在檢測(cè)與作用于至少一條、或者一對(duì)流量管的哥氏力成比例的相位差和／或振動(dòng)頻率，得到被測(cè)量流體的質(zhì)量流量和／或密度的哥氏流量計(jì)中，包括：Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器，將從一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器即速度傳感器或加速度傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一對(duì)正交頻率轉(zhuǎn)換器，對(duì)與一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器傳感器對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換；頻率測(cè)量器，基于從一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器輸出的任意的數(shù)字信號(hào)測(cè)量頻率；以及發(fā)送器，生成該數(shù)字頻率信號(hào)的θ（１－１／Ｎ）的頻率信號(hào)，使用正交頻率轉(zhuǎn)換器生成的信號(hào)，以得到相位差。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及通過檢測(cè)與作用在流管的哥氏(Corioli)力成比例的相位差和/或振 動(dòng)頻率來得到被測(cè)量流體的質(zhì)量流量和/或密度的哥氏流量計(jì)。
技術(shù)介紹
哥氏流量計(jì)是利用這樣的原理的質(zhì)量流量計(jì)在支撐被測(cè)定流體流通的流管的兩 端且圍繞其支撐點(diǎn)而沿與流管的流動(dòng)方向垂直的方向施加振動(dòng)時(shí)，作用在流管(以下將應(yīng) 該被施加振動(dòng)的流管稱作流量管(flow tube))的哥氏力與質(zhì)量流量成比例。哥氏流量計(jì) 是眾所周知的，哥氏流量計(jì)的流量管的形狀大致分為直管式與彎曲管式。而且，哥氏流量計(jì)是這樣的質(zhì)量流量計(jì)在兩端支撐被測(cè)定流體流動(dòng)的測(cè)定管且 相對(duì)于支撐線而沿直角方向交替驅(qū)動(dòng)所支撐的測(cè)定管的中央部時(shí)，在測(cè)定管的兩端支撐部 與中央部之間的對(duì)稱位置檢測(cè)與質(zhì)量流量成比例的相位差信號(hào)。相位差信號(hào)是與質(zhì)量流量 成比例的量，但若驅(qū)動(dòng)頻率為固定(一定)，則能檢測(cè)出相位差信號(hào)而作為測(cè)定管的觀測(cè)位 置上的時(shí)間差信號(hào)。若測(cè)定管交替驅(qū)動(dòng)的頻率與測(cè)定管固有的頻率相等，則由于可以得到與被測(cè)定流 體的密度相應(yīng)的固定的驅(qū)動(dòng)頻率，并且能以較小的驅(qū)動(dòng)能量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以最近一般都是 以固有頻率來驅(qū)動(dòng)測(cè)定管，并且檢測(cè)出相位差信號(hào)而作為時(shí)間差信號(hào)。直管式的哥氏流量計(jì)構(gòu)成為，在施加與兩端被支撐的直管的中央部直管軸垂直的 方向的振動(dòng)時(shí)，在直管的支撐部與中央部之間可以得到哥氏力導(dǎo)致的直管的位移差、即相 位差信號(hào)，基于該相位差信號(hào)來探測(cè)質(zhì)量流量。這樣的直管式的哥氏流量計(jì)具有簡(jiǎn)單、緊 湊、堅(jiān)固的構(gòu)造。然而，具有無法得到較高的檢測(cè)靈敏度這樣的問題。與之相對(duì)，彎曲管式的哥氏流量計(jì)可以選擇用于有效取出哥氏力的形狀，在這方 面優(yōu)于直管式的哥氏流量計(jì)，實(shí)際上可以高靈敏度地檢測(cè)質(zhì)量流量。而且，作為用于驅(qū)動(dòng)流量管的驅(qū)動(dòng)單元，一般而言將線圈和磁體組合使用。關(guān)于該 線圈和磁體的安裝，為了使線圈與磁體的位置關(guān)系的偏離最小，優(yōu)選的是安裝在相對(duì)于流 量管的振動(dòng)方向沒有偏移的位置。因此，在包括并列的兩條流量管的彎曲管式的哥氏流量 計(jì)這樣的并列的兩條流量管中，安裝為夾入線圈和磁體的狀態(tài)。因此要進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得相對(duì) 的兩條流量管的距離以至少夾入線圈和磁體的程度分離。在兩條流量管存在于分別平行的面內(nèi)的哥氏流量計(jì)，即口徑較大的哥氏流量計(jì)或 流量管的剛性較高的哥氏在流量計(jì)的情況下，由于需要提高驅(qū)動(dòng)單元的功率，因此必須將 較大的驅(qū)動(dòng)單元夾入兩條流量管之間。因此要進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得在作為流量管的根部的固定 端部，該流量管彼此之間的距離也必然地變寬。由一般已知的U形管的測(cè)定管構(gòu)成的哥氏流量計(jì)1如圖16所示，具有2條U形管 狀的測(cè)定管2、3的檢測(cè)器4 ；以及轉(zhuǎn)換器5而構(gòu)成。