PL210704B1 - Sposób i układ do atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek odnosi się do sposobu i układu do atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa.

Znane jest użycie masowych przepływomierzy Coriolisa do mierzenia przepływu masowego i innych informacji o materiałach przepływających przez rurę, jak ujawniono w patencie US nr 4 491 025 wydanym J. E. Smith'owi i innym 1 stycznia 1985 r. i Re nr 31 450 J. E. Smith'a z 11 lutego 1982 r. Te przepływomierze posiadają jedną lub więcej rur przepływowych w różnych konfiguracjach. Każda konfiguracja kanałów może być traktowana jako posiadająca zestaw naturalnych trybów drgania, obejmujących na przykład, zginanie proste, skrętne, promieniste i sprzężone tryby. W typowym zastosowaniu pomiaru przepływu masowego, wykorzystującego siłę Coriolisa, w trakcie przepływania przez kanały materiału pobudzana jest konfiguracja kanałów w jednym lub więcej trybów drgań i jednocześnie mierzony jest ruch kanałów w punktach umieszczonych w odstępach wzdłuż kanału.

Tryby wibracji układów wypełnionych materiałem są określone w części poprzez powiązanie masy kanałów przepływowych z materiałem zawartym wewnątrz kanałów przepływowych. Materiał wpływa do przepływomierza z rury dołączonej do wlotowej strony przepływomierza. Materiał jest następnie kierowany poprzez rurę przepływową lub rury przepływowe i wychodzi z przepływomierza poprzez rurę dołączoną po wyjściowej stronie przepływomierza.

Wzbudnik przykłada siłę na rurę przepływową. Siła powoduje oscylację rury przepływowej. Jeśli w przepływomierzu nie płynie materiał, wszystkie punkty wzdłuż rury przepływowej oscylują z tą samą fazą. Kiedy materiał zaczyna przepływać przez rurę przepływową, siły Coriolisa powodują, że każdy punkt pomiaru wzdłuż rury przepływowej wskazuje inną fazę w stosunku do innych punktów umieszczonych wzdłuż rury. Faza na wlotowej stronie rury przepływowej pozostaje w tyle względem wzbudnika, podczas gdy faza po wylotowej stronie wyprzedza wzbudnik. Czujniki są umieszczone w różnych punktach na rurze przepływowej w celu generacji sygnałów sinusoidalnych reprezentujących ruch rury przepływowej w różnych punktach. Różnica fazy sygnałów otrzymanych z czujników jest wyliczana w jednostkach czasu.

Różnica fazy pomiędzy sygnałami z sensorów jest proporcjonalna do szybkości przepływu materiału, przepływającego przez rurę przepływową lub rury przepływowe. Wydatek przepływu masowego materiału jest określany poprzez przemnożenie różnicy fazy i wskaźnika kalibrującego przepływ. Wskaźnik kalibrujący przepływ jest określany przed instalacją przepływomierza na rurze. W procesie kalibracji, przez rurę przepływową przepuszczana jest znana ciecz z daną szybkością przepływu i następnie obliczany jest stosunek pomiędzy różnicą faz i szybkością przepływu.

Jedną zaletą przepływomierzy wykorzystujących siłę Coriolisa jest brak ruchomych elementów w drgającej rurze przepływowej. Szybkość przepływu jest określana poprzez mnożenie różnicy fazy pomiędzy dwoma punktami umieszczonymi na rurze przepływowej i wskaźnika kalibrującego przepływ. Różnica fazy jest wyliczana z sygnałów sinusoidalnych, otrzymywanych z czujników wskazujących oscylacje z dwóch punktów na rurze przepływowej. Wskaźnik kalibrujący przepływ jest proporcjonalny do właściwości materiałowych i właściwości przekroju poprzecznego rury przepływowej. Z tego powodu pomiary różnicy fazy i wskaźnika kalibrującego przepływ nie są zniekształcone przez zużycie ruchomych elementów w przepływomierzu.

Podczas użycia przepływomierza wykorzystującego siłę Coriolisa pojawiają się jednak problemy związane ze zmianami zachodzącymi we właściwościach materiałowych, przekroju poprzecznym i sztywności rury przepływowej. Zmiany właściwości materiału, przekroju poprzecznego oraz sztywności rury przepływowej są spowodowane przez erozję, korozję oraz nalot materiału przepływającego przez rurę, odkładającego się wewnątrz rury przepływowej, co powoduje zmiany elementów mocujących rury i temperatury. Pierwszym przykładem takiej zmiany charakterystyki przekroju poprzecznego rury przepływowej jest zmiana momentu bezwładności spowodowana przez korozję rury przepływowej. Drugim przykładem zmiany właściwości materiałowych i przekroju poprzecznego rury przepływowej jest wzrost masy rury przepływowej i zmniejszenie przekroju poprzecznego spowodowane poprzez nalot wewnątrz rury przepływowej, powstały wskutek przepływu materiału przez rurę. Zmiana we właściwościach materiałowych, właściwościach przekroju poprzecznego i sztywności rury przepływowej może zmienić wskaźnik kalibracji przepływu przepływomierza. Jeżeli wskaźnik kalibracji przepływu przepływomierza zmienia się, szybkości przepływu, które są wyliczane na podstawie oryginalnego wskaźnika kalibracji przepływu są niedokładne.

PL 210 704 B1

Z tego powodu, istnieje potrzeba zapewnienia układu, który wykrywałby prawdopodobną zmianę właściwości materiału, właściwości przekroju lub/i sztywności rury przepływowej, wskazując, że szybkość przepływu masowego mierzona przez przepływomierz wykorzystujący siłę Coriolisa może być niedokładna.

Istota wynalazku

Według wynalazku, sposób atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa, w którym wywiera się znaną siłę na co najmniej jedną rurę przepływową przepływomierza, a nastę pnie mierzy się wywoł ane ugię cie wspomnianej rury przepł ywowej, charakteryzuje się tym, ż e wytwarza się sygnał określający bieżącą sztywność zginania tej przynajmniej jednej rury przepływowej, będący odpowiedzią na wspomnianą wywieraną siłę i ugięcie, a następnie porównuje się sygnał bieżącej sztywności zginania z sygnałem określającym początkową sztywność zginania i na podstawie wyniku porównywania sygnałów bieżącej sztywności zginania i początkowej sztywności zginania generuje się i wykrywa sygnał występowania warunku błędu kalibracji.

Korzystnie, sygnalizuje się wykrycie sygnału warunku błędu kalibracji. Koryguje się sygnał wspomnianego wskaźnika kalibracji przepływu na podstawie wykrytego sygnału warunku błędu kalibracji.

Korzystnie też, sygnały sztywności zginania określa się poprzez rozwiązanie modelu o jednym stopniu swobody.

Wspomniany model o jednym stopniu swobody rozwiązuje się w kolejnych etapach, w których wytwarza się sygnał określający funkcję przeniesienia podatności, a następnie generuje się sygnał obliczonej odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej podatności i na podstawie tego sygnału odpowiedzi częstotliwościowej generuje się sygnał określający wspomnianą sztywność zginania.

