RU2561821C2

RU2561821C2 - System, method and computer software for generation of control signal in vibration metering device

Info

Publication number: RU2561821C2
Application number: RU2011103444/28A
Authority: RU
Inventors: Крейг Б. МАКАНАЛЛИ
Original assignee: Майкро Моушн, Инк.
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2015-09-10
Also published as: RU2011103444A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: system for generation of a driving signal in a vibration metering device, included into a Coriolis acceleration flow meter, comprises at least one pipeline (103A), at least one drive (104), at least one sensor (105), one or several electronic devices (20), configured to receive signals from sensors and including at least two accessible driving circuits (C₁, C₂, C₃, C_N). Each driving circuit modifies a signal of sensors for generation of a driving signal, including a differing frequency and a driving mode of vibration in a single pipeline (103A). At the same time electronic devices (20) include a selector (75) of a driving circuit designed for selection of a driving circuit for processing of signals of sensors with a selected driving circuit for generation of a driving signal and for provision of a driving signal to the appropriate drive (104). Each driving circuit (C₁, C₂, C₃, C_N) modifies signals of sensors so that it amplifies specific driving frequency and suppresses other driving frequencies. The specified system realises the appropriate method of driving signal generation.

EFFECT: invention makes it possible to optimise operation of a Coriolis acceleration flow meter for different conditions of operation specified by different physical parameters of a controlled fluid medium.

16 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к системе, способу и компьютерному программному продукту для генерации управляющего сигнала в вибрационном измерительном устройстве.The present invention relates to a system, method and computer program product for generating a control signal in a vibration measuring device.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Вибрационные измерительные устройства, такие как, например, денситометры (плотномеры) и расходомеры Кориолиса, используются для измерения параметров протекающих веществ, например плотности, удельного массового расхода, объемного расхода, суммарного массового расхода, температуры, и другой информации. Вибрационные измерительные устройства включают в себя один или несколько трубопроводов, которые могут иметь разнообразие форм, например прямую, U-образную, или могут иметь неправильную конфигурацию.Vibration measuring devices, such as densitometers (densitometers) and Coriolis flow meters, are used to measure the parameters of flowing substances, such as density, specific mass flow rate, volumetric flow rate, total mass flow rate, temperature, and other information. Vibration measuring devices include one or more pipelines, which may have a variety of shapes, for example straight, U-shaped, or may be in the wrong configuration.

Один или несколько трубопроводов имеют набор собственных колебательных мод, включая в себя, например, простые изгибные, крутильные, радиальные и связанные моды. По меньшей мере, один привод заставляет вибрировать, или возбуждает, один или несколько трубопроводов на резонансной частоте на одной из этих возбуждаемых мод с целью определения параметра протекающего вещества. Одно или несколько электронных устройств передают синусоидальный, или прямоугольный управляющий сигнал на, по меньшей мере, один привод, который обычно представляет собой комбинацию магнита/катушки, причем магнит обычно прикрепляется к трубопроводу, а катушка прикрепляется к монтажной конструкции или к другому трубопроводу. Управляющий сигнал заставляет привод вибрировать один или несколько трубопроводов на частоте привода на приводной моде. Например, управляющий сигнал может быть периодическим электрическим током, подаваемым на катушку.One or more pipelines have a set of their own vibrational modes, including, for example, simple bending, torsional, radial, and coupled modes. At least one drive causes one or more pipelines to vibrate, or excite, at a resonant frequency on one of these excited modes in order to determine the parameter of the flowing substance. One or more electronic devices transmit a sinusoidal or rectangular control signal to at least one drive, which is usually a magnet / coil combination, the magnet being usually attached to a pipe and the coil attached to a mounting structure or other pipe. The control signal causes the drive to vibrate one or more pipelines at the drive frequency on the drive mode. For example, the control signal may be a periodic electric current supplied to the coil.

По меньшей мере, один датчик (чувствительный элемент) детектирует движение трубопровода(ов) и генерирует синусоидальный сигнал датчика, отображающий движение вибрирующего трубопровода(ов). Датчик обычно представляет собой комбинацию магнита/катушки, причем магнит обычно прикрепляется к одному трубопроводу, а катушка прикрепляется к монтажной конструкции или к другому трубопроводу. Сигнал датчика передается на одно или несколько электронных устройств; и, в соответствии с хорошо известными принципами, сигнал датчика может быть использован одним или несколькими электронными устройствами, чтобы определить параметр протекающего вещества или отрегулировать управляющий сигнал, в случае необходимости.At least one sensor (sensing element) detects the movement of the pipe (s) and generates a sinusoidal signal of the sensor, which displays the movement of the vibrating pipe (s). The sensor is usually a combination of a magnet / coil, with the magnet usually attached to one pipe and the coil attached to an installation structure or to another pipe. The sensor signal is transmitted to one or more electronic devices; and, in accordance with well-known principles, the sensor signal can be used by one or more electronic devices to determine the parameter of the flowing substance or adjust the control signal, if necessary.