測(cè)定管2、3的檢測(cè)器4包括使測(cè)定管2、3諧振振動(dòng)的勵(lì)振器6 ；在通過該勵(lì)振器 6振動(dòng)時(shí)檢測(cè)在測(cè)定管2、3的左側(cè)產(chǎn)生的振動(dòng)速度的左速度傳感器7 ；在通過該勵(lì)振器6振動(dòng)時(shí)檢測(cè)在測(cè)定管2、3的右側(cè)產(chǎn)生的振動(dòng)速度的右速度傳感器8 ；以及檢測(cè)在振動(dòng)速度檢 測(cè)時(shí)的測(cè)定管2、3內(nèi)流動(dòng)的被測(cè)定流體的溫度的溫度傳感器9。這些勵(lì)振器6、左速度傳感 器7、右速度傳感器8、溫度傳感器9分別與轉(zhuǎn)換器5連接。在該哥氏流量計(jì)1的測(cè)定管2、3內(nèi)流動(dòng)的被測(cè)定流體，從測(cè)定管2、3的右側(cè)(設(shè) 置有右速度傳感器8 —側(cè))向左側(cè)(設(shè)置有左速度傳感器7 —側(cè))流動(dòng)。因此，由右速度傳感器8檢測(cè)的速度信號(hào)，為流入測(cè)定管2、3的被測(cè)定流體的入口 速度信號(hào)。另外，由左速度傳感器7檢測(cè)的速度信號(hào)，為從測(cè)定管2、3流出的被測(cè)定流體的 出口速度信號(hào)。另外，檢測(cè)振動(dòng)速度的左速度傳感器7、右速度傳感器8當(dāng)然可以分別是加速度傳 感器。哥氏流量計(jì)轉(zhuǎn)換器5具有圖17所示的框結(jié)構(gòu)。該哥氏流量計(jì)轉(zhuǎn)換器5包括驅(qū)動(dòng)控制部10、相位測(cè)量部11、溫度測(cè)量部12。S卩，哥氏流量計(jì)轉(zhuǎn)換器5具有輸入/輸出端口 15。在該輸入/輸出端口 15設(shè)有構(gòu) 成驅(qū)動(dòng)控制部10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子16。驅(qū)動(dòng)控制部10將既定模式的信號(hào)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸 出端子16輸出至安裝在測(cè)定管2、3的勵(lì)振器6，使測(cè)定管2、3諧振振動(dòng)。在該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子16，通過放大器17連接有驅(qū)動(dòng)電路18。在該驅(qū)動(dòng)電路18 中，生成使測(cè)定管2、3諧振振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至放大器17。在該放大器 中，將輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大，輸出至驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子16。在該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子16中，將 從放大器17輸出來的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至勵(lì)振器6。另外，在輸入/輸出端口 15設(shè)有在通過勵(lì)振器6進(jìn)行振動(dòng)時(shí)輸入在測(cè)定管2、3的 左側(cè)產(chǎn)生的振動(dòng)速度的檢測(cè)信號(hào)的左速度信號(hào)輸入端子19，該左速度信號(hào)輸入端子19構(gòu) 成相位測(cè)量部11。另外，在輸入/輸出端口 15設(shè)有在通過勵(lì)振器6進(jìn)行振動(dòng)時(shí)輸入在測(cè)定管2、3的 右側(cè)產(chǎn)生的振動(dòng)速度的檢測(cè)信號(hào)的右速度信號(hào)輸入端子20，該右速度信號(hào)輸入端子20構(gòu) 成相位測(cè)量部11。相位測(cè)量部11在將既定模式的信號(hào)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子16輸出至安裝在測(cè)定管 2、3的勵(lì)振器6，將通過勵(lì)振器6使測(cè)定管2、3振動(dòng)時(shí)的一對(duì)速度傳感器的振動(dòng)信號(hào)A/D轉(zhuǎn) 換并在進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換處理后，求出轉(zhuǎn)換的信號(hào)的相位差。在左速度信號(hào)輸入端子19連接有放大器21的輸入端子，在該放大器21的輸出端 子連接有A/D轉(zhuǎn)換器22。在該A/D轉(zhuǎn)換器22中，將從左速度信號(hào)輸入端子19輸出的振動(dòng) 信號(hào)經(jīng)放大器21放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。在A/D轉(zhuǎn)換器22連接有運(yùn)算器23。另外，在右速度信號(hào)輸入端子20連接有放大器24的輸入端子，在該放大器24的 輸出端子連接有A/D轉(zhuǎn)換器25。