Wspomniany model o jednym stopniu swobody rozwiązuje się w kolejnych etapach, w których generuje się sygnał identyfikujący stałe, a następnie stosuje się sygnał modelu funkcji przeniesienia do przetworzenia sygnału złożonej odpowiedzi częstotliwościowej, po czym przekształca się ten sygnał określający funkcję przeniesienia z postaci mobilnej na postać odpowiedzi i wydobywa się sygnał parametrów modalnych z tego sygnału funkcji przeniesienia, zaś na podstawie tych sygnałów parametrów modalnych generuje się sygnał sztywności zginania.

Sygnał funkcji przeniesienia generuje się przy użyciu multisinusoidalnej metody wzbudzania w kolejnych etapach, w których generuje się sygnał czę stotliwości pomiaru, o który chodzi, po czym generuje się wieloznakowy sygnał wzbudzania, a następnie dokonuje się minimalizacji współczynnika szczytu i określa się całkowity czas pomiaru oraz określa się sygnał całkowitej liczby średnich, po czym przetwarza się sygnał wejściowy od rur przepływowych poprzez nałożenie wspomnianego multisinusoidalnego sygnału wzbudzania na sygnał wejściowy, a następnie mierzy się wynikowy sygnał wyjściowy odpowiadający multisinusoidalnemu sygnałowi wejściowemu i wytwarza się sygnał określający funkcję odpowiadającą temu multisinusoidalnemu sygnałowi wejściowemu i wynikowemu sygnałowi wyjściowemu.

Sygnały sztywności zginania korzystnie określa się poprzez zastosowanie rozwiązania modelu o wielu stopniach swobody. Zastosowanie modelu o wielu stopniach swobody obejmuje kolejne etapy, w których wytwarza się sygnał modelu odpowiedzi konstrukcji przepł ywomierza, po czym przekształca się ten sygnał modelu odpowiedzi na sygnał modelu modalnego, a następnie przekształca się ten sygnał modelu modalnego na sygnał modelu przestrzennego i na podstawie tego sygnału modelu przestrzennego określa się sygnał sztywności zginania.

Wspomniany sygnał błędu kalibracji koryguje się przy użyciu technik szacowania współczynników lub przy użyciu technik kalibracji wielocieczowej, lub przy użyciu technik śledzenia trendu.

Korzystnie, przy wytwarzaniu sygnału modelu odpowiedzi dokonuje się normalizowania sygnału danych modelu.

Normalizowanie sygnału danych modelu dokonuje się ze względu na częstotliwość rezonansową oraz ze względu na temperaturę odniesienia, a także ze względu na zmienną odpowiedzi. Jako wspomnianą zmienną odpowiedzi stosuje się przemieszczenie.

Według wynalazku, układ do atestowania sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa, zawierający co najmniej jedną rurę przepływową i zamocowane do tej co najmniej jednej rury przepływowej wzbudnik i co najmniej jeden przetwornik przemieszczenia, przy czym wzbudnik i co najmniej jeden przetwornik przemieszczenia są połączone z elektronika miernika do dostarczanie do wzbudnika sygnału napędowego do wywierania znanej siły na co najmniej jedną rurę przepływową odbierania z przetwornika przemieszczenia sygnału o przemieszczeniu co najmniej jed4

PL 210 704 B1 nej rury przepływowej, charakteryzuje się tym, że zawiera, zamocowany do co najmniej jednej rury przepływowej, pomocniczy czujnik położenia do generowania sygnału przemieszczenia rury przepływowej, przy czym pomocniczy czujnik położenia jest połączony z elektroniką miernika do odbierania z pomocniczego czujnika położenia sygnału o przemieszczeniu co najmniej jednej rury przepływowej i mierzenia, na podstawie sygnału o przemieszczeniu, wynikł ego przemieszczenia co najmniej jednej rury przepływowej, generowania sygnału bieżącej sztywności zginania odpowiadającej bieżącej sztywności zginania tej co najmniej jednej rury przepływowej, odpowiednio do znanej siły i przemieszczenia, porównywania tego sygnału początkowej sztywności zginania z tym sygnałem bieżącej sztywności zginania i do wyznaczania sygnału warunku błędu kalibracji na podstawie porównywania tego sygnału początkowej sztywności zginania z tym sygnałem bieżącej sztywności zginania.

Korzystnie, elektronika miernika zawiera sygnalizator warunku błędu kalibracji.

Elektronika miernika korzystnie jest dostosowana do przetwarzania sygnału korygującego warunek błędu wskaźnika kalibracji przepływu.

Elektronika miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez rozwiązywanie modelu o jednym stopniu swobody.

Elektronika miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez wyznaczenie funkcji przeniesienia podatności, generowania sygnału obliczonej odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej podatności i sygnału bieżącej sztywności zginania na podstawie tego sygnału odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej.

Elektronika miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez rozwiązywanie modelu o jednym stopniu swobody obejmujące odczytywanie sygnału identyfikowania stałych, zastosowanie sygnału modelu funkcji przepływu do uzyskiwania sygnału zespolonej odpowiedzi częstotliwościowej, przekształcenie tego sygnału funkcji przepływu z postaci mobilnej na postać odpowiedzi, uzyskiwanie sygnału określającego parametry modalne z sygnału funkcji przeniesienia i wytwarzanie sygnału określającego sztywność zginania na podstawie sygnału parametrów modalnych.

Elektronika miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału określającego funkcję przeniesienia poprzez generowanie sygnału określającego częstotliwość pomiaru, o który chodzi, generowanie multisinusoidalnego sygnału wzbudzania, przedstawianie sygnału minimalizacji współczynnika amplitudy, określanie sygnału całkowitego czasu pomiaru, generowanie sygnału określającego całkowitą liczbę średnich, przetwarzanie sygnału wejściowego rur przepływowych poprzez zastosowanie do niego multisunusoidalnego sygnału wzbudzenia, mierzenie wynikającego sygnału wyjścia odpowiednio do multisinusoidalnego wejścia i generowanie sygnału odpowiedzi częstotliwościowej odpowiednio do tego wejściowego sygnału multisinusoidalnego i wspomnianego sygnału wyjścia.

Elektronika miernika korzystnie jest dostosowana do przetwarzania sygnału za pomocą rozwiązywania modelu o wielu stopniach swobody.

Elektronika miernika jest dostosowana do generowania sygnału modelu odpowiedzi konstrukcji przepływomierza, przekształcanie tego sygnału modelu odpowiedzi na sygnał modelu modalnego, przekształcanie tego sygnału modelu modalnego na sygnał modelu przestrzennego i określanie sztywności zginania z tego modelu przestrzennego.

Elektronika miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki szacowania współczynników.

Elektronika miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki kalibracji wielocieczowej.

Elektronika miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki śledzenia trendu.

Elektronika miernika jest dostosowana do normalizowania sygnału danych modelu.

Elektronika miernika jest dostosowana do normalizowania wspomnianych ego sygnału danych modelu ze względu na częstotliwość rezonansową, ze względu na temperaturę odniesienia i ze względu na zmienną odpowiedzi.

Elektronika miernika jest dostosowana do wykorzystywania przemieszczenia jako zmiennej odpowiedzi.

Elektronika miernika jest dostosowana do wykorzystywania przyspieszenia jako zmiennej odpowiedzi.