Для возбуждения вибрационного измерительного устройства на желаемой моде обычно используется приводная цепь. Приводная цепь модифицирует один или более сигналов датчика для генерации управляющего сигнала. Приводная цепь усиливает подходящую приводную частоту и подавляет другие приводные частоты. В качестве примера генерируемый управляющий сигнал может стартовать с сигналом датчика. Этот сигнал датчика затем может быть модифицирован, например, фильтрацией нежелательных мод, регулировкой усиления сигнала, и фазовым сдвигом, чтобы обеспечить генерируемый управляющий сигнал.A drive circuit is usually used to drive a vibration measuring device on a desired mode. The drive circuit modifies one or more sensor signals to generate a control signal. The drive circuit amplifies a suitable drive frequency and suppresses other drive frequencies. As an example, the generated control signal may start with a sensor signal. This sensor signal can then be modified, for example, by filtering unwanted modes, adjusting signal gain, and phase shift to provide a generated control signal.

В зависимости от рабочих условий, данное вибрационное измерительное устройство может работать более точно на определенных частотах. Например, некоторые вибрационные измерительные устройства способны работать или на низкочастотной первой изгибной приводной моде или на высокочастотной второй изгибной приводной моде. Низкочастотная первая изгибная приводная мода может обеспечить лучшую работу при вовлеченном воздухе, а высокочастотная вторая изгибная приводная мода может обеспечить более точные измерения в более широком диапазоне рабочих условий.Depending on the operating conditions, this vibration measuring device can operate more accurately at certain frequencies. For example, some vibration measuring devices are capable of operating either in the low frequency first flexural drive mode or in the high frequency second flexural drive mode. The low-frequency first flexural drive mode can provide better performance with the air involved, and the high-frequency second flexural drive mode can provide more accurate measurements over a wider range of operating conditions.

В случаях, когда вибрационные измерительные устройства были разработаны для работы на множественных модах, практически было трудно переключаться между модами, поскольку единственная фиксированная приводная цепь не способна генерировать более чем одну моду. Это особенно проблематично, когда любые аналоговые аппаратные средства, в силу их неизменности, включены как компонента приводной цепи.In cases where vibration measuring devices were designed to operate on multiple modes, it was practically difficult to switch between modes, since a single fixed drive circuit is not capable of generating more than one mode. This is especially problematic when any analog hardware, due to its immutability, is included as a component of the drive circuit.

Настоящее изобретение направлено на преодоление этого недостатка, присущего предшествующим системам с единственным трубопроводом.The present invention aims to overcome this drawback inherent in previous systems with a single pipeline.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Объем притязаний настоящего изобретения определяется исключительно в соответствии с приложенной формулой, и ни в какой степени не зависит от изложенного в настоящем кратком описании.The scope of the claims of the present invention is determined solely in accordance with the attached claims, and in no way depends on what is set out in this brief description.

В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, система для генерации управляющего сигнала в вибрационном измерительном устройстве содержит, по меньшей мере, один трубопровод, по меньшей мере, один привод, по меньшей мере, один датчик и одно или несколько электронных устройств. По меньшей мере, один трубопровод сконфигурирован для приема протекающего вещества. По меньшей мере, один привод заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод. По меньшей мере, один датчик измеряет движение, по меньшей мере, одного трубопровода. Одно или несколько электронных устройств включают в себя, по меньшей мере, две приводные цепи, причем каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика для генерации управляющего сигнала, используемого, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод, и каждая приводная цепь генерирует отличающуюся моду вибрации в, по меньшей мере, одном трубопроводе. Одно или несколько электронных устройств включают в себя селектор приводной цепи для выбора приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей. Одно или несколько электронных устройств выдают на привод управляющий сигнал, генерируемый выбранной приводной цепью.In accordance with one embodiment of the present invention, a system for generating a control signal in a vibration measuring device comprises at least one conduit, at least one actuator, at least one sensor, and one or more electronic devices. At least one conduit is configured to receive leaking material. At least one drive causes at least one pipe to vibrate. At least one sensor measures the movement of at least one pipeline. One or more electronic devices include at least two drive circuits, each drive circuit modifying at least one sensor signal to generate a control signal used to cause at least one conduit to vibrate, and each the drive chain generates a different vibration mode in the at least one conduit. One or more electronic devices include a drive chain selector for selecting a drive chain from at least two drive chains. One or more electronic devices provide the drive with a control signal generated by the selected drive circuit.

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, способ для генерации управляющего сигнала для вибрационного измерительного устройства, которое включает в себя, по меньшей мере, один трубопровод, сконфигурированный для приема протекающего вещества, по меньшей мере, один привод, который заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод и, по меньшей мере, один датчик, который измеряет движение, по меньшей мере, одного трубопровода, содержит этапы предоставления одного или нескольких электронных устройств с, по меньшей мере, двумя приводными цепями, причем каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика, чтобы сгенерировать управляющий сигнал, и каждая приводная цепь генерирует отличающуюся моду вибрации в, по меньшей мере, одном трубопроводе, выбора приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей, и предоставление управляющего сигнала, сгенерированного выбранной приводной цепью, на привод.According to an embodiment of the present invention, a method for generating a control signal for a vibrating measuring device that includes at least one conduit configured to receive leaking material, at least one actuator that causes at least one to vibrate , one pipeline and at least one sensor that measures the movement of at least one pipeline, comprises the steps of providing one or more electronic devices with, at least at least two drive circuits, each drive circuit modifying at least one sensor signal to generate a control signal, and each drive circuit generating a different vibration mode in at least one conduit, selecting a drive circuit from at least at least two drive circuits, and providing a control signal generated by the selected drive circuit to the drive.