在該A/D轉(zhuǎn)換器25中，將從右速度信號(hào)輸入端子20輸出 的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)放大器24放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。然后，A/D轉(zhuǎn)換器25輸出的數(shù)字信號(hào)輸入至運(yùn)算器23。并且，在輸入/輸出端口 15設(shè)有構(gòu)成輸入來自溫度傳感器9的檢測(cè)值的溫度測(cè)量 部11的溫度信號(hào)輸入端子26。溫度測(cè)量部12設(shè)在測(cè)定管2、3內(nèi)，利用檢測(cè)測(cè)定管2、3內(nèi) 的溫度的溫度傳感器9進(jìn)行的溫度檢測(cè)，對(duì)管溫度進(jìn)行補(bǔ)償。該溫度傳感器9 一般使用電阻型溫度傳感器，通過測(cè)量電阻值來算出溫度。在溫度信號(hào)輸入端子26連接有溫度測(cè)量電路27，利用該溫度測(cè)量電路27基于從 溫度傳感器9輸出的電阻值來算出測(cè)定管2、3內(nèi)的溫度。在該溫度測(cè)量電路27中算出的 測(cè)定管2、3內(nèi)的溫度輸入至運(yùn)算器23。這樣的哥氏流量計(jì)1所涉及的相位測(cè)量方法中，從安裝在測(cè)定管2、3的勵(lì)振器6， 對(duì)測(cè)定管2、3施加1階模式的振動(dòng)，在施加有該振動(dòng)的狀態(tài)下，若被測(cè)定流體在測(cè)定管2、3 內(nèi)流動(dòng)，則在測(cè)定管2、3生成相位模式。因此，來自哥氏流量計(jì)1的右速度傳感器8的信號(hào)(入口側(cè)速度信號(hào))和來自左 速度傳感器7的信號(hào)(出口側(cè)速度信號(hào))，以這2個(gè)信號(hào)重疊的形態(tài)輸出。以這2個(gè)信號(hào)重 疊的形態(tài)輸出的信號(hào)不僅含有流量信號(hào)，還含有較多不需要的噪聲分量，進(jìn)一步由于測(cè)量 流體的密度變化等，頻率也會(huì)變化。因此，需要去除來自左速度傳感器7和右速度傳感器8的信號(hào)內(nèi)不需要的信號(hào)。然 而，去除來自左速度傳感器7和右速度傳感器8的信號(hào)內(nèi)不需要的信號(hào)，計(jì)算相位是非常困 難的。并且，哥氏流量計(jì)1經(jīng)常要求精度非常高的測(cè)量和非常高速的響應(yīng)性。為了滿足 該要求，需要具有能處理非常復(fù)雜的運(yùn)算和處理能力高的運(yùn)算器，使哥氏流量計(jì)1其本身 的價(jià)格非常高。這樣，哥氏流量計(jì)1需要確立一本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種信號(hào)處理方法，其特征在于，在將構(gòu)成測(cè)定用的流管的至少一條、或者一對(duì)流量管，通過驅(qū)動(dòng)裝置使勵(lì)振器工作并對(duì)上述流量管進(jìn)行交替驅(qū)動(dòng)，使該流量管振動(dòng)，通過設(shè)置在上述流量管左右的一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器即速度傳感器或者加速度傳感器檢測(cè)與作用在上述流量管的哥氏力成比例的相位差和／或振動(dòng)頻率，得到被測(cè)量流體的質(zhì)量流量和／或密度的哥氏流量計(jì)中，包括： 將從上述一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器分別輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的第一步驟； 對(duì)在上述第一步驟中被轉(zhuǎn)換的與上述一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器傳感器對(duì)應(yīng)的２個(gè)數(shù)字信號(hào)分別進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換的第二步驟； 基于在上述第一步驟中被轉(zhuǎn)換的與上述一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器對(duì)應(yīng)的２個(gè)數(shù)字信號(hào)的任意的數(shù)字信號(hào)測(cè)量頻率的第三步驟；以及 生成在上述第三步驟中被測(cè)量的數(shù)字頻率信號(hào)的１／Ｎ的頻率信號(hào)的第四步驟， 使用在上述第四步驟中生成的數(shù)字信號(hào)的１／Ｎ的頻率信號(hào)，以能檢測(cè)上述一對(duì)振動(dòng)檢測(cè)傳感器的檢測(cè)信號(hào)的相位差。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：北見大一，島田英樹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株式會(huì)社奧巴爾，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]
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