磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置
[0001] 本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序中所限定的一種磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置。
[0002] 已知的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的磁場(chǎng)是由定時(shí)的改變極性的直流電流產(chǎn)生的。這確 保了穩(wěn)定的零點(diǎn)并且使得測(cè)量對(duì)多相材料、液體中的非均勻性或低導(dǎo)電性的影響不敏感。 在這種情況中，已知多種方法,采用這些方法,可以對(duì)線圈的布置進(jìn)行操作。這些方法對(duì)于 線圈布置的操作的時(shí)間效率已經(jīng)有了改善。
[0003] 在已知的方法中，例如EP1460394A2中，通過(guò)直接將施加的過(guò)電壓向下反轉(zhuǎn)到保 持電壓而對(duì)供應(yīng)電壓進(jìn)行控制。然而，該直接反轉(zhuǎn)具有這樣的結(jié)果，即感應(yīng)出渦流，其阻止 磁場(chǎng)的快速反轉(zhuǎn)極化。
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種流量測(cè)量裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)渦流的衰減。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1限定的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，一種磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置包括線圈布置和用于控制該線圈布置的供 應(yīng)電壓的電路，其中，該電路被設(shè)計(jì)為以如下順序的電壓曲線提供線圈布置的供應(yīng)電壓：
[0007] A)電壓從起始電壓上升到過(guò)電壓；
[0008] B)在給定的情況中，電壓保持在過(guò)電壓；
[0009] C)電壓從過(guò)電壓下降到保持電壓；
[0010] 其中，電路通過(guò)調(diào)諧電壓到至少兩個(gè)更或多個(gè)預(yù)定的、中間的、期望值來(lái)控制電壓 從過(guò)電壓下降到保持電壓。
[0011] 不同于前面的直接將過(guò)電壓反轉(zhuǎn)到保持電壓的情況，在從過(guò)電壓下降到保持電壓 的下降區(qū)域中的電壓在到達(dá)保持電壓之前在此經(jīng)過(guò)一系列中間值。通過(guò)電壓的這種控制， 能夠至少顯著地減少渦流的發(fā)生。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0013] 當(dāng)電路通過(guò)將電壓調(diào)諧到至少五個(gè)，優(yōu)選至少十個(gè)預(yù)定的、中間的、期望值來(lái)控制 電壓從過(guò)電壓下降到保持電壓時(shí)是優(yōu)選的。電壓的引導(dǎo)還可利用多于200個(gè)中間的期望 值。理論上，只要兩個(gè)中間的期望值就足夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于渦流衰減的測(cè)量效果。然而，對(duì)于簡(jiǎn)單 實(shí)施的電路，為了實(shí)現(xiàn)滿意的渦流衰減，至少5個(gè)中間的期望值應(yīng)該被預(yù)定，然而優(yōu)選地， 對(duì)于電路允許的程度，應(yīng)當(dāng)使用至少10個(gè)中間的期望值用于控制電壓的下降。
[0014] 除了別的方面，用于控制的下降到保持電壓的特定時(shí)間間隔取決于測(cè)量管道的標(biāo) 稱直徑。在這種情況中，在最小化渦流所需要的控制降到保持電壓的時(shí)間和磁場(chǎng)應(yīng)該最終 達(dá)到終點(diǎn)值的時(shí)間之間必須達(dá)成妥協(xié)。就此而論，對(duì)于DN = 10到DN = 100的測(cè)量管直 徑，當(dāng)電路以如下方式，即電壓在20到900 μ s優(yōu)選30到800 μ s的時(shí)間間隔內(nèi)以±2V優(yōu) 選±0. 2V的精度被設(shè)定到保持電壓，來(lái)控制電壓從過(guò)電壓下降到保持電壓時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)是 優(yōu)選的。
[0015] 在更大標(biāo)稱直徑的情況中，對(duì)于DN > 100到DN = 2400的測(cè)量管直徑，當(dāng)電路以如 下方式，即電壓在600到10000 μ s優(yōu)選750到8000 μ s的時(shí)間間隔內(nèi)以±2V優(yōu)選±0. 2V 的精度被設(shè)定到保持電壓，來(lái)控制電壓從過(guò)電壓下降到保持電壓時(shí)，是優(yōu)選的。
