[发明专利]确定计量器组件的衰减特性

说明书

提供了一种用于确定流量计（5）的计量器组件（10）的衰减特性的计量器电子器件（20）。计量器电子器件（20）包括用于从计量器组件（10）接收振动响应的界面（201）以及与界面（201）通信的处理系统（203），该振动响应包括对计量器组件（10）在基本共振频率下的激励的响应。处理系统（203）被配置成从界面（201）接收振动响应，确定振动响应的响应电压（V），基于响应电压（V）确定计量器组件（10）的衰减特性（ζ），以及通过使用先前确定的衰减特性‑响应电压关系来补偿衰减特性（ζ）。

技术领域

本发明总体上涉及计量器验证，并且更特别地，涉及确定计量器组件的衰减特性。

背景技术

振动导管传感器，诸如科里奥利质量流量计或振动管密度计，通常通过检测包含流动材料的振动导管的运动来操作。与导管中的材料相关联的性质（诸如质量流量、密度等）可以通过处理从与导管相关联的运动换能器接收的测量信号来确定。振动材料填充系统的振动模式通常受到包含导管和包含在其中的材料的组合质量、刚度和阻尼特性的影响。

振动流量计的导管可以包括一个或多个流管。流管被迫以共振频率振动，其中管的共振频率与流管中流体的密度成比例。位于管的入口和出口部段上的传感器测量管两端之间的相对振动。在流动期间，振动的管和流动物质由于科里奥利力耦合在一起，从而导致管两端之间振动的相移。相移与质量流量成正比。

典型的科里奥利质量流量计包括一个或多个导管，这些导管直列式地连接在管道或其它运输系统中并输送系统中的材料，例如流体、泥浆等。每个导管可被视为具有一组固有振动模式，包括例如简单弯曲、扭转、径向和耦合模式。在典型的科里奥利质量流量测量应用中，当材料流过导管时，导管以一种或多种振动模式被激励，并且导管的运动在沿着导管间隔开的点处被测量。激励通常由致动器提供，致动器例如是以周期性方式扰动导管的机电装置，诸如音圈式驱动器。质量流率可以通过测量换能器位置处的运动之间的时间延迟或相位差来确定。两个这样的换能器（或敏感元件传感器）通常被采用，以便测量一个或多个流动导管的振动响应，并且通常位于致动器的上游和下游位置处。两个敏感元件传感器通过电缆连接到电子仪器。仪器接收来自两个敏感元件传感器的信号，并对信号进行处理，以便获得质量流率测量值。

两个传感器信号之间的相位差与流过一个或多个流管的材料的质量流率有关。材料的质量流率与两个传感器信号之间的时间延迟成比例，并且因此质量流率可以通过将时间延迟乘以流量校准因子（FCF）来确定，其中时间延迟包括相位差除以频率。FCF反映了流管的材料性质和横截面性质。在现有技术中，在将流量计安装到管道或其他导管中之前，通过校准过程来确定FCF。在校准过程中，流体以给定的流速通过流管，并计算相位差和流速之间的比例。

科里奥利流量计的一个优点是测量的质量流率的准确度不受流量计中移动部件磨损的影响。流速通过将流管两点之间的相位差和流量校准系数相乘来确定。唯一的输入是来自传感器的正弦信号，其指示流管上两点的振荡。相位差是根据这些正弦信号计算出来的。振动流管中没有移动部件。因此，相位差和流量校准系数的测量不受流量计中移动部件磨损的影响。

FCF可以与计量器组件的刚度、阻尼和质量属性相关。如果计量器组件的属性改变，那么FCF也可能改变。因此，属性的变化将影响由流量计生成的流量测量值的准确度。属性的变化可能是由于流管的材料和横截面性质的变化引起的，例如，这可能是由侵蚀或腐蚀引起的。因此，非常期望能够检测和/或量化计量器组件的属性（诸如阻尼属性）的任何变化，以便维持流量计的高准确度水平。

阻尼属性与衰减特性相关，并且可以根据衰减特性来确定。衰减特性可以通过在振动衰减时测量振动的振幅来确定。然而，衰减特性会由于不是计量器组件的性质或性质变化而变化；诸如被测材料的密度或粘度或计量器组件的温度。因此，需要确定受这些问题影响最小的计量器组件的衰减特性。

发明内容