Powyższe oraz inne problemy zostały rozwiązane oraz osiągnięto postęp w dziedzinie, poprzez zapewnienie układu do atestacji wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza, wykorzystującego siłę Coriolisa oraz poprzez określenie sztywności na zginanie i innych parametrów. Opisywany układ

PL 210 704 B1 do atestowania może być użyty do zarówno modeli o pojedynczym stopniu swobody, jak i modeli o wielu stopniach swobody.

Niektóre przykłady układu do atestacji, dostosowanego do rozwiązywania modeli o pojedynczym stopniu swobody, obejmują pomiar sztywności rury za pomocą pomocniczego czujnika przemieszczenia. Pomocniczy czujnik przemieszczenia jest umieszczony na rurze przepływowej przepływomierza. Do rury przepływowej przykładana jest znana siła i za pomocą pomocniczego czujnika siły, mierzone jest wynikowe ugięcie. Otrzymana w wyniku tego sztywność rury może zostać użyta do przewidywania zmian wskaźnika kalibracji czujnika.

Niektóre przykłady układu do atestacji, będącego w stanie rozwiązać model o pojedynczym stopniu swobody, obejmują estymowanie sztywności rury na podstawie odpowiedzi częstotliwościowej pętli wzbudnika. Odpowiedź częstotliwościowa pętli wzbudnika zawiera warunek sztywności, który może zostać skorelowany ze sztywnością zginania rury przepływowej. Wynikowa sztywność zginania może zostać wykorzystana do przewidzenia zmian wskaźnika kalibracji czujnika.

Niektóre przykłady układu do atestacji, będącego w stanie rozwiązywać modele o wielu stopniach swobody, obejmują estymowanie sztywności rury na podstawie parametrów modelu. Model odpowiedzi reprezentujący przepływomierz jest przekształcany na model modalny. Model modalny jest następnie przekształcany do modelu fizycznego. Model fizyczny zawiera parametry znajdujące się w obszarze zainteresowania, obejmujące sztywność rury i tłumienie, które mogą zostać uż yte do określenia zmiany wskaźnika kalibracji.

W niektórych przykładach, otrzymane dane muszą być normalizowane. Normalizowanie jest niezbędne dla wykluczenia zmian we właściwościach układu zmieniających się z czasem. Korekta częstotliwości rezonansowej spowodowanej zmianą temperatury rury jest jednym z przykładów wymaganej normalizacji.

Niektóre przykłady układu do atestacji obejmują metody i aparat do korekcji wskaźnika kalibracji przepływu przy użyciu liniowych lub nieliniowych równań, śledzeniu trendu lub wielocieczowej kalibracji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach realizacji na rysunku, na których fig. 1 przedstawia układ do atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa w przykładzie wynalazku; fig. 2 - przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaź nika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa w przykładzie wykonania wynalazku; fig. 3 - drugi przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa; fig. 4 - trzeci przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa; fig. 5 - czwarty przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa; fig. 6 - piąty przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa; fig. 7 - szósty przykład realizacji sposobu atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa.

Figury 1-7 i poniższy opis przedstawiają specyficzne przykłady objaśniające zaznajomionym z tematem, jak zrealizować wynalazek. Dla potrzeb uwypuklenia idei wynalazku, niektóre konwencjonalne aspekty zostały uproszczone lub pominięte. Na podstawie opisanych poniżej przykładów zaznajomieni z tematem zauważą modyfikacje, które mieszczą się w zakresie dotyczącym wynalazku. Fachowcy w tej dziedzinie zdadzą sobie sprawę, że cechy opisane poniżej mogą być łączone ze sobą na wiele sposobów, umożliwiających utworzenie wielu wariantów wynalazku. W związku z tym, wynalazek nie jest ograniczony do specyficznych przykładów opisanych poniżej, lecz przez zastrzeżenia i ich odpowiedniki.

P r z y k ł a d 1

Wskaźniki, które wpływają na sztywność zginania, wpływają również na czułość przepływomierza Coriolisa (wskaźnik kalibracji przepływu). Sztywność zginania jest wielkością statycznej sprężystości, wyprowadzoną z odkształcenia rury przepływowej, przy znanym wzorcu siły i pomiaru przemieszczenia rury przepływowej. Do pomiaru sztywności zginania może zostać użyty każdy wzór siły, o ile jest niezmienny. Jako przykład, sztywność ugięcia dla zamocowanej belki jest następujący:

^KFlex — δ

F 192EI _L3 (1) gdzie:

F - siła (N);

₂

E - moduł Young'a (N/m²);

I - moment bezwładności (m⁴);

PL 210 704 B1

L - dł ugość (m);

KFlex - sztywność zginania rury przepływowej.

Dla przepływomierza Coriolisa, w przypadku zmiany sztywności zginania, zmienia się również wskaźnik kalibracji. Sztywność zginania dla przepływomierza Coriolisa jest określana następująco:

KFlex = CPCGCS[EI] (2) gdzie:

CP - wpływ wzorca siły na sztywność zginania;

CG - wpływ geometrii ugięcia nieugiętej rury na sztywność zginania;

CS - wpływ naprężenia nieugiętej rury na sztywność zginania.

Dla przepływomierza Coriolisa z prostą rurą, bez żadnego wstępnego naprężenia, następujące wyrażenie pokazuje zależność wskaźnika kalibracji od El:

EI

L³

ΔΤ (3)

Tak więc, wskaźnik kalibracji przepływu (FCF) dla prostej rury jest następujący:

FCF = C _ei

L³ (4) gdzie C jest stałą określoną przez kształt trybu drgań i usytuowania przetworników przemieszczenia.

Figura 1 przedstawia przepływomierz Coriolisa 5 dostosowany do bezpośredniego szacowania sztywności zginania poprzez wywieranie znanej siły na rury przepływowe i pomiar wynikającego ugięcia. Przepływomierz Coriolisa 5 zawiera zespół miernika 10 i elektronikę 20 miernika. Elektronika 20 miernika jest połączona z zespołem miernika 10 poprzez przewody 100 dla zapewnienia informacji o gęstości, szybkości przepływu masowego, szybkości przepływu objętościowego, ogólnym przepływie masowym i innych przez tor 26.

Zespół miernika 10 zawiera dwa kołnierze 101 i 101', przewód rozgałęźny 102 i rury przepływowe 103A i 103B. Do rur przepływowych 103A i 103B są dołączone wzbudnik 104, przetworniki przemieszczenia 105 i 105' i pomocniczy czujnik położenia 107. Pręty wzmacniające 106 i 106' służą do ustalenia osi W i W, wokół których drga każda rura przepływowa 103A i 103B.

Po umieszczeniu zespołu miernika 10 w układzie rurowym (nie pokazany), który przenosi materiał do zmierzenia, materiał wchodzi do zespołu miernika 10 przez kołnierz 101, przechodzi przez przewód rozgałęźny 102, gdzie materiał jest kierowany do wchodzenia do rur przepływowych 103A I 103B, przepływa przez rury przepływowe 103A i 103B i z powrotem do przewodu rozgałęźnego 102, gdzie opuszcza zespół miernika 10 przez kołnierz 101'.

Rury przepływowe 103A i 103B są dobrane i odpowiednio zamontowane do przewodu rozgałęźnego 102 tak, że mają zasadniczo ten sam rozkład masy, moment bezwładności i moduły sprężystości wokół osi zginania, odpowiednio W-W i W-W. Rury przepływowe rozciągają się na zewnątrz od przewodu rozgałęźnego, zasadniczo równolegle do siebie.