В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения, предоставляется компьютерный программный продукт, который содержит используемую компьютером среду, включающую в себя исполняемый код для выполнения процесса генерации управляющего сигнала для вибрационного измерительного устройства (5), причем процесс содержит выбор приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей, причем каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика для генерации управляющего сигнала, и каждая приводная цепь генерирует отличающуюся моду вибрации в, по меньшей мере, одном трубопроводе, и предоставление на привод управляющего сигнала, сгенерированного выбранной приводной цепью.According to another embodiment of the present invention, there is provided a computer program product that comprises a computer environment including executable code for performing a process for generating a control signal for a vibration measuring device (5), the process comprising selecting a drive circuit from at least , two drive circuits, each drive circuit modifying at least one sensor signal to generate a control signal, and each drive circuit a generator generates a different vibration mode in at least one conduit, and providing the drive with a control signal generated by the selected drive circuit.

АСПЕКТЫASPECTS

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, система для генерации управляющего сигнала в вибрационном измерительном устройстве содержит:In accordance with one aspect of the present invention, a system for generating a control signal in a vibration measuring device comprises:

по меньшей мере, один трубопровод, сконфигурированный для приема протекающего вещества;at least one conduit configured to receive a leaking substance;

по меньшей мере, один привод, который заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод;at least one actuator that vibrates at least one conduit;

по меньшей мере, один датчик, который измеряет движение, по меньшей мере, одного трубопровода;at least one sensor that measures the movement of at least one pipeline;

одно или несколько электронных устройств, включающих в себя, по меньшей мере, две приводные цепи, причем:one or more electronic devices, including at least two drive circuits, and:

каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика для генерации управляющего сигнала, используемого, чтобы заставить вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод;each drive circuit modifies at least one sensor signal to generate a control signal used to vibrate at least one conduit;

каждая приводная цепь генерирует отличающуюся моду вибрации в, по меньшей мере, одном трубопроводе;each drive circuit generates a different vibration mode in at least one conduit;

одно или несколько электронных устройств включают в себя селектор приводной цепи для выбора приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей; иone or more electronic devices include a drive chain selector for selecting a drive chain from at least two drive chains; and

одно или несколько электронных устройств предоставляют на привод управляющий сигнал, генерируемый выбранной приводной цепью.one or more electronic devices provide the drive with a control signal generated by the selected drive circuit.

Предпочтительно, каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика таким образом, что усиливает конкретную приводную частоту и подавляет другие приводные частоты.Preferably, each drive circuit modifies at least one sensor signal so as to amplify a particular drive frequency and suppress other drive frequencies.

Предпочтительно, каждая приводная цепь включает в себя фильтр, который отфильтровывает нежелательные моды вибрации.Preferably, each drive circuit includes a filter that filters out unwanted vibration modes.

Предпочтительно, каждая приводная цепь включает в себя алгоритм сдвига фазы.Preferably, each drive circuit includes a phase shift algorithm.

Предпочтительно, каждая приводная цепь включает в себя алгоритм регулировки усиления.Preferably, each drive circuit includes a gain control algorithm.

Предпочтительно, пользователь или программа выбирает приводную цепь.Preferably, the user or program selects the drive chain.

Предпочтительно, приводная цепь выбирается в соответствии с тем, присутствует ли в протекающем веществе вовлеченный газ.Preferably, the drive chain is selected according to whether entrained gas is present in the flowing substance.

Предпочтительно, приводная цепь выбирается в соответствии с шумом сигналов датчика.Preferably, the drive circuit is selected according to the noise of the sensor signals.

Предпочтительно, приводная цепь выбирается обращением к поисковой (справочной) таблице, которая коррелирует разнообразие условий с конкретными приводными цепями.Preferably, the drive chain is selected by referring to a search (lookup) table that correlates a variety of conditions with particular drive chains.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения, способ для генерации управляющего сигнала для вибрационного измерительного устройства, включающий в себя, по меньшей мере, один трубопровод, сконфигурированный для приема протекающего вещества, по меньшей мере, один привод, который заставляет вибрировать, по меньшей мере, один трубопровод, и, по меньшей мере, один датчик, который измеряет движение, по меньшей мере, одного трубопровода, содержит этапы:In accordance with another aspect of the present invention, a method for generating a control signal for a vibration measuring device, comprising at least one conduit configured to receive leaking matter, at least one actuator that causes at least one to vibrate one pipeline, and at least one sensor that measures the movement of at least one pipeline, comprises the steps of:

предоставления одного или нескольких электронных устройств с, по меньшей мере, двумя приводными цепями, причем:providing one or more electronic devices with at least two drive circuits, and:

каждая приводная цепь модифицирует, по меньшей мере, один сигнал датчика для генерации управляющего сигнала;each drive circuit modifies at least one sensor signal to generate a control signal;

выбора приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей; иselecting a drive chain from at least two drive chains; and

предоставления на привод управляющего сигнала, генерируемого выбранной приводной цепью.providing the drive with a control signal generated by the selected drive circuit.

