[发明专利]电子振动传感器

说明书

公开了一种用于确定和/或监测容器(3)中的介质(2)的至少一个过程变量的电子振动传感器(1)，所述传感器至少包括：单元(4)，该单元(4)可机械振荡；驱动/接收单元(5)；以及电子单元(6)，其中：驱动/接收单元(5)被设计成通过电激励信号(U_A)激励可机械振荡的单元(4)中的机械振荡，并且被设计为接收可机械振荡的单元(4)的机械振荡，并将所述机械振荡转换成电接收信号(U_E)；电子单元(6)被设计成基于所述接收信号(U_E)来产生激励信号(U_A)，并根据所述接收信号(U_E)确定至少一个过程变量；电子单元(6)包括至少一个自适应滤波器(7)；并且其中电子单元(6)被设计成以在激励信号(U_A)与接收信号(U_E)之间存在目标相移(Φ_sol1)的方式来设置自适应滤波器(7)的滤波器特性。

技术领域

本发明涉及一种用于确定和/或监测介质的至少一个过程变量的电子振动传感器，以及一种用于操作该电子振动传感器的方法。

背景技术

电子振动传感器通常用于过程和/或自动化技术。在料位测量装置的情况下，它们具有至少一个机械振荡单元，例如振动叉、杆或薄膜。在操作期间，所述机械振荡单元通过驱动/接收单元(通常呈机电换能器的形式)被激励成机械振荡，该驱动/接收单元又可为压电驱动器，例如或电磁驱动器。然而，在流量计的情况下，机械振荡单元也可以被设计为振荡管，各自的介质通过该振荡管流动，诸如在以科里奥利原理运行的测量装置中。

各种相应的现场装置由申请人制造，并且在料位测量装置的情况下，这些现场装置以名称LIQUIPHANT或SOLIPHANT销售。基本测量原理是众所周知的。驱动/接收单元经由电激励信号激励机械振荡单元以进行机械振荡。相反，驱动/接收单元可以接收机械振荡单元的机械振荡并将其转换成电接收信号。驱动/接收单元相应地是单独的驱动单元和单独的接收单元，或组合的驱动/接收单元。

激励信号和接收信号都以其频率、振幅和/或相位为特征。因此，这些变量的变化通常用于确定适当的过程变量，例如容器中介质的预定料位或介质的密度和/或粘度，或经过管道的介质的流量。在用于液体的电子振动限位开关的情况下，例如，区分振荡单元是被流体覆盖还是自由振动。因此，例如，基于不同的谐振频率(即，频移)来区分两种状态(即，自由状态和被覆盖状态)。只有振动单元被介质覆盖，才能使用这种测量装置来测量密度和/或粘度。

驱动/接收单元通常是反馈电振荡电路的一部分，通过该电路将机械振荡单元的激励实现为机械振荡。经常通过用于相移的控制电路设置用于激励的可指定值，即，激励信号与接收信号之间的相移的目标值。例如，对于共振振荡，必须满足≥1的放大系数和振荡电路条件，根据该条件，发生在振荡电路中的所有相位导致360°的倍数。用于激励机械振荡单元或用于设置可指定的相移的各种方法从现有技术中是已知的。这里可以在模拟和数字激励之间进行基本区别，其中差异在于振荡电路和原则上普遍适用的数字方法之间，该振荡电路由必须适应于所使用的传感器类型的模拟部件组成。

根据经常使用的激励原理，控制电路包括放大器和相移器，通过该放大器和相移器将接收信号耦合回传输信号，以便在激励信号与接收信号之间设置相移的可指定值。例如，根据DE102006034105A1，使用可调相移器。相移器经由控制单元进行控制，该控制单元测量先前放大的接收信号的频率，并且至少基于在依赖于放大器单元的频率相位上所存储的数据。

从DE102007013557A1还得知一种放大器，该放大器具有可调节的放大因子，该放大因子由控制单元设置，使得传输信号的振幅通常位于可指定的振幅带内。