Rury przepływowe 103A-B są wzbudzane przez wzbudnik 104 w przeciwnych kierunkach wokół ich odpowiednich osi zginania W i W i z, tak zwanym, pierwszym pozafazowym trybem zginania przepływomierza. Wzbudnik 104 może zawierać jeden z wielu dobrze znanych układów, takich jak magnes zamontowany na rurze przepływowej 103A i przeciwległą cewkę zamontowana na rurze przepływowej 103B. Przemienny prąd jest przepuszczany przez przeciwległą cewkę dla spowodowania drgania obu rur. Odpowiedni sygnał wzbudzania jest podawany przez elektronikę 20 miernika przez przewody 110 do wzbudnika 104. Wzorzec siły wytworzonej przez wzbudnik 104 jest ustalony dla okresu trwałości czujnika (na przykład C_p jest stałe). Wzbudnik 104 generuje stałą siłę, a pomocniczy czujnik położenia 107 określa przemieszczenie rury. Jak pokazano na fig. 1, pomocniczy czujnik położenia 107 jest umieszczony w pobliżu przetworników przemieszczenia 105 lub 105', ale inne odpowiednie usytuowania mogą być zastosowane.

Elektronika 20 miernika otrzymuje sygnały prędkości prawy i lewy pojawiające się w przewodach, odpowiednio 111 i 111' i przemieszczenia rur w przewodzie 112. Elektronika 20 miernika wytwarza w przewodzie 110 sygnał wzbudzania, który powoduje, że wzbudnik wprawia w drgania rury przepływowe 103A i 103B. Niniejszy wynalazek, jak opisano w niniejszym, może wytwarzać wielokrotny sygnał wzbudzający z wielu wzbudników. Elektronika 20 miernika przetwarza sygnały prędkości, praPL 210 704 B1 wy i lewy oraz sygnał przemieszczenia rury do obliczenia wydatku przepływu masowego i zapewnia układ do atestacji według niniejszego wynalazku. Tor 26 zapewnia wejście i wyjście, które umożliwia kontaktowanie się elektroniki 20 miernika z operatorem.

Figura 2 przedstawia pierwszy przykład sposobu 200 atestacji wskaźnika kalibrującego przepływ przepływomierza Coriolisa 5 wykorzystującego wyliczone zmiany w jego sztywności zginania. Sposób 200 rozpoczyna się w kroku 210, w którym przykłada się znaną siłę do rur przepływowych 103A i 103B przy użyciu wzbudnika 104. W kroku 220, czujnik położenia 107 określa przemieszczenie rur przepływowych 103A i 103B, wynikające z siły przyłożonej przez wzbudnik 104. W kroku 230 mierzy się sygnał określający sztywność zginania, K_new, poprzez wykorzystanie wartości siły i przemieszczenia rury przepływowej z kroków 210 i 220. Poprzednia sztywność zginania, K_old, jest uzyskiwana w kroku 240. Sygnał określający poprzednią sztywność zginania rury przepływowej 103A I 103B jest określany w fabryce lub po instalacji miernika. W kroku 250 porównywane są K_new z K_old w celu określenia, czy nastąpiła zmiana w sztywności zginania miernika. Jeśli nie wykryto zmiany, w kroku 260 sygnalizuje się wystąpienie sygnału warunku „brak błędu” i powtarza się proces. Jeśli wykryto zmianę, w kroku 270 koryguje się sygnał wskaźnika kalibrującego przepływ (FCF) w oparciu o zmianę sztywności.

P r z y k ł a d 2

Sztywność zginania rury przepływowej 103A i 103B może być również określona poprzez ocenę punktów na funkcji odpowiedzi częstotliwościowej rury (FRF) dla danych częstotliwości. Te punkty są używane do pasowania modelu o pojedynczym stopniu swobody z danymi i ostatecznego określenia punktu DC (np. przekraczania zera) na FRF.

Możliwe jest napisanie ogólnego wyrażenia dla każdego przekroczenia funkcji odpowiedzi (nie załączone) częstotliwości mobilności jako liniową kombinację odpowiedzi SDOF:

f = H(s) = Σ

Ns ⁱ⁼¹mis² +cis + k_i (5) lub równoważnie wyrażony przez:

Σ = _H(s) = V^{N A}i^s f ⁽⁾ ^=¹ s² + 2Z^s + ω_; ² (6) gdzie v jest prędkością przetwornika przemieszczenia, f jest siłą napędu i H(s) jest FRF, będącą przedmiotem zainteresowania.

W ten sposób może być dobrze zaproksymowana odpowiedź częstotliwościowa pętli napędu. W rzeczywistości, przy częstotliwościach w otoczeniu częstotliwości wzbudnika, dla dobrej aproksymacji odpowiedzi częstotliwościowej wymagany jest jedynie jeden okres sumowania. Jeśli wymagana jest większa dokładność oceny parametrów, można zachować w modelu więcej niż jedną wartość.

Jako alternatywa dla objęcia większej ilości trybów, tryby wyższych częstotliwości z odpowiedzi częstotliwościowej pętli wzbudnika 104 mogą być wymaskowane poprzez wybór położenia wzbudnika oraz cewek przetwornika przemieszczenia. Druga wartość załamania (wartość skrętu) może zostać wymaskowana z odpowiedzi częstotliwościowej pętli napędu, ponieważ wzbudnik 104 jest umieszczony na węźle drugiej wartości. Jeśli przetworniki przemieszczenia 107 zostały umieszczone w węzłach trzeciej wartości, to trzecia wartość jest również maskowana z odpowiedzi częstotliowościowej pętli napędu.

Przy tym wzorze wzbudnika/przetwornika przemieszczenia, odpowiedź częstotliwościowa pętli wzbudnika 104 jest bardzo zbliżona do układu SDOF.

Modelowanie pętli napędu jako układu SDOF skutkuje następującym:

= H(s) = s

m₁s² +c₁s + k₁ (7) lub równoważnie wyrażone przez:

= H(s) =

AiS ₂2 s + 2ζ ₁ω₁ s + ω₁ (8)

PL 210 704 B1

Odpowiedź częstotliwościowa pętli wzbudnika 104 może być przeliczona z ruchliwości (prędkości) do podatności (przemieszczenia) poprzez scałkowanie (przemnożenie przez 1/s):

x = H(s) =_1_ ^{f s} m1s ² + c1s + k₁ ponownie równoważnie wyrażone przez:

x = H(s) = AjS ^{f s} s² + 2Z^s + ω_Ι ² (9) (10)

Wartość sztywności k1 jest dobrze skorelowana ze sztywnością zginania i przez to jest dobrym wskaźnikiem zmian wskaźnika kalibrującego przepływ poprzez zmianę sztywności zginania.

