbij het algoritme geassocieerd is met een laagdoorlaatfilter, en 20 waarbij de parameters van het laagdoorlaatfilter worden aangepast met de bemonsteringsfrequentie.
21. Coriolis type systeem volgens conclusie 1 -10, met het kenmerk, dat de middelen om het meetsignaal te berekenen geassoci-25 eerd zijn met een laagdoorlaatfilter.
22. Coriolis type systeem volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het laagdoorlaatfilter geassocieerd is met middelen om zijn parameters aan te passen met de bemonsteringsfrequentie. 30 1034349
NL1034349A 2007-09-07 2007-09-07 Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie. NL1034349C2 (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1034349A NL1034349C2 (nl) 2007-09-07 2007-09-07 Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie.
ES08075686T ES2391125T3 (es) 2007-09-07 2008-08-06 Sistema de medición de caudal tipo de Coriolis con convertidores analógico/digital con una frecuencia de muestreo ajustable
EP08075686A EP2034281B1 (en) 2007-09-07 2008-08-06 Coriolis type flow measuring system with analog to digital converters having an adjustable sampling frequency
DK08075686.9T DK2034281T3 (da) 2007-09-07 2008-08-06 Strømningsmålesystem af Coriolis-typen med analog- til digitalomformere med justerbar samplingfrekvens
JP2008217592A JP5300376B2 (ja) 2007-09-07 2008-08-27 調整可能なサンプリング周波数を有するアナログデジタルコンバータを備えたコリオリ型質量流量測定装置及び質量流量の測定方法
US12/205,048 US7729885B2 (en) 2007-09-07 2008-09-05 Coriolis type flow measuring system with analog to digital converters having an adjustable sampling frequency

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1034349 2007-09-07
NL1034349A NL1034349C2 (nl) 2007-09-07 2007-09-07 Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1034349C2 true NL1034349C2 (nl) 2009-03-10

Family

ID=39103023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1034349A NL1034349C2 (nl) 2007-09-07 2007-09-07 Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7729885B2 (nl)
EP (1) EP2034281B1 (nl)
JP (1) JP5300376B2 (nl)
DK (1) DK2034281T3 (nl)
ES (1) ES2391125T3 (nl)
NL (1) NL1034349C2 (nl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5187587B2 (ja) 2009-03-16 2013-04-24 住友電装株式会社 電気接続箱
JP5191453B2 (ja) * 2009-06-29 2013-05-08 株式会社ジャパンディスプレイウェスト タッチセンサ、表示装置および電子機器
DE102012109010A1 (de) * 2012-09-25 2014-03-27 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Messgerät der Prozessautomatisierungstechnik
WO2015033469A1 (ja) * 2013-09-09 2015-03-12 パイオニア株式会社 流速検出装置及び流速検出方法
DE102018112002A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Messgerät zum Bestimmen der Dichte, des Massedurchflusses und/ oder der Viskosität eines fließfähigen Mediums und ein Betriebsverfahren dafür
CN111147079B (zh) * 2019-12-26 2023-04-07 长安大学 一种采样频率自适应可调的数据采集方法及装置
US11788873B2 (en) 2021-12-17 2023-10-17 Honeywell International Inc. Systems, methods and apparatuses providing noise removal for flow sensing components
EP4198461A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-21 Honeywell International Inc. Systems, methods and apparatuses providing noise removal for flow sensing components
FR3137466A1 (fr) * 2022-06-29 2024-01-05 Sagemcom Energy & Telecom Procede de gestion d’un compteur communicant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0898152A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-24 Bernina Electronic AG Verfahren zur Steuerung der Abtastfrequenz einer Abtastvorrichtung zur Erfassung der Drehzahl und der Drehrichtung eines Flügelrades in einem Durchflussmesser und Durchflussmesser zur Verwendung im Verfahren
EP1191310A2 (de) * 2000-08-30 2002-03-27 Techem Service Aktiengesellschaft & Co. KG Turbinendurchflussmesser mit adaptiver Abtastfrequenz
US20030014198A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Beat Kramer Sampling method for flowmeters
US20030126932A1 (en) * 2001-12-06 2003-07-10 Helmut Brockhaus Mass flowmeter and method for operating a mass flowmeter
EP1719983A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Berkin B.V. Coriolis mass flow meter using contactless excitation and detection

