[發明專利]利用驅動信號診斷的磁流量計

有效

• 申請號: 201410128313.5
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN104515554A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 斯科特·羅納德·福斯;扎里德·詹姆斯·德里爾
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G01F1/56
• 分類號: G01F1/56
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 趙偉

技術領域

本發明涉及用于測量過程流體流量的類型的磁流量計。更具體地，本發明涉及這種流量計的診斷。

背景技術

磁流量計通過檢測穿過磁場的流體的速度來測量導電流體的體積流量。磁流量計系統典型地包括流量管組件和發射機組件。流量管組件垂直或者水平地安裝在過程管線中，并且包括管道部分、線圈部分和電極。線圈定位于管道的交叉部分的相對側面。由來自發射機的線圈驅動電流供電的線圈沿管道的橫截面擴展磁場。兩個電極通常沿與磁場垂直的線路彼此定位于管道兩端。穿過管道的流體是導電的。作為導體通過磁場移動的結果，在流體中感應出電勢或電動勢(EMF)，可以在電極兩端檢測所述電勢或電動勢。因此，操作是基于電磁感應的法拉第原理。

在磁流量計中可能發生各種類型的故障，所述故障可能導致與線圈并聯的電流路徑。這種并聯電流路徑可能引起一些電流從線圈旁路，從而導致施加至過程流體的減小的磁場。這種減小的磁場將導致由感測電極檢測的減小的EMF。流量將低電流損耗的量。存在可以引起這種并聯電流路徑增加的各種情況。例如，磁流量計流量管中的線圈可以通過泄漏到線圈隔間中的過程流體進行折衷。這可以引起與線圈并聯的電路。類似地，如果用于切換通過線圈的電流的晶體管之一故障，可以引起線圈電流的一些通過并聯路徑旁路通過線圈。這導致了施加的EMF的減小以及來自感測電極的輸出的相應減小。這將導致不精確的流量測量。

用于施加線圈驅動信號的部件中的故障以及線圈驅動信號的電流路徑中的故障或退化可以減小施加至過程流體的磁場。這可以導致流量測量中的誤差。各種診斷技術已經用于檢測這些問題。例如，Foss的等人的2011年4月12日公布并且轉讓給羅斯蒙德公司的題為“MAGNETICFLOWMETER?WITH?COIL?GROUND?PATH?DETECTION”美國專利7,921,733描述了具體的診斷技術。

發明內容

磁流量計包括流量管，設置用于接收過程流體的流。線圈定位于流量管附近，并且設置用于響應于驅動電流交變方向來向過程流體施加磁場。第一和第二電極設置用于響應于施加的磁場來感測過程流體中的電壓電勢。電壓電勢表示通過流量管的過程流體的流量。傳感器耦合至第一和第二電流路徑，所述第一和第二電流路徑具有與驅動電流相關的傳感器輸出。當流過線圈的電流更改方向時，診斷電路根據傳感器輸出中的瞬變提供診斷輸出。

附圖說明

圖1是雙線通信回路中的磁流量計的簡化方框圖。

圖2是用于圖1的磁流量計的橋接脈沖受控電流驅動器的示意圖。

圖3A是示出了一種結構中與磁性線圈耦合的驅動電路的簡化圖。

圖3B是示出了第二種結構中與磁性線圈耦合的驅動電路的簡化圖。

圖4是說明了驅動電路的晶體管中的故障的簡化示意圖。

圖5是感測電阻器電流對時間的曲線。

圖6是示出了用于檢測并聯電流路徑的示意圖。

具體實施方式

在圖1中，磁流量計系統與承載電流I的雙線通信4-20mA回路以及外部電源(未示出)相連。流量管4承載過程流體的流。發射機9將線圈驅動電流I_L供應給相鄰流量管4的線圈26，所述線圈在過程流體中產生磁場。沿與流體中的磁場垂直的線在流量管4中安裝的電極6、8用于感測由流體流感應的EMF和施加的磁場。發射機9感測電極6、8之間的EMF，并且控制對感測的EMF加以表示的DC輸出電流，所述EMF進而與流體流量成正比。發射機9將電流I在4-20mA電流回路傳輸至遠程接收站11。發射機9可以使用任意合適技術通信，并且不局限于4-20mA電流回路。其他的示例通信技術包括根據過程工業標準協議的那些技術，例如甘露可尋址遠程變送器()、FOUNDATION^TM、現場總線或任意其他合適的協議。另外，過程控制回路可以包括無線過程控制回路，其中例如使用根據IEC62591標準的無線通信協議或其他通信技術或協議無線地通信信息。