Предпочтительно, приводная цепь выбирается, обращением к справочной таблице, которая коррелирует разнообразие условий с конкретными приводными цепями.Preferably, the drive chain is selected by referring to a look-up table that correlates a variety of conditions with particular drive chains.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, компьютерный программный продукт, содержащий используемую компьютером среду, включающую в себя исполняемый код, чтобы выполнять процесс генерации управляющего сигнала для вибрационного измерительного устройства (5), причем процесс содержит:In accordance with another aspect of the present invention, a computer program product comprising a computer environment including executable code to perform a process for generating a control signal for a vibration measuring device (5), the process comprising:

выбор приводной цепи из, по меньшей мере, двух приводных цепей, причем:the selection of the drive chain from at least two drive chains, and:

каждая приводная цепь генерирует отличающуюся моду вибрации в, по меньшей мере, одном трубопроводе; иeach drive circuit generates a different vibration mode in at least one conduit; and

предоставление на привод управляющего сигнала, генерируемого выбранной приводной цепью.providing the drive with a control signal generated by the selected drive circuit.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 изображает перспективный вид примера вибрационного измерительного устройства.Figure 1 depicts a perspective view of an example of a vibration measuring device.

Фиг.2 - перспективный схематический вид системы привода, включающей в себя множественные приводные цепи.Figure 2 is a perspective schematic view of a drive system including multiple drive chains.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

На Фиг.1 показан пример вибрационного измерительного устройства 5 в виде расходомера Кориолиса, содержащего сенсорную сборку 10 и одно или несколько электронных устройств 20. Одно или несколько электронных устройств 20 соединены с сенсорной сборкой 10 для измерения параметра протекающего вещества, например плотности, удельного массового расхода, объемного расхода, общего массового расхода, температуры и другой информации.Figure 1 shows an example of a vibration measuring device 5 in the form of a Coriolis flowmeter containing a sensor assembly 10 and one or more electronic devices 20. One or more electronic devices 20 are connected to the sensor assembly 10 to measure the parameter of the flowing substance, for example density, specific mass flow rate volumetric flow rate, total mass flow rate, temperature and other information.

Сенсорная сборка 10 включает в себя пару фланцев 101 и 101', манифольды 102 и 102', и трубопроводы 103A и 103B. Манифольды 102, 102' закрепляются на противоположных концах трубопроводов 103A, 103B. Фланцы 101 и 101' настоящего примера прикрепляются к манифольдам 102 и 102'. Манифольды 102 и 102' настоящего примера присоединяются к противоположным концам разделителя 106. Разделитель 106 в настоящем примере поддерживает интервал между манифольдами 102 и 102', чтобы предотвратить нежелательные вибрации в трубопроводах 103A и 103B. Трубопроводы тянутся снаружи от манифольдов по существу параллельно друг другу. Когда сенсорная сборка 10 вставляется в магистральную трубопроводную систему (не показана), которая переносит протекающее вещество, вещество входит в сенсорную сборку 10 через фланец 101, проходит через входной манифольд 102, где общее количество вещества направляется на вход трубопроводов 103A и 103B, протекает через трубопроводы 103A и 103B, и назад в выходной манифольд 102', где оно выходит из сенсорной сборки 10 через фланец 101'.The sensor assembly 10 includes a pair of flanges 101 and 101 ', manifolds 102 and 102', and pipelines 103A and 103B. Manifolds 102, 102 'are fixed at opposite ends of pipelines 103A, 103B. The flanges 101 and 101 'of the present example are attached to the manifolds 102 and 102'. The manifolds 102 and 102 'of the present example are attached to opposite ends of the spacer 106. The spacer 106 in the present example maintains the spacing between the manifolds 102 and 102' to prevent unwanted vibrations in the conduits 103A and 103B. Pipelines extend outside the manifolds substantially parallel to each other. When the sensor assembly 10 is inserted into a trunk pipeline system (not shown) that carries the flowing substance, the substance enters the sensor assembly 10 through the flange 101, passes through the inlet manifold 102, where the total amount of the material is directed to the inlet of the pipelines 103A and 103B, flows through the pipelines 103A and 103B, and back to the output manifold 102 ', where it exits the sensor assembly 10 through the flange 101'.

Сенсорная сборка 10 настоящего примера включает в себя привод 104. Привод 104 присоединяется к трубопроводам 103A, 103B в том положении, где привод (возбудитель) 104 может заставить вибрировать трубопроводы 103A, 103B на приводной моде. Более конкретно, привод 104 включает в себя первый приводной участок (не показан), присоединенный к трубопроводу 103A, и второй приводной участок (не показан), присоединенный к трубопроводу 103B. Привод 104 может содержать одно из многих известных устройств, например первый участок с магнитом, установленным на трубопроводе 103A, и противостоящий второй участок с катушкой, установленной на трубопроводе 103B.The sensor assembly 10 of the present example includes an actuator 104. The actuator 104 is connected to the conduits 103A, 103B in a position where the actuator (driver) 104 may vibrate the conduits 103A, 103B on the drive mode. More specifically, the actuator 104 includes a first drive portion (not shown) connected to the conduit 103A, and a second drive portion (not shown) connected to the conduit 103B. The actuator 104 may comprise one of many known devices, for example, a first portion with a magnet mounted on conduit 103A and a opposing second portion with a coil mounted on conduit 103B.

