[發(fā)明專利]具有飽和檢測和/或防飽和的磁性流量計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410058028.0
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN104515555B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 斯科特·羅納德·福斯;布魯斯·大衛(wèi)·羅夫納;賈里德·詹姆斯·德雷爾
• 申請（專利權）人: 微動公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

本發(fā)明公開一種用于測量在管道中的過程流體的流量的磁性流量計，包括鄰近所述管道設置的電磁線圈，該電磁線圈被配置為施加磁場到過程流體。第一和第二電極設置在管道內(nèi)并且電耦合到過程流體和被配置為感測由于施加的磁場和過程流體的流動在過程流體中感生的電動勢(EMF)。輸入電路被連接到第一和第二電極并且提供與被感測到的電動勢相關的輸出。連接到輸入電路的診斷電路被配置為識別飽和相關狀態(tài)并且響應地提供診斷輸出。在另一個實施方案中，防飽和電路可以防止輸入電路的飽和。

技術領域

本發(fā)明涉及用于測量通過過程管道的過程流體的流量的類型的磁性流量計。更具體地，本發(fā)明涉及用于測量這種流量的電子元件的飽和。

背景技術

現(xiàn)場設備用于工業(yè)過程監(jiān)測和／或控制系統(tǒng)，以監(jiān)控與特定的過程相關的過程變量。這樣的過程變量可以包括流體壓力、流體流量、流體溫度、液位等。

磁性流量計是用于測量傳導過程流體在它在連接到管道的流管內(nèi)流動時的流體流量的現(xiàn)場設備類型。具體的磁性流量計包括電磁線圈和電極。根據(jù)電磁感應的法拉第定律，電磁線圈用于將磁場施加到流管內(nèi)的過程流體。所施加的磁場和流體的運動在過程流體中感應(induce)與流量成比例的電動勢(EMF)。電極被設置在流管中以與流動的過程流體電接觸以檢測感應的電動勢。在一個特定的實施例中，電動勢通過使用放大器和模數(shù)轉換器(ADC)的流量計被測量，放大器連接到電極以放大電動勢信號，模數(shù)轉換器數(shù)字化放大器的輸出以產(chǎn)生與流體流量相關的數(shù)據(jù)值。

在磁性流量計的操作過程中，存在可能引起流量計錯誤地提供表示不存在流動的輸出的一些情況。一個這樣的情況是由連接到電極的電路的飽和引起的。當超過電氣部件的最大水平的信號施加到該部件的輸入端時發(fā)生飽和。在磁性流量計中，當在連接到所述電極的電路中產(chǎn)生飽和時，可能出現(xiàn)如下情況：其中測量電路將所測量的信號不正確地解釋為具有表示不存在流動的值。這是一種“尺度”類型錯誤。電路的飽和難以檢測，并且可能引起不正確的流量測量。與這種飽和相關的間題在Foss等人的題為SYSTEM T0DETECT POORPROCESS GROUND CONNECTIONS的美國專利號7,921,734中被討論，其在2011年4月12日公開并且與本申請一起被轉讓。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于測量在管道中的過程流體的流量的磁性流量計，包括鄰近所述管道設置的電磁線圈，該電磁線圈被配置為施加磁場到過程流體。第一和第二電極設置管道內(nèi)并且電耦合到過程流體和被配置為感測由于施加的磁場和過程流體的流動在過程流體中感生的電動勢(EMF)。輸入電路被連接到第一和第二電極并且提供與被感測到的電動勢相關的輸出。連接到輸入電路的診斷電路被配置為識別飽和相關狀態(tài)并且響應地提供診斷輸出。在另一個實施例中，防飽和電路可以防止輸入電路的飽和。

附圖說明

圖1是磁性流量計的局部剖視圖。

圖2是圖1中的磁性流量計的簡化示意圖。

圖3A和3B是顯示用于磁性流量計的直流耦合前端輸入電路的飽和檢測和校正電路的簡化示意圖。

圖4是顯示用于磁性流量計的交流耦合前端輸入電路的飽和檢測和校正電路的簡化示意圖。

圖5是來自圖4的電路的模數(shù)轉換器的輸出隨時間的變化的曲線圖。

具體實施方式

在各個方面中，提供工業(yè)過程變量變送器，其包括被配置為感測與流過過程管道的流體的流量相關的電動勢(EMF)的電路。提供了多種技術來檢測或防止飽和或可能會引起變送器中電路的飽和的情況。提供可選的技術以校正、補償和／或防止這種飽和。下面的討論針對利用所施加的磁場測量流量的類型的流量計。然而，本發(fā)明并不限定于這樣的過程變量變送器。