Aby ocenić parametr sztywności ki można użyć oceny jednej lub wielu częstotliwości. Fig. 3 pokazuje drugi przykład wykonania sposobu 300 atestujący sygnał wskaźnika kalibrującego przepływ poprzez użycie oceny pojedynczej częstotliwości. Ocena jednej częstotliwości 300 rozpoczyna się określeniem funkcji przeniesienia podatności (9). W kroku 320, określana jest odwrotność funkcji przeniesienia podatności dla ί_ω w celu otrzymania odwrotności odpowiedzi częstotliwościowej podatności:

ίω in—)})'' + c,(/—) + k = m₁ (ίω)² + c— + k₁

Η(ίω) 1

W kolejnym kroku 33, przyjmujemy ω 0:

lim——— = lim(—)² + lim αίω + lim k, o >0 H(ίω) ω ^>fl ω ^>fl lim ίω =limk = k ^o >⁰ H(ίω) ^— >

Więc dla ω 0:

^k1 ίω

H (ίω) (11) (12) (13) (14)

Jeśli mi jest znane lub jest bez znaczenia, wtedy do estymacji ki może zostać użyta większa częstotliwość bliższa ω1, skąd:

ίω

H (ίω) (15)

Jeśli c1 i mi są znane, wtedy jakakolwiek częstotliwość może być użyta do oszacowania ki, skąd:

^ίω ₂ k * _xmi(—) -c,— (16)

H (ίω)

W kroku 340 oblicza się k z wyrażeń (14), (15) lub (16) z ω w radianach/sekundę, a w kroku 350 koryguje się wskaźnik kalibracji przepływu oparty na obliczonym kj. Fig. 4 pokazuje trzeci przykład realizacji sposobu 400 do atestacji sygnału wskaźnika kalibrującego przepływ przy użyciu estymacji wielu częstotliwości. Estymacja wielu częstotliwości rozpoczyna się w kroku 410, w którym identyfikuje się sygnały określające stałe m₁, c₁, k₁, ξ₁, ω₁ i A₁ przy użyciu układowej metody identyfikacji o dowolnej dziedzinie czasu lub dziedzinie częstotliwości. W kroku 420 stosuje się procedurę dopasowywania krzywej, dopasowującą model funkcji wymiernego, czasowo ciągłego przepływu do wektora odpowiedzi częstotliwości zespolonej H w zbiorze częstotliwości w wektorze W (w radianach/sekundę). Liczba i umieszczenie (w częstotliwości) punktów danych FRF wpływa na jakość dopasowania. Dobre dopasowanie jest uzyskiwane już przy użyciu dwóch punktów danych odpowiedzi częstotliwościowej.

PL 210 704 B1

Otrzymany model jest następujący:

b(1)s^Nb + b(2)s^(Nb-1) +... + b(Nb +1) s^Nb + a(1)s^{( Nb-1)} +... + a( Na +1) (17)

Powyższy model jest niekompatybilny z formą mobilności (prędkości) odpowiedzi częstotliwościowej pętli napędu, ponieważ nie ma możliwości uzyskania b(N_b + 1) = 0. W kroku 430 omijamy to ograniczenie poprzez przekształcenie danych odpowiedzi częstotliwościowej mobilności (prędkości) przetwornika przemieszczenia napędu do postaci podatności (przemieszczenia). Zmierzone dane odpowiedzi częstotliwościowej mobilności H muszą być pomnożone przez 1/(ίω). Odpowiedź częstotliwościowa mobilności pętli wzbudnika H powinna być zmierzona od prądu cewki wzbudnika (proporcjonalnego do siły) do napięcia czujnika przemieszczenia (proporcjonalnego do prędkości).

Przekształcenie danych z mobilności do danych podatności zapewnia H(s) w postaci:

H(s)= b(1) a(1)s² + a(2)s + a(3) (18) gdzie a(1) = 1.

W kroku 440, z modelu funkcji przepływu, wydobywane są wartości parametrów będących przedmiotem zainteresowania w następujący sposób:

A1 = b(1) ω₁ =y] a(3) (19)

Z1 = 8(2)/2/ω1

Fizyczne parametry mogą być następnie wyliczone w kroku 450 przy użyciu następujących równań: m1 = 1/A1

Oj =2Ζίωί/Α1 (20) ₂ ki = ω, /Ai

Po określeniu fizycznych parametrów, w kroku 460 są określane i korygowane zmiany sygnału wskaźnika kalibracji przepływu jak również innych parametrów, wliczając w to zmiany w masie i długości rury przepływowej. Dodatkowo, poza korekcją, na podstawie wcześniej ustalonych parametrów, można generować ostrzeżenia lub wyłączenie miernika.

Określanie funkcji odpowiedzi częstotliwościowej przy użyciu wzbudzania przebiegiem multisinusoidalnym

Precyzyjna ocena punktów na FRF może być trudna w czasie rzeczywistym. Okienkowanie oraz estymacja spektralno-liniowa często posiada oszacowanie błędu, które ma bezpośredni wpływ na możliwość przewidywania zmian w FCF. W celu bardziej efektywnego określenia estymowanych punktów na FRF oraz eliminacji potrzeby okienkowania, używane jest wejście multisinusoidalne (multi-sine).

Metoda wejścia multisinusoidalnego stosuje wydajny, standardowy program komputerowy wykonujący estymację spektralno-liniową, wykorzystujący minimalny współczynnik amplitudy multisinusoidalnego wejściowego sygnału pobudzającego. Sygnał o minimalnym współczynniku amplitudy używany jest do minimalizacji szczytowej mocy napędu i ograniczenia dużych sygnałów wyjściowych. Duże wyjściowe sygnały często posiadają składowe nieliniowe, powodujące błędy pomiaru.

Figura 5 pokazuje czwarty przykład realizacji sposobu 500 wyliczający linie spektralne wykorzystywane do atestacji wskaźnika kalibrującego przepływ przy użyciu estymacji multiczęstotliwościowej. Ten przykład sposobu 500 rozpoczyna się w kroku 510 poprzez określenie częstotliwości pomiaru, będącego przedmiotem zainteresowania. Częstotliwości są określone następująco:

fj+i = fj + Af (j = 1 : Nsin) (21)

Następnie, w kroku 520 definiuje się multisinusoidalny sygnał wzbudzenia:

PL 210 704 B1

N-1 Nsin -1 ^x = Σ Σ^sin (t +^φ (22) i = 0 j= 0 gdzie:

fj = częstotliwości dla multisinusoidy, φ, = faza kątowa dla multisinusoidy, gdzie π < φ_i > π, ti = dyskretny punkt czasu,

N = liczba punktów danych w multisinusoidzie,

Nsin = liczba fal sinusoidy w multisinusoidzie.

W celu maksymalizacji energii wejściowej podczas minimalizacji wartości szczytowej. Współczynnik amplitudy (Crest Fator - CF) jest minimalizowany w stosunku do φ w kroku 530. Współczynnik amplitudy (CR) jest zdefiniowany jako max/rms:

CF(x) = ,^max[x(i)] (23)

N -1 . Σ x(i)² / N

V i=0

W celu bardziej efektywnego wykorzystania multisinusoidy muszą być określone całkowity czas pomiaru w kroku 540 i całkowita ilość średnich, w kroku 550. Całkowity czas pomiaru może być wyliczony przy użyciu następującego równania:

tp = 1 / Δί (24)

Równanie (24) dostarcza czas pomiaru równy okresowi multisinusoidy, co skutkuje pomiarem będącym w niewielkim stopniu zależnym od zmian parametrów. Całkowita ilość potrzebnych średnich jest zwykle wybierana w taki sposób, by zredukować odchylenie standardowe estymaty spowodowanego szumem. Stosunek sygnału do szumu i jego bezpośredni związek z estymowanym przedziałem ufności, określa zwykle całkowitą ilość średnich potrzebnych dla osiągnięcia wymaganej dokładności.