В настоящем примере приводная мода является первой не совпадающей по фазе изгибной модой, и трубопроводы, 103A и 103B предпочтительно выбираются и соответственно устанавливаются на входной манифольд 102 и выходной манифольд 102' так, чтобы обеспечить сбалансированную систему, имеющую по существу те же самые массовое распределение, моменты инерции и упругие модули, вокруг изгибных осей X--X и X'--X' соответственно. В настоящем примере, где приводная мода является первой не совпадающей по фазе изгибной модой, трубопроводы 103A и 103B управляются приводом 104 в противоположных направлениях вокруг их соответствующих изгибных осей X и X'. Управляющий сигнал в виде переменного тока предоставляется одним или несколькими электронными устройствами 20, например, через шину 110 разводки, и проходит через катушку, чтобы заставить колебаться оба трубопровода 103A, 103B.In the present example, the drive mode is the first out-of-phase bending mode, and the conduits 103A and 103B are preferably selected and respectively mounted on the inlet manifold 102 and the outlet manifold 102 ′ so as to provide a balanced system having substantially the same mass distribution. moments of inertia and elastic moduli around the bending axes X - X and X '- X', respectively. In the present example, where the drive mode is the first out-of-phase bending mode, the conduits 103A and 103B are driven by the actuator 104 in opposite directions around their respective bending axes X and X '. A control signal in the form of alternating current is provided by one or more electronic devices 20, for example, via a wiring bus 110, and passes through a coil to cause both pipelines 103A, 103B to oscillate.

Специалисты в данной области техники заметят, что в рамках настоящего изобретения могут быть использованы другие приводные моды. В качестве примера, приводной модой может быть крутильная мода, как описано в Патенте США No.5,271282, раскрытие которого, таким образом, включено здесь посредством ссылки.Those skilled in the art will recognize that other drive modes may be used within the scope of the present invention. As an example, the drive mode may be a torsion mode, as described in US Pat. No. 5,271282, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Показанная сенсорная сборка 10 включает в себя пару датчиков 105, 105', которые присоединены к трубопроводам 103A, 103B. Более конкретно, участки первого датчика (не показаны) расположены на трубопроводе 103A, и участки второго датчика (не показаны) расположены на трубопроводе 103B. В изображенном варианте реализации, датчики 105, 105' расположены на противоположных концах трубопроводов 103A, 103B. Датчики 105, 105' могут быть электромагнитными детекторами, например магнитами, участка первого датчика и катушками, участка второго датчика, которые производят сигналы датчика, отображающие скорость и положение трубопроводов 103A, 103B. Например, датчики 105, 105' могут подавать сигналы датчика на одно или несколько электронных устройств через шины 111, 111' разводки. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что движение трубопроводов 103A, 103B пропорционально определенным характеристикам протекающего вещества, например массовому расходу и плотности материала, текущего через трубопроводы 103A, 103B.The sensor assembly 10 shown includes a pair of sensors 105, 105 ′ that are connected to conduits 103A, 103B. More specifically, portions of a first sensor (not shown) are located on conduit 103A, and portions of a second sensor (not shown) are located on conduit 103B. In the illustrated embodiment, sensors 105, 105 'are located at opposite ends of pipelines 103A, 103B. The sensors 105, 105 'may be electromagnetic detectors, for example magnets, a portion of the first sensor and coils, a portion of the second sensor, which produce sensor signals indicating the speed and position of pipelines 103A, 103B. For example, sensors 105, 105 'may provide sensor signals to one or more electronic devices via wiring buses 111, 111'. It should be clear to those skilled in the art that the movement of the conduits 103A, 103B is proportional to certain characteristics of the flowing substance, for example, the mass flow rate and density of the material flowing through conduits 103A, 103B.

В показанном на Фиг.1 примере одно или несколько электронных устройств 20 принимают сигналы датчиков от датчиков 105, 105'. Канал 26 предоставляет средство ввода и вывода, что позволяет одному или нескольким электронным устройствам 20 взаимодействовать с оператором. Одно или несколько электронных устройств 20 измеряют параметр протекающего вещества, например плотность, удельный массовый расход, объемный расход, общий массовый расход, температуру, и другую информацию. Более конкретно, одно или несколько электронных устройств 20 принимают один или несколько сигналов, например, от датчиков 105, 105' и одного или нескольких температурных датчиков (не показаны), и используют эту информацию, чтобы измерить параметр протекающего вещества, например плотность, удельный массовый расход, объемный расход, общий массовый расход, температуру, и другую информацию.In the example shown in FIG. 1, one or more electronic devices 20 receive sensor signals from sensors 105, 105 '. Channel 26 provides input and output means that allow one or more electronic devices 20 to interact with an operator. One or more electronic devices 20 measure a parameter of a flowing substance, for example, density, specific mass flow rate, volumetric flow rate, total mass flow rate, temperature, and other information. More specifically, one or more electronic devices 20 receive one or more signals, for example, from sensors 105, 105 'and one or more temperature sensors (not shown), and use this information to measure the parameter of the flowing substance, for example, density, specific mass flow rate, volumetric flow rate, total mass flow rate, temperature, and other information.