[0016] 當(dāng)兩個(gè)中間的期望值之間的時(shí)間間隔達(dá)到至少0. 05 μ s優(yōu)選至少0. 3 μ s，是優(yōu)選 的，以避免由中間的期望值的過(guò)快改變而帶來(lái)的小的渦流效應(yīng)的發(fā)生。
[0017] 特別優(yōu)選的壓降形式是多項(xiàng)式或指數(shù)函數(shù)的形式。
[0018] 電路能夠優(yōu)選地實(shí)施為具有至少一個(gè)控制設(shè)備、至少一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器、電壓源和 A/D轉(zhuǎn)換器的緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0019] 為了檢查渦流的衰減，電路能夠額外測(cè)量作為時(shí)間函數(shù)的相應(yīng)確定的電流水平。
[0020] 當(dāng)以相比于將過(guò)電壓直接切換到保持電壓的情況對(duì)靜態(tài)磁場(chǎng)的ε帶 (印silon-band)的更快調(diào)諧，通過(guò)調(diào)諧電壓到至少兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)定的、中間的、期望值 III、IV而控制電壓從過(guò)電壓下降到保持電壓發(fā)生時(shí)，其中ε帶與穩(wěn)定磁場(chǎng)的期望值具有 由線圈布置所產(chǎn)生的隨時(shí)間變化磁場(chǎng)的實(shí)際值±1%的標(biāo)準(zhǔn)偏差，是優(yōu)選的。以此方式，總 體上，能夠?qū)崿F(xiàn)更快速的反轉(zhuǎn)極化和更快速的測(cè)量序列。
[0021] 現(xiàn)在將基于附圖以更詳細(xì)的方式解釋優(yōu)選實(shí)施例，附圖如下所示出：
[0022] 圖Ia顯不出兩個(gè)不同電壓曲線的線圈電壓相對(duì)于時(shí)間的圖表；
[0023] 圖Ib顯示出兩個(gè)不同電流曲線的線圈電流相對(duì)于時(shí)間的圖表；
[0024] 圖Ic顯不出兩個(gè)不同磁場(chǎng)的曲線的B場(chǎng)相對(duì)于時(shí)間的圖表；
[0025] 圖Id圖Ic的曲線與終點(diǎn)值的偏差的圖表；
[0026] 圖Ie圖Id的局部放大部分；
[0027] 圖2用于操作線圈布置的控制設(shè)備的框圖形式的簡(jiǎn)化電路；
[0028] 圖3a附加電壓曲線的圖表；以及
[0029] 圖3b放大形式的附加電壓曲線的圖表。
[0030] 圖Ia示出了操作線圈布置的情況中第一和第二電壓曲線IA和IB的優(yōu)化部分。在 此，第一電壓曲線IA對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例；而第二電壓曲線IB對(duì)應(yīng)于根據(jù)【背景技術(shù)】的實(shí) 施例，在此情況中，發(fā)生過(guò)電壓到保持電壓的直接切換。
[0031] 對(duì)應(yīng)的線圈布置被用于磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置中。圖Ia中示出的優(yōu)化的電壓曲線 被設(shè)計(jì)為用于DN600的測(cè)量管。
[0032] 磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理是眾所周知的。根據(jù)法拉第感應(yīng)定律，在 磁場(chǎng)中移動(dòng)的導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)出電壓。在磁感應(yīng)測(cè)量原理的情況中，流動(dòng)的測(cè)量材料相當(dāng)于移 動(dòng)的導(dǎo)體。通過(guò)測(cè)量管兩側(cè)的兩個(gè)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生恒定強(qiáng)度的磁場(chǎng)。垂直定位在測(cè)量管的管 內(nèi)壁上的是兩個(gè)測(cè)量電極，其對(duì)由測(cè)量的物質(zhì)的流動(dòng)產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分接（tap)。感應(yīng)的電 壓與流動(dòng)速度并且由此與體積流量成比例。由勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)起源于定時(shí)的改變極性 的直流電流。這確保了穩(wěn)定的零點(diǎn)并且使得測(cè)量對(duì)來(lái)自多相材料、液體中的不均勻性或低 導(dǎo)電性的影響不敏感。具有帶有超過(guò)兩個(gè)勵(lì)磁線圈的線圈布置的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置以及 具有其他幾何布置的磁感應(yīng)流量測(cè)量裝置，是已知的。
[0033] 用于操作線圈布置的電壓通過(guò)布置在流量測(cè)量裝置中的控制設(shè)備而被預(yù)設(shè)為預(yù) 定電壓曲線?？蛇x地，控制設(shè)備還可被布