W kroku 560 stosuje się multisinusoidę, x, do wejściowego sygnału układu i mierzy się wynikowy sygnał wyjściowy, y. W kroku 570 używa się x i y do określenia sygnału funkcji przepływu, sztywności i wskaźnika kalibrującego, używając technik opisanych w niniejszym opisie.

P r z y k ł a d 3

Zmieniający się wskaźnik kalibrujący przepływ może być również wykryty i skorygowany poprzez użycie modelu o wielu stopniach swobody. W modelach o wielu stopniach swobody, zmiana wskaźnika kalibrującego przepływ jest funkcją parametrów modelu (np. masy, sztywności, kształtu mod, biegun zespolony, itp.), właściwości płynu (gęstość, ciśnienie, itp.) i warunków otoczenia (temperatura, drgania).

W celu określenia parametrów, które wpływają na wskaźnik kalibrujący przepływ, trzeba określić odpowiedź modelu. Modele odpowiedzi są nieocenione ze względu na to, że są bezpośrednimi pomiarami rzeczywistej konstrukcji. Odpowiedź konstrukcji na znane wzbudzenie jest zwykle w formie funkcji odpowiedzi impulsowej (impulse response function - IRF) lub funkcji odpowiedzi częstotliwościowej (frequency response function - FRF). Po określeniu modelu odpowiedzi, model odpowiedzi jest przeliczany do modelu modalnego i następnie do modelu przestrzennego.

Na przykład, w modelu modalnym, wskaźnik kalibrujący przepływ jest funkcją o kształcie moda, a częstotliwości modalne mają postać opisaną za pomocą poniższych wyrażeń:

Δ%MFCF = f (pfl_uid, K) = Cf pfl_uid + CkK Δ%MFCF = g (φ, λ) = Cφ φ + C_a λ (25) gdzie:

Δ%MFCF - procent zmiany wskaźnika kalibrującego przepływ masy, pfluid - gęstość płynu,

K - sztywność czujnika, φ_Γ - kształt moda, λ_Γ - biegun zespolony r-tego moda czujnika.

Zmiana wartości wskaźnika kalibrującego przepływ może zostać wykryta i skorygowana poprzez okresowe pomiary parametrów modalnych, właściwości płynu i innych parametrów otoczenia.

PL 210 704 B1

Figura 6 pokazuje piaty przykład realizacji sposobu 600 atestacji wskaźnika kalibrującego przepływ miernika Coriolisa przy wykorzystaniu modelu o wielu stopniach swobody. Przykład sposobu 600 rozpoczyna się w kroku 610 przez utworzenie sygnału modelu odpowiedzi struktury. W kroku 620 przetwarza się sygnał modelu odpowiedzi z kroku 610 do sygnału modelu modalnego. Sygnał modelu modalnego jest następnie przetwarzany do modelu przestrzennego w kroku 630. W kroku 640 na podstawie modelu fizycznego określa się parametrów fizycznych, takie jak sztywność zginania.

W kroku 650 porównuje się aktualne dane parametry fizyczne z poprzednio określonymi danymi parametrów fizycznych, w celu stwierdzenia czy nastąpiła zmiana. Jeśli nie występuje sygnał zmiany, pomiar może być kontynuowany, dla wcześniej zdefiniowanego interwału, zażądanego przez użytkownika. Jeśli występuje sygnał zmiany, w kroku 660 generuje się sygnał błędu. Po wygenerowaniu sygnału błędu, w kroku 670 koryguje się sygnał wskaźnika kalibrującego. Korekcja może być wykonana automatycznie lub na żądanie użytkownika.

Korekcja wskaźnika kalibrującego przepływ może zostać wykonana przy użyciu różnych metod, wliczając w to estymację współczynnikową, kalibrację wielocieczową oraz śledzenie trendów. Estymacja współczynnikową korzysta z równań, jak równanie (25) powyżej, z estymacją Cf i Ck. Na przykład, jeśli na właściwości materiałowe miernika są pod wpływem temperatury, wartości Cr oraz Ck mogą być ocenione poprzez analizę skończonych elementów i określenie zmiany właściwości nominalnego materiału wraz z temperaturą.

Kalibracja wielocieczowa wymaga kalibracji miernika przy użyciu co najmniej dwóch cieczy o różnej konsystencji. Współczynniki Cf i Ck mogą być określone poprzez następujące dopasowanie metodą najmniejszych kwadratów:

' MFCFl M		ρ fluid i M	Ki M	f C 1	f C1=	ρ fluid i M	Ki M	f MFCFl' ff M 11
MFCFn		ρ fluid N		l Ck )	l Ck )	ρ fluidN		MFCFn
n		M	KN _			M	KN _	n

(26)

Do korekcji wskaźnika kalibrującego przepływ mogą być również użyte techniki śledzenia trendów. Początkowe dane o parametrach modelu, właściwościach płynu i temperatury są zbierane w przekaźniku i możliwe by było określenie współczynników wielomianu, n-wymiarowej „powierzchni działania” f(p_fluid, K, T, σ, P, ...). Ponieważ występuje ogólnie liniowa zależność pomiędzy wskaźnikiem kalibracji przepływu, właściwościami cieczy, parametrami modelu i temperaturą, zmiana byłaby wykryta, kiedy nowe dane wskazałyby na zmianę współczynników w porównaniu do początkowych współczynników.

Jako przykład załóżmy, że gęstość cieczy nie ma wpływu na zmianę wskaźnika kalibracji przepływu lub Cf jest równy zero. Zmierzona sztywność zmienia się wraz z temperaturą ze względu na zmiany we właściwościach materiałowych rury przepływowej. Ponadto, zmierzona sztywność zmieni się ze względu na temperaturę oddziałującą na czułość i właściwości materiałowe przekaźnika. Dlatego tempo zmiany sztywności spowodowane zmianą temperatury jest nieznane. Niemniej, sztywność i temperatura mogą zostać zmierzone w określonym czasie, np. czasie instalacji. Dane mogą zostać użyte do ustalenia zależności pomiędzy sztywnością i temperaturą. Większość własności materiałowych zmienia się w szerokim zakresie liniowo wraz z temperaturą jak pokazano przez:

K (T) = f (T) = CkCtrans^T + Ct_rans2 (27) gdzie:

Ck = tempo zmian sztywności spowodowanej temperaturą,

Ctrans1 = tempo zmian czułości przekaźnika,

Ctrans2 = uchyb ustalony przekaźnika.

Dane początkowe pobrane w czasie instalacji lub w fabryce, w zakresie temperatur rury przepływowe, umożliwia wyliczenie Ck, Ctrans1 i Ctrans2.

Sztywność zmierzona w każdej temperaturze ułoży się w linię trendu. Jeśli dokona się wystarczającej ilości pomiarów sztywności, w rozsądnym zakresie temperatur, można oszacować nachylenie lub szybkość zmian sztywności w stosunku do temperatury, przy użyciu dopasowania metodą najmniejszych kwadratów. To jest zwykła zmiana sztywności w zależności od temperatury. Jeśli zmierzone sztywność i temperatura oraz punkt danych nie pokrywa się z krzywą, wtedy zaszła zmiana w czujniku i MFCF również uległo zmianie.