Методики, с помощью которых вибрационные измерительные устройства, например расходомеры Кориолиса или денситометры, измеряют параметры протекающего вещества, хорошо известны; см., например, Патент США No.6,505,131, раскрытие которого в данном случае включено посредством ссылки; поэтому подробное рассмотрение опущено для краткости настоящего описания.The techniques by which vibration measuring devices, such as Coriolis flow meters or densitometers, measure the parameters of a flowing substance are well known; see, for example, US Patent No. 6,505,131, the disclosure of which is hereby incorporated by reference; therefore, a detailed discussion is omitted for brevity of the present description.

В показанном на Фиг.1 примере, одно или несколько электронных устройств 20 предоставляют управляющий сигнал на привод 104. Более конкретно, приводная цепь, например приводные цепи C₁, C₂, C₃, C_N, показанные в варианте реализации на Фиг.2, модифицируют один или несколько сигналов датчиков таким образом, что усиливают соответствующую приводную частоту и подавляют другие приводные частоты. Например, приводная цепь C₁ может модифицировать сигнал датчика фильтрацией нежелательных мод, то есть мод приводных цепей C₂, C₃, C_N, регулируя усиление сигнала и фазовый сдвиг сигнала. После того как приводная цепь модифицирует один или несколько сигналов датчиков, соответствующий управляющий сигнал посылается на привод 105, чтобы заставить вибрировать трубопроводы 103, 103'.In the example shown in FIG. 1, one or more electronic devices 20 provide a control signal to the actuator 104. More specifically, a drive circuit, for example, drive circuits C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N , shown in the embodiment of FIG. 2 modify one or more sensor signals in such a way that they amplify the corresponding drive frequency and suppress other drive frequencies. For example, the drive circuit C ₁ can modify the sensor signal by filtering unwanted modes, that is, the drive circuit modes C ₂ , C ₃ , C _N , by adjusting the signal gain and phase shift of the signal. After the drive circuit modifies one or more of the sensor signals, a corresponding control signal is sent to the drive 105 to cause the pipelines 103, 103 ′ to vibrate.

Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что приводные цепи настоящего варианта реализации могут быть реализованы в программном продукте, аппаратных средствах или их комбинации. Например, приводные цепи могут включать в себя аналоговые аппаратные средства в виде фильтров и программно выполняемых процессов, например один или несколько алгоритмов, которые сдвигают фазу сигнала и регулируют усиление сигнала.Those skilled in the art will appreciate that the drive circuits of the present embodiment can be implemented in a software product, hardware, or a combination thereof. For example, drive circuits may include analog hardware in the form of filters and software processes, such as one or more algorithms that shift the phase of the signal and adjust the gain of the signal.

На Фиг.2 показан вариант реализации системы 70 привода, которая способна выбирать различные приводные цепи. Как показано на Фиг.2, система 70 привода включает в себя множественные приводные цепи, например приводные цепи C₁, C₂, C₃ и C_N. В соответствии с одним аспектом настоящего варианта реализации, каждая приводная цепь, например приводные цепи C₁, C₂, C₃, C_N, сконфигурирована для генерации отличающейся приводной частоты или приводной моды. В соответствии с другим аспектом настоящего варианта реализации, каждая приводная цепь, например приводные цепи C₁, C₂, C₃, C_N, модифицирует один или несколько сигналов датчиков таким образом, что усиливают соответствующую приводную частоту данной приводной цепи. В соответствии с еще одним аспектом настоящего варианта реализации, каждая приводная цепь, например приводные цепи C₁, C₂, C₃, C_N, модифицирует один или несколько сигналов датчиков таким образом, что подавляет другие приводные частоты, включая другие приводные частоты других приводных цепей. В качестве примера, каждая приводная цепь C₁, C₂, C₃, C_N может быть снабжена, по меньшей мере, одним фильтром F₁, F₂, F₃, F_N, например, посредством алгоритма или аппаратных средств, по меньшей мере, одним алгоритмом сдвига фазы P₁, P₂, P₃, P_N, и, по меньшей мере, одним алгоритмом G₁, G₂, G₃, G_N регулировки усиления, которые соответствующим образом модифицируют один или несколько сигналов датчиков.Figure 2 shows an embodiment of a drive system 70 that is capable of selecting various drive chains. As shown in FIG. 2, the drive system 70 includes multiple drive chains, for example, drive chains C ₁ , C ₂ , C ₃ and C _N. In accordance with one aspect of the present embodiment, each drive circuit, such as drive chains C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N , is configured to generate a different drive frequency or drive mode. In accordance with another aspect of the present embodiment, each drive circuit, such as drive circuits C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N , modifies one or more sensor signals so as to amplify the corresponding drive frequency of a given drive circuit. In accordance with another aspect of the present embodiment, each drive circuit, such as drive circuits C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N , modifies one or more sensor signals in such a way that it suppresses other drive frequencies, including other drive frequencies of other drive chains. As an example, each drive circuit C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N can be equipped with at least one filter F ₁ , F ₂ , F ₃ , F _N , for example, by means of an algorithm or hardware, at least at least one phase shift algorithm P ₁ , P ₂ , P ₃ , P _N , and at least one gain control algorithm G ₁ , G ₂ , G ₃ , G _N that suitably modify one or more sensor signals.

Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что конкретные используемые алгоритмы будут зависеть от множества факторов. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что на практике вибрационные измерительные устройства обычно не идентичны друг другу. Например, причем без ограничений, вибрационные измерительные устройства обычно различаются, по меньшей мере, до некоторой степени, значением их массы, распределением их массы, амплитудами вибрации и/или используемыми частотами, и конкретным веществом или плотностью конкретного вещества, которое протекает через трубопровод. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что даже малые различия в массе, распределении массы, амплитудах вибраций и/или частотах, и в конкретном веществе или плотности конкретного вещества, которое протекает через трубопровод, будет влиять на конкретные приводные цепи и используемые алгоритмы. Соответственно, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что может потребоваться определенное контрольное испытание, чтобы определить соответствующие приводные цепи или алгоритмы для конкретного вибрационного измерительного устройства.Those skilled in the art will appreciate that the particular algorithms used will depend on many factors. In addition, it should be clear to those skilled in the art that in practice, vibration measuring devices are usually not identical to each other. For example, and without limitation, vibration measuring devices typically differ, at least to some extent, by their mass value, their mass distribution, vibration amplitudes and / or frequencies used, and the specific substance or density of a particular substance that flows through the pipeline. It will be clear to those skilled in the art that even small differences in mass, mass distribution, vibration amplitudes and / or frequencies, and in a particular substance or density of a particular substance that flows through a pipeline will affect the specific drive circuits and the algorithms used. Accordingly, it should be apparent to those skilled in the art that a certain control test may be required to determine the appropriate drive circuits or algorithms for a particular vibration measuring device.

Как показано на Фиг.2, система 70 привода включает в себя селектор 75 приводной цепи. В соответствии с одним объектом настоящего варианта реализации, селектор 75 приводной цепи сконфигурирован так, чтобы позволить выбор соответствующей приводной цепи, например приводных цепей C₁, C₂, C₃, C_N. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что селектор 75 настоящего варианта реализации может быть воплощен в программном продукте, аппаратных средствах или их комбинации. В качестве примера, селектор 75 приводной цепи может быть аппаратным переключателем, и/или может быть процессом выполняемым программным обеспечением, например процессом, который пользователь или программа выбирает или вводит, как в блоке 76, желаемую используемую приводную цепь C₁, C₂, C₃, C_N.As shown in FIG. 2, the drive system 70 includes a drive chain selector 75. In accordance with one aspect of the present embodiment, the drive chain selector 75 is configured to allow selection of an appropriate drive chain, for example, drive chains C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N. Those skilled in the art will appreciate that the selector 75 of the present embodiment may be embodied in a software product, hardware, or a combination thereof. As an example, the drive chain selector 75 may be a hardware switch, and / or may be a process executed by software, for example a process that a user or program selects or enters, as in block 76, the desired drive chain to be used C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N.

Соответственно, в ситуациях, когда конкретная приводная цепь не подходит, пользователь или программа могут переключиться на более подходящую приводную цепь. Например, конкретная приводная цепь может обеспечить более точные измерения в ситуациях, когда присутствует вовлеченный газ. В качестве еще одного примера, конкретная приводная цепь может сгенерировать сигналы датчиков, имеющие меньший шум, то есть такие, которые возникают на частоте, отличающейся от других частот, которые возникают в системе. И в качестве еще одного примера, программа или пользователь могут обратиться к справочной таблице, которая коррелирует разнообразие условий с конкретными приводными цепями.Accordingly, in situations where a particular drive chain is not suitable, a user or program may switch to a more suitable drive chain. For example, a particular drive circuit can provide more accurate measurements in situations where the gas involved is present. As another example, a particular drive circuit can generate sensor signals having less noise, that is, those that occur at a frequency different from other frequencies that arise in the system. And as another example, a program or user can refer to a lookup table that correlates a variety of conditions with particular drive chains.

Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в рамках настоящего изобретения предполагается использование рассматриваемых здесь принципов совместно с любым типом вибрационных измерительных устройств, включая, например, денситометры (плотномеры), независимо от числа приводов, числа датчиков, рабочей колебательной моды, или определяемого параметра протекающего вещества. В настоящем описании рассматриваются определенные примеры, чтобы показать специалистам в данной области техники то, как осуществить и использовать наилучший вариант изобретения. Для демонстрации принципов изобретения, некоторые обычные объекты были упрощены или опущены. Специалистам в данной области техники должны быть понятны возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения. Подробные описания вышеупомянутых вариантов реализации не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов реализации, рассматриваемых изобретателями как находящиеся в пределах объема притязаний изобретения.It will be apparent to those skilled in the art that it is intended to use the principles discussed herein in conjunction with any type of vibration measuring device, including, for example, densitometers (densitometers), regardless of the number of drives, number of sensors, operating vibrational mode, or determined flowing matter parameter. Certain examples are provided herein to show those skilled in the art how to implement and use the best embodiment of the invention. To demonstrate the principles of the invention, some common objects have been simplified or omitted. Specialists in the art should understand the possible variations of these examples, which are within the scope of the claims of the invention. Detailed descriptions of the aforementioned embodiments are not exhaustive descriptions of all the embodiments considered by the inventors to be within the scope of the invention.

Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что определенные элементы вышеописанных вариантов реализации могут быть по-разному объединены или устранены, чтобы создать дополнительные варианты реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний изобретения и рассмотрения в рамках изобретения. Также, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что вышеописанные варианты реализации могут быть объединены полностью или частично, чтобы создать дополнительные варианты реализации в пределах объема притязаний изобретения и рассмотрения в рамках изобретения.Those skilled in the art will appreciate that certain elements of the above described embodiments may be combined or eliminated in different ways to create additional embodiments, and such additional embodiments are within the scope of the invention and are considered within the scope of the invention. Also, it should be apparent to those skilled in the art that the above described embodiments may be combined in whole or in part to create additional embodiments within the scope of the invention and consideration within the framework of the invention.

Таким образом, хотя определенные варианты реализации и примеры изобретения описаны здесь в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема притязаний изобретения, как должно быть видно специалистам в данной области техники. Предоставленная здесь информация может быть применена к другим вариантам реализации, отличающимся от описанных выше и показанных в сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний изобретения определяется нижеследующей формулой.Thus, although certain embodiments and examples of the invention are described herein for illustrative purposes, various equivalent modifications are possible within the scope of the invention, as should be apparent to those skilled in the art. The information provided herein may be applied to other implementations other than those described above and shown in the accompanying drawings. Accordingly, the scope of the claims of the invention is determined by the following claims.

Claims

1. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5), comprising:
at least one conduit (103A) configured to receive a leaking substance;
at least one actuator (104), which causes at least one conduit (103A) to vibrate;
at least one sensor (105), which measures the movement of at least one pipeline (103A);
one or more electronic devices (20) configured to receive at least one sensor signal from at least one sensor (105), and one or more electronic devices (20) includes at least two available drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ), wherein:
each drive circuit of at least two available drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) modifies a sensor signal to generate a drive signal including a different frequency and a drive vibration mode in at least one pipeline (103A), and;
moreover, one or more electronic devices (20), including a selector (75) of the drive circuit, is configured to select a drive circuit from at least two available drive circuits (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ), for processing at least one sensor signal with a selected drive circuit to generate a drive signal and to provide a drive signal to at least one drive (104),
moreover, each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) modifies at least one sensor signal in such a way that it amplifies a particular drive frequency and suppresses other drive frequencies.

2. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a filter that filters out unwanted vibration modes.

3. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a phase shift algorithm (P ₁ , P ₂ , P ₃ , P _N ).

4. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a gain control algorithm (G ₁ , G ₂ , G ₃ , G _N ).

5. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein the user or program selects a drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ).

6. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected according to whether or not the involved substance is present in the flowing substance gas.

7. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected in accordance with the noise of the sensor signals.

8. A system for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 1, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected by accessing a lookup table that correlates a variety of conditions with specific drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ).

9. A method for generating a drive signal for a vibration measuring device (5), comprising at least one conduit (103A) configured to receive leaking matter, at least one drive (104) that causes vibrations to occur at least one pipeline (103A), at least one sensor (105), which measures the movement of at least one pipeline (103A), the method comprising the steps of:
selecting a drive chain by means of a selector (75) of the drive chain from at least two available drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ), each drive chain from at least two available drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) modifies the sensor signal to generate a drive signal including a different frequency and a drive vibration mode in at least one conduit (103A),
receiving at least one sensor signal from at least one sensor (105),
processing at least one sensor signal with a selected drive circuit to generate a drive signal,
providing a drive signal to at least one drive (104), wherein
each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) modifies at least one sensor signal in such a way that amplifies a particular drive frequency and suppresses other drive frequencies.

10. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a filter that filters out unwanted vibration modes.

11. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a phase shift algorithm (P ₁ , P ₂ , P ₃ , P _N ).

12. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein each drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) includes a gain control algorithm (G ₁ , G ₂ , G ₃ , G _N ).

13. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein the user or program selects a drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ).

14. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected in accordance with whether the involved substance is present in the flowing substance gas.

15. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected in accordance with the noise of the sensor signals.

16. A method for generating a drive signal in a vibration measuring device (5) according to claim 9, wherein the drive circuit (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ) is selected by accessing a lookup table that correlates a variety of conditions specific drive chains (C ₁ , C ₂ , C ₃ , C _N ).