[發明專利]用于確定和/或監視介質的至少一個過程變量的裝置

有效

• 申請號: 201680009621.3
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN107250760B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 薩沙·德安熱利科;克里斯托弗·施米特
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾歐洲兩合公司
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;G01N11/16;G01F1/84;G01F23/296
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

本發明涉及一種用于確定和/或監視介質(3)的至少一個第一過程變量的裝置以及一種用于操作所述裝置的方法，所述裝置至少具有至少一個電子單元(6)和傳感器單元(2)，所述電子單元(6)被實施為向所述傳感器單元(2)提供由具有激勵載波頻率(f_T)的激勵載波信號(8)和具有激勵調制頻率(f_M)的激勵調制信號(9)組成的激勵信號(7)，并且從所述傳感器單元(2)接收由接收載波信號(11)和接收調制信號(12)組成的接收信號(10)，并且其中，所述電子單元(6)被實施為從所述激勵調制信號(9)和所接收的調制信號(12)之間的相移中確定至少所述第一過程變量。

技術領域

本發明涉及一種用于至少采用電子單元和傳感器單元確定和/或監視介質的至少一個過程變量的裝置，以及用于操作該裝置的方法。介質位于例如容器、儲罐或者管線中。

背景技術

應用在過程和/或自動化技術中的是許多不同的用于確定和/或監視至少一個過程變量尤其是物理或化學過程變量的場設備。在這種情況下涉及的設備例如是料位測量設備、流量測量設備、壓力和溫度測量設備、pH-氧化還原電位測量設備、電導率測量設備等，這些設備分別記錄對應的過程變量、料位、流量、壓力、溫度、pH值和電導率。場設備典型地包括至少一個至少局部地并且至少有時接觸過程的傳感器單元以及例如用于信號記錄、評估和/或饋送的電子單元。在本發明的上下文中提到的場設備原則上是所有的測量設備，這些設備在過程附近應用并且傳遞或處理過程相關信息，因此同樣指遠程I/O、無線電適配器以及通常在現場級設置的電子元件。大量的這種場設備由Endress+Hauser公司生產和銷售。許多不同的測量原理應用于記錄各個過程變量的是，這些原理可從大量的出版物中獲知。單獨地并且詳細地討論本發明技術方案所適合的每種場設備將是超過必要的。因此，如下描述集中于具有可振蕩單元的料位測量設備，其中在適當的位置處，參考了本發明技術方案的其它可能應用。

也被稱為電子振動傳感器的這種場設備，尤其是在料位測量設備的情況下，具有例如振蕩叉、單桿或膜作為機械可振蕩單元。在操作期間借助于通常是機電換能器單元形式的驅動/接收單元進行激勵，以執行機械振蕩。換能器單元可以例如是壓電驅動或者電磁驅動。然而，在具有至少一個可振蕩單元的流量測量設備的情況下，該單元也可以被實施為介質流動通過的可振蕩管，可振蕩管的一個示例是根據Coriolis原理工作的測量設備。

申請人生產了品種繁多各種各樣的相應場設備，并且在料位測量設備的情況下例如以商標LIQUIPHANT和SOLIPHANT進行銷售。基礎的測量原理基本上是已知的。另一方面，驅動/接收單元借助于電子激發信號電氣激勵信號來激發激勵機械可振蕩單元，以便執行機械振蕩。另一方面，驅動/接收單元接收機械可振蕩單元的機械振蕩并將它們轉化為電子接收信號電氣接收信號。相應地，驅動/接收單元或者是獨立的驅動器單元和獨立的接收單元，或者是組合的驅動/接收單元。

為了激勵機械可振蕩單元，已經研發了非常多樣化的模擬和數字方法兩者。在許多情況下，驅動/接收單元是反饋電氣振蕩電路的部分，借助于其激勵機械可振蕩單元，從而發生執行機械振蕩。例如，對于諧振振蕩，放大因子必須≥1，并且必須滿足振蕩電路條件，根據振蕩電路條件，在振蕩電路中產生的所有相位總計達360°的倍數。

為了滿足振蕩電路條件，必須確保激勵信號和接收信號之間的某個相移。為此，已知非常多樣化的技術方案。原則上，例如使用適當的濾波器，或者也借助于被控制成提供可預定的相移即預期值的控制回路，能夠實現相移的調節。例如，從DE102006034105A1中可知的是使用可調諧相移器。相反，在DE102007013557A1中描述了具有可調節的放大因子的放大器的附加集成，用于振蕩幅度的附加控制。DE102005015547A1使用了全通濾波器。而且，借助于頻率搜索操作來調節相移是可能的，諸如例如在DE102009026685A1、DE102009028022A1和DE102010030982A1中所公開的。然而，借助于鎖相回路，相移也可以被控制到可預定值。這種激勵方法是DE00102010030982A1的主題。