PL 210 704 B1

Fakt zmiany oszacowywanej sztywności wraz z temperaturą wskazuje na nieznaczny błąd we właściwościach materiału przekaźnika i materiału rury przepływowej. Możliwe jest dokonanie korekcji w współczynnikach korygujących temperaturę w celu wyzerowania nachylenia, wynikającego ze stosunku zmierzonej sztywności do temperatury. Korekcja może być dokonana poprzez proces optymalizacji minimalizujący błąd. W następstwie korekcji zmiana sztywności wskaże zmianę MFCF.

Pojecie modelu o wielu stopniach swobody może być zastosowane do innych parametrów, wliczając w to zmiany wskaźnika kalibracji przepływu spowodowane gęstością cieczy, ciśnieniem, zewnętrznymi drganiami, itd.

Normalizacja

Opisane rozwiązania modelu o wielu stopniach swobody są idealne, kiedy struktura nie zmienia się w czasie. W niektórych zastosowaniach struktura się zmienia jednak z czasem. W takim przypadku czujnika przepływu, gęstość rozpatrywanej cieczy, dostarczanej przez czujnik, może zmieniać się z czasem, powodując zmianę w masie czujnika. Ponadto, temperatura otoczenia oraz temperatura rozpatrywanej cieczy może zmieniać się w czasie, wpływając na właściwości materiałowe czujnika. W celu zebrania sensownych danych w różnych warunkach, potrzebna jest implementacja procesu normalizacji. W przypadku czujnika przepływu istnieją trzy główne typy normalizacji. Pierwszy jest normalizacją danych ze względu na częstotliwość rezonansową. Różne właściwości rozpatrywanej cieczy, takie jak gęstość cieczy, przepływ, ciśnienie, powodują przemieszczenie częstotliwości rezonansowej. Drugi jest normalizacją danych ze względu na temperaturę odniesienia. Trzecia normalizuje dane ze względu na przemieszczenie lub inne zmienne odpowiedzi.

Na przykład, typowy przepływomierz Coriolisa działa w określonym rezonansie dla określonej gęstości materiału. Dla jednej gęstości cieczy częstotliwość rezonansowa wynosi 152 Hz. Jeśli gęstość cieczy wzrasta, częstotliwość rezonansowa przesuwa się w dół do 121 Hz. Pozycja częstotliwości rezonansowej względem częstotliwości testowych powoduje znaczne błędy w oszacowywaniu parametrów modelu. Z tego powodu dane powinny być normalizowane w celu uzyskania sensownych rezultatów.

Figura 7 pokazuje szósty przykład realizacji sposobu 700 do normalizowania danych w celu korygowania wskaźnika kalibracji przepływu miernika Coriolisa wykorzystującego model o wielu stopniach swobody. Przykład sposobu 700 rozpoczyna się w kroku 710 przez odbieranie sygnału o danych z konstrukcji. Otrzymany sygnał określający dane jest normalizowany ze względu na częstotliwość rezonansową. To pozwala na wyliczenie parametrów modelu z danych zmierzonych dla dowolnej gęstości cieczy. Śledzenie częstotliwości rezonansowej pozwala na ustawienie częstotliwości testowej jako skalara częstotliwości rezonansowej.

Następnie, w kroku 730, normalizuje się sygnał danych ze względu na temperaturę odniesienia. W ten sposób koryguje się błędy wynikające z danych zmierzonych w różnych temperaturach. Na przykład, dwie ważne właściwości materiału zmieniają się wraz z temperaturą powodując rozbieżność w zmierzonych danych. Wartość bezwzględna elastyczności materiału rury przepływowej 103A, 103B zmienia się o około -4,2%/100°C.

Ponieważ większość przepływomierzy Coriolisa używa przekaźników cewek drgających do pomiaru przepływu i wzbudzenia, zmiany w temperaturze zmienią siłę pola magnetycznego i długość przewodu w cewce. Dla typowego magnesu AlNiCo, gęstość strumienia magnetycznego zmienia się o -2,1%/100°C dla obu, wzbudnika i przetwornika przemieszczenia.

Także moduł przepływomierza Coriolisa zmieni się wraz z temperaturą. Przepływomierze Coriolisa wykorzystują typowo czujnik temperatury w celu informowania o temperaturze cieczy w czujniku. Używając pomiaru temperatury można skorygować pomiary FRF do pewnej temperatury odniesienia.

W kroku 740, normalizuje się dane ze względu na przemieszczenie lub inne zmienne odpowiedzi. Jest to wykonywane poprzez całkowanie z mobilności (prędkość/siła) do podatności (przemieszczenie/siła). Poniżej znajduje się przykład równania używanego do normalizacji zmierzonych danych:

normalized^{( (}^est_ freq^, Tref) =

[1+C drive _ mag

[1 = Ce (T - Tref )J»( (T - Tref )] + C pickoff _{_} mag test _ freq ^, T) (T - T_ref )]ω.

test _ freq

[28]

Po znormalizowaniu sygnału danych, w kroku 750, koryguje się sygnał wskaźnika kalibracji przepływu przy użyciu metod opisanych w niniejszym opisie.

Claims (30)

1. I. Sposób atestacji sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa (5), w którym wywiera się znaną siłę na co najmniej jedną rurę przepływową (103A, 103B) przepływomierza (5), a następnie mierzy się wywołane ugięcie wspomnianej rury przepływowej (103A, 103B), znamienny tym, że wytwarza się sygnał określający bieżącą sztywność zginania tej przynajmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B), będący odpowiedzią na wspomnianą wywieraną siłę i ugięcie, a następnie porównuje się sygnał bieżącej sztywności zginania z sygnałem określającym początkową sztywność zginania i na podstawie wyniku porównywania sygnałów bieżącej sztywności zginania i początkowej sztywności zginania generuje się i wykrywa sygnał występowania warunku błędu kalibracji.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnalizuje się wykrycie sygnału warunku błędu kalibracji.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że koryguje się sygnał wspomnianego wskaźnika kalibracji przepływu na podstawie wykrytego sygnału warunku błędu kalibracji.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały sztywności zginania określa się poprzez rozwiązanie modelu o jednym stopniu swobody.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wspomniany model o jednym stopniu swobody rozwiązuje się w kolejnych etapach, w których wytwarza się sygnał określający funkcję przeniesienia podatności, a następnie generuje się sygnał obliczonej odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej podatności i na podstawie tego sygnału odpowiedzi częstotliwościowej generuje się sygnał określający wspomnianą sztywność zginania.
6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wspomniany model o jednym stopniu swobody rozwiązuje się w kolejnych etapach, w których generuje się sygnał identyfikujący stałe, a następnie stosuje się sygnał modelu funkcji przeniesienia do przetworzenia sygnału złożonej odpowiedzi częstotliwościowej, po czym przekształca się ten sygnał określający funkcję przeniesienia z postaci mobilnej na postać odpowiedzi i wydobywa się sygnał parametrów modalnych z tego sygnału funkcji przeniesienia, zaś na podstawie tych sygnałów parametrów modalnych generuje się sygnał sztywności zginania.
7. 7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że sygnał funkcji przeniesienia generuje się przy użyciu multisinusoidalnej metody wzbudzania w kolejnych etapach, w których generuje się sygnał częstotliwości pomiaru, o który chodzi, po czym generuje się wieloznakowy sygnał wzbudzania, a następnie dokonuje się minimalizacji współczynnika szczytu i określa się całkowity czas pomiaru oraz określa się sygnał całkowitej liczby średnich, po czym przetwarza się sygnał wejściowy od rur przepływowych (103A, 103B) poprzez nałożenie wspomnianego multisinusoidalnego sygnału wzbudzania na sygnał wejściowy, a następnie mierzy się wynikowy sygnał wyjściowy odpowiadający multisinusoidalnemu sygnałowi wejściowemu i wytwarza się sygnał określający funkcję odpowiadającą temu multisinusoidalnemu sygnałowi wejściowemu i wynikowemu sygnałowi wyjściowemu.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały sztywności zginania określa się poprzez zastosowanie rozwiązania modelu o wielu stopniach swobody.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że zastosowanie modelu o wielu stopniach swobody obejmuje kolejne etapy, w których wytwarza się sygnał modelu odpowiedzi konstrukcji przepływomierza (5), po czym przekształca się ten sygnał modelu odpowiedzi na sygnał modelu modalnego, a następnie przekształca się ten sygnał modelu modalnego na sygnał modelu przestrzennego i na podstawie tego sygnału modelu przestrzennego określa się sygnał sztywności zginania.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wspomniany sygnał błędu kalibracji koryguje się przy użyciu technik szacowania współczynników.

