确定振动流量计中零点偏移的装置的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——用于确定振动流量计中的零点偏移的方法和装置。该专利由微动公司申请，并于2016年12月28日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及振动流量计，并且更特别地，涉及用于确定振动流量计的零点偏移中的变化的方法和装置。

发明背景

振动传感器（诸如例如振动密度计和科里奥利（ Coriolis ）流量计）是普遍已知的，并且被用于测量流过所述流量计中的导管的物质的质量流和其它信息。

物质从所述流量计的入口侧上的连接的管道流进所述流量计，被引导通过所述（一个或多个）导管，并且经过所述流量计的出口侧流出所述流量计。所述振动的、物质填充的系统的固有振动模式部分地被所述导管和在所述导管内流动的物质的组合质量所确定。当没有流通过所述流量计时，被施加给所述（一个或多个）导管的驱动力使得沿所述（一个或多个）导管的所有点以一致的相位或小的“零点偏移”振动，其是在零流量测量的时间延迟。当物质开始流过所述流量计时，科里奥利（ Coriolis ）力使得沿所述（一个或多个）导管的每个点具有不同的相位。例如，在所述流量计的入口端处的相位滞后于在集中的驱动器（ centralized driver ）位置处的相位，而在所述出口处的相位超前于在所述集中的驱动器位置处的相位。所述（一个或多个）导管上的拾取传感器（ pick-off sensor ）产生表示所述（一个或多个）导管的运动的正弦信号。从所述拾取传感器输出的信号被处理以确定所述拾取传感器之间的时间延迟。所述两个或者更多拾取传感器之间的所述时间延迟与流过所述（一个或多个）导管的物质的质量流率成比例。

在许多振动传感器（包括科里奥利流量计）中，零点偏移可能是存在的，现有技术方法初始地对其进行校正。虽然该初始确定的零点偏移可以在有限的情况中充分地校正所述测量，由于各种操作条件（主要是温度）中的变化，所述零点偏移可能随时间而变化，导致仅仅部分的校正。然而，其它操作条件也可能影响所述零点偏移，包括压力、流体密度、传感器安装情况等等。此外，所述零点偏移可能从一个流量计到另一个流量计以不同的速率变化。这可能在如下情形中是特别重要的：多于一个流量计被串联连接，以致于如果同样的流体流正被测量，则所述流量计中的每个应读出相同的。因此，在本领域中存在对用以确定和补偿振动传感器的所述零点偏移中的变化的方法的需要。本发明克服了该问题和其它问题，并且实现了本领域中的前进。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了用于操作具有预先建立的零点偏移和一个或者多个操作条件之间的偏移相互关系的振动流量计的方法。所述方法包括从所述振动流量计接收传感器信号和基于所述接收的传感器信号确定用于所述振动流量计的当前零点偏移的步骤。所述方法也包括确定一个或者多个当前的操作条件和将所述一个或者多个当前的操作条件与所述偏移相互关系的一个或者多个预先的操作条件进行比较的步骤。根据本发明的实施例，如果所述偏移相互关系包括对应于所述当前的操作条件的预先确定的零点偏移，则所述方法基于所述当前的和预先确定的零点偏移产生平均零点偏移。

本发明提供了用于振动流量计的计量电子设备。所述计量电子设备包括被配置为从所述振动流量计接收传感器信号的处理系统。所述处理系统也可以被配置为基于所述接收的传感器信号确定用于所述振动流量计的当前零点偏移以及确定一个或者多个当前的操作条件。根据本发明的实施例，所述计量电子设备也可以被配置为将所述一个或者多个当前的操作条件与所述偏移相互关系的一个或者多个预先的操作条件进行比较，并且如果所述偏移相互关系包括对应于所述一个或者多个当前的操作条件的预先确定的零点偏移，则基于所述当前的和预先确定的零点偏移产生平均零点偏移。

根据本发明的一个方面，用于操作具有预先建立的零点偏移和一个或者多个操作条件之间的偏移相互关系的振动流量计的方法包括下列步骤：从所述振动流量计接收传感器信号；基于所述接收到的传感器信号确定用于所述振动流量计的当前零点偏移；确定一个或者多个当前的操作条件；将所述一个或者多个当前的操作条件与所述偏移相互关系的一个或者多个预先的操作条件相比较；以及如果所述偏移相互关系包括对应于所述当前的操作条件的预先确定的零点偏移，则基于所述当前的和预先确定的零点偏移产生平均零点偏移。

根据本发明的另一方面，用于振动流量计的计量电子设备包括处理系统，所述处理系统被配置为：从所述振动流量计接收传感器信号；基于所述接收的传感器信号确定用于所述振动流量计的当前零点偏移；确定一个或者多个当前的操作条件；将所述一个或者多个当前的操作条件与所述偏移相互关系的一个或者多个预先的操作条件相比较；以及如果所述偏移相互关系包括对应于所述一个或者多个当前的操作条件的预先确定的零点偏移，则基于所述当前的和预先确定的零点偏移产生平均零点偏移。