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3219122B2 (ja) * 1994-07-11 2001-10-15 横河電機株式会社 コリオリ質量流量計
JPH11281429A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Yazaki Corp 流量計測方法及び装置並びに電子式ガスメータ
US7065455B2 (en) * 2003-08-13 2006-06-20 Invensys Systems, Inc. Correcting frequency in flowtube measurements
KR101014314B1 (ko) * 2003-09-05 2011-02-16 마이크로 모우션, 인코포레이티드 유량계 필터 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0898152A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-24 Bernina Electronic AG Verfahren zur Steuerung der Abtastfrequenz einer Abtastvorrichtung zur Erfassung der Drehzahl und der Drehrichtung eines Flügelrades in einem Durchflussmesser und Durchflussmesser zur Verwendung im Verfahren
EP1191310A2 (de) * 2000-08-30 2002-03-27 Techem Service Aktiengesellschaft & Co. KG Turbinendurchflussmesser mit adaptiver Abtastfrequenz
US20030014198A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Beat Kramer Sampling method for flowmeters
US20030126932A1 (en) * 2001-12-06 2003-07-10 Helmut Brockhaus Mass flowmeter and method for operating a mass flowmeter
EP1719983A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Berkin B.V. Coriolis mass flow meter using contactless excitation and detection

Also Published As

Publication number Publication date
EP2034281B1 (en) 2012-07-18
US7729885B2 (en) 2010-06-01
DK2034281T3 (da) 2012-10-01
EP2034281A1 (en) 2009-03-11
JP2009063570A (ja) 2009-03-26
US20090064796A1 (en) 2009-03-12
ES2391125T3 (es) 2012-11-21
JP5300376B2 (ja) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1034349C2 (nl) Coriolis type flow meetsysteem met analoog-digitaal omzetters met instelbare bemonsteringsfrequentie.
US6950760B2 (en) Startup and operational techniques for a digital flowmeter
JP3335047B2 (ja) 流動媒体用質量流量計の組み込み品質を最適化する方法
TWI422802B (zh) Signal processing method, signal processing device, and Coriolis force flow meter
SK2894A3 (en) Method and device for creation of valve of mechanical zero for coriolis meter
WO2011102031A1 (ja) 信号処理方法、信号処理装置、及びコリオリ流量計
EP3086190B1 (en) Field device
JPH0273119A (ja) 絶対周波数出力を有するコリオリ質量流量計
NL1034360C2 (nl) Coriolis type meetsysteem met tenminste drie sensoren.
KR101744682B1 (ko) 진동 유량계 및 평균 유량을 위한 방법
TWI439675B (zh) Signal processing method, signal processing device, and Coriolis force flow meter
US8374805B2 (en) Coriolis mass flowmeter
JP2006501468A (ja) 単一の出力ポートから情報を出力させるためのプログラム可能なコリオリ流量計電子装置
JP2012510072A (ja) 振動型流量計の流れチューブを振動させる方法及び装置
JP2011033385A (ja) コリオリ質量流量計
JP5511552B2 (ja) 振動式測定装置
JP3335600B2 (ja) コリオリ質量流量計
Henry et al. US patent no. 7,146,280 B2: Startup and operational techniques for a digital flowmeter
JPH08247801A (ja) トランスデューサ及びそれを用いたガスメータ
JP2015108632A (ja) 振動型流量計の流れチューブを振動させる方法及び装置
JP2005274251A (ja) 直管式コリオリ流量計
JP2012047644A (ja) 振動式測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140401