    II. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wspomniany sygnał błędu kalibracji koryguje się przy użyciu technik kalibracji wielocieczowej.
11. 12. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wspomniany sygnał błędu kalibracji koryguje się przy użyciu technik śledzenia trendu.
12. 13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że przy wytwarzaniu sygnału modelu odpowiedzi dokonuje się normalizowania sygnału danych modelu.
13. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że normalizowanie sygnału danych modelu dokonuje się ze względu na częstotliwość rezonansową oraz ze względu na temperaturę odniesienia, a także ze względu na zmienną odpowiedzi.
14. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że jako wspomnianą zmienną odpowiedzi stosuje się przemieszczenie.

    PL 210 704 B1
15. 16. Układ do atestowania sygnału wskaźnika kalibracji przepływu przepływomierza Coriolisa (5), zawierający co najmniej jedną rurę przepływową (103A, 103B) i zamocowane do tej co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B) wzbudnik (104) i co najmniej jeden przetwornik przemieszczenia (105, 105'), przy czym wzbudnik (104) i co najmniej jeden przetwornik przemieszczenia (105, 105') są połączone z elektronika (20) miernika do dostarczanie do wzbudnika (104) sygnału napędowego do wywierania znanej siły na co najmniej jedną rurę przepływową (103A, 103B) odbierania z przetwornika przemieszczenia (105, 105') sygnału o przemieszczeniu co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B), znamienny tym, że zawiera, zamocowany do co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B), pomocniczy czujnik położenia (107) do generowania sygnału przemieszczenia rury przepływowej (103A, 103B), przy czym pomocniczy czujnik położenia (107) jest połączony z elektroniką (20) miernika do odbierania z pomocniczego czujnika położenia (107) sygnału o przemieszczeniu co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B) i mierzenia, na podstawie sygnału o przemieszczeniu, wynikłego przemieszczenia co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B), generowania sygnału bieżącej sztywności zginania odpowiadającej bieżącej sztywności zginania tej co najmniej jednej rury przepływowej (103A, 103B) odpowiednio do znanej siły i przemieszczenia, porównywania tego sygnału początkowej sztywności zginania z tym sygnałem bieżącej sztywności zginania i do wyznaczania sygnału warunku błędu kalibracji na podstawie porównywania tego sygnału początkowej sztywności zginania z tym sygnałem bieżącej sztywności zginania.
16. 17. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że elektronika (20) miernika zawiera sygnalizator warunku błędu kalibracji.
17. 18. Układ według zastrz. 16 albo 17, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału korygującego warunek błędu wskaźnika kalibracji przepływu.
18. 19. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez rozwiązywanie modelu o jednym stopniu swobody.
19. 20. Układ według zastrz. 19, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez wyznaczenie funkcji przeniesienia podatności, generowania sygnału obliczonej odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej podatności i sygnału bieżącej sztywności zginania na podstawie tego sygnału odwrotnej odpowiedzi częstotliwościowej.
20. 21. Układ według zastrz. 19, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału poprzez rozwiązywanie modelu o jednym stopniu swobody obejmujące odczytywanie sygnału identyfikowania stałych, zastosowanie sygnału modelu funkcji przepływu do uzyskiwania sygnału zespolonej odpowiedzi częstotliwościowej, przekształcenie tego sygnału funkcji przepływu z postaci mobilnej na postać odpowiedzi, uzyskiwanie sygnału określającego parametry modalne z sygnału funkcji przeniesienia i wytwarzanie sygnału określającego sztywność zginania na podstawie sygnału parametrów modalnych.
21. 22. Układ według zastrz. 20 albo 21, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału określającego funkcję przeniesienia poprzez generowanie sygnału określającego częstotliwość pomiaru, o który chodzi, generowanie multisinusoidalnego sygnału wzbudzania, przedstawianie sygnału minimalizacji współczynnika amplitudy, określanie sygnału całkowitego czasu pomiaru, generowanie sygnału określającego całkowitą liczbę średnich, przetwarzanie sygnału wejściowego rur przepływowych (103A, 103B) poprzez zastosowanie do niego multisunusoidalnego sygnału wzbudzenia, mierzenie wynikającego sygnału wyjścia odpowiednio do multisinusoidalnego wejścia i generowanie sygnału odpowiedzi częstotliwościowej odpowiednio do tego wejściowego sygnału multisinusoidalnego i wspomnianego sygnału wyjścia.
22. 23. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do przetwarzania sygnału za pomocą rozwiązywania modelu o wielu stopniach swobody.
23. 24. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do generowania sygnału modelu odpowiedzi konstrukcji przepływomierza (5), przekształcanie tego sygnału modelu odpowiedzi na sygnał modelu modalnego, przekształcanie tego sygnału modelu modalnego na sygnał modelu przestrzennego i określanie sztywności zginania z tego modelu przestrzennego.
24. 25. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki szacowania współczynników.
25. 26. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki kalibracji wielocieczowej.
26. 27. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do korygowania sygnału błędu kalibracji z wykorzystaniem techniki śledzenia trendu.

    PL 210 704 B1
27. 28. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do normalizowania sygnału danych modelu.
28. 29. Układ według zastrz. 28, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do normalizowania wspomnianych ego sygnału danych modelu ze względu na częstotliwość rezonansową, ze względu na temperaturę odniesienia i ze względu na zmienną odpowiedzi.
29. 30. Układ według zastrz. 29, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do wykorzystywania przemieszczenia jako zmiennej odpowiedzi.
30. 31. Układ według zastrz. 29, znamienny tym, że elektronika (20) miernika jest dostosowana do wykorzystywania przyspieszenia jako zmiennej odpowiedzi.