磁性流量计制造技术

本实用新型专利技术公开一种磁性流量计，用于测量在管道中的过程流体的流量，该磁性流量计包括邻近所述管道设置的电磁线圈，该电磁线圈被配置为施加磁场到过程流体。第一和第二电极设置在管道内并且电耦合到过程流体和被配置为感测由于施加的磁场和过程流体的流动在过程流体中感生的电动势(EMF)。输入电路被连接到第一和第二电极并且提供与被感测到的电动势相关的输出。连接到输入电路的诊断电路被配置为识别饱和相关状态并且响应地提供诊断输出。在另一个实施方案中，防饱和电路可以防止输入电路的饱和。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种磁性流量计，用于测量在管道中的过程流体的流量，该磁性流量计包括邻近所述管道设置的电磁线圈，该电磁线圈被配置为施加磁场到过程流体。第一和第二电极设置在管道内并且电耦合到过程流体和被配置为感测由于施加的磁场和过程流体的流动在过程流体中感生的电动势(EMF)。输入电路被连接到第一和第二电极并且提供与被感测到的电动势相关的输出。连接到输入电路的诊断电路被配置为识别饱和相关状态并且响应地提供诊断输出。在另一个实施方案中，防饱和电路可以防止输入电路的饱和。【专利说明】磁性流量计
本技术涉及用于测量通过过程管道的过程流体的流量的类型的磁性流量计。更具体地，本技术涉及用于测量这种流量的电子元件的饱和。
技术介绍
现场设备用于工业过程监测和/或控制系统，以监控与特定的过程相关的过程变量。这样的过程变量可以包括流体压力、流体流量、流体温度、液位等。磁性流量计是用于测量传导过程流体在它在连接到管道的流管内流动时的流体流量的现场设备类型。具体的磁性流量计包括电磁线圈和电极。根据电磁感应的法拉第定律，电磁线圈用于将磁场施加到流管内的过程流体。所施加的磁场和流体的运动在过程流体中感应(induce)与流量成比例的电动势(EMF)。电极被设置在流管中以与流动的过程流体电接触以检测感应的电动势。在一个特定的实施例中，电动势通过使用放大器和模数转换器(ADC)的流量计被测量，放大器连接到电极以放大电动势信号，模数转换器数字化放大器的输出以产生与流体流量相关的数据值。在磁性流量计的操作过程中，存在可能引起流量计错误地提供表示不存在流动的输出的一些情况。一个这样的情况是由连接到电极的电路的饱和引起的。当超过电气部件的最大水平的信号施加到该部件的输入端时发生饱和。在磁性流量计中，当在连接到所述电极的电路中产生饱和时，可能出现如下情况:其中测量电路将所测量的信号不正确地解释为具有表示不存在流动的值。这是一种“尺度”类型错误。电路的饱和难以检测，并且可能引起不正确的流量测量。与这种饱和相关的问题在Foss等人的题为SYSTEM T0DETECTPOOR PROCESS GROUND CONNECTIONS 的美国专利号 7，921，734 中被讨论，其在 2011 年 4 月12日公开并且与本申请一起被转让。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，提供了一种用于测量在管道中的过程流体的流量的磁性流量计，包括邻近所述管道设置的电磁线圈，该电磁线圈被配置为施加磁场到过程流体。第一和第二电极设置管道内并且电耦合到过程流体和被配置为感测由于施加的磁场和过程流体的流动在过程流体中感生的电动势(EMF)。输入电路被连接到第一和第二电极并且提供与被感测到的电动势相关的输出。连接到输入电路的诊断电路被配置为识别饱和相关状态并且响应地提供诊断输出。上述磁性流量计可以包括饱和释放电路，该饱和释放电路被配置为响应于诊断输出释放所述饱和相关状态。在上述磁性流量计中，输入电路可以包括放大器电路和模数转换电路，放大器电路电连接到第一电极和第二电极并被配置为提供放大输出，模数转换电路被配置为提供表示所述放大输出的数字化输出。在上述磁性流量计中，所述饱和相关状态是由在第一电极和第二电极之间的直流偏移电压引起的。在上述磁性流量计中，所述饱和相关状态是由第一电极和第二电极中的至少一个产生的交流偏移电压引起的。上述磁性流量计可以包括直流信号源，所述直流信号源作为所述饱和相关状态的函数选择性地连接到输入电路。在上述磁性流量计中，直流信号源可以包括可配置电流源。在上述磁性流量计中，直流信号可以被耦合到放大输出。在上述磁性流量计中，直流信号可以被耦合到放大器的输入端。上述磁性流量计可以包括放电电路，所述放电电路对将输入电路连接到第一电极的电容器进行放电。在上述磁性流量计中，放电电路可以包括用于对电容器进行放电的动态受控电阻。在上述磁性流量计中，诊断电路可以提供作为饱和相关状态函数的估计流量测量值。在上述磁性流量计中，诊断电路可以基于饱和相关状态提供指示电化腐蚀的警报。根据本技术的另一个方面，提供了一种磁性流量计，用于测量在管道中的过程流体的流量，所述磁性流量计包括:邻近所述管道设置的电磁线圈，该电磁线圈被配置为施加磁场到过程流体；设置在所述管道内的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极电耦合到过程流体并被配置为感测由于施加的磁场和过程流体的流动在过程流体中感生的电动势(EMF);电连接到第一电极和第二电极的输入电路，该输入电路具有与被感测到的电动势相关的输出；和防饱和电路，该防饱和电路被配置为防止输入电路的由于第一电极和第二电极之间的偏移电压引起的饱和。在上述磁性流量计中，输入电路可以包括放大器电路和模数转换电路，放大器电路电连接到第一电极和第二电极并被配置为提供放大输出，模数转换电路被配置为提供表示所述放大输出的数字化输出。在上述磁性流量计中，所述偏移电压可以是直流电压偏移。 在上述磁性流量计中，所述偏移电压可以是交流电压偏移。在上述磁性流量计中，所述防饱和电路可以包括选择性地连接到输入电路的直流信号源。在上述磁性流量计中，直流信号源可以耦合到输入电路的放大输出。在上述磁性流量计中，直流信号源可以被连接到输入电路的放大器的输入端。在上述磁性流量计中，防饱和电路可以包括放电电路，所述放电电路对将输入电路连接到第一电极的电容器进行放电。在上述磁性流量计中，放电电路可以包括用于对所述电容器进行放电的动态受控电阻。在上述磁性流量计中，防饱和电路可以包括响应于所识别的饱和相关状态的饱和释放电路。在上述磁性流量计中，防饱和电路可以周期性地减小第一电极和第二电极之间的 偏移电压。【专利附图】【附图说明】图1是磁性流量计的局部剖视图。图2是图1中的磁性流量计的简化示意图。 图3A和3B是显示用于磁性流量计的直流耦合前端输入电路的饱和检测和校正电路的简化示意图。图4是显示用于磁性流量计的交流耦合前端输入电路的饱和检测和校正电路的简化示意图。图5是来自图4的电路的模数转换器的输出随时间的变化的曲线图。【具体实施方式】在各个方面中，提供工业过程变量变送器，其包括被配置为感测与流过过程管道的流体的流量相关的电动势(EMF)的电路。提供了多种技术来检测或防止饱和或可能会引起变送器中电路的饱和的情况。提供可选的技术以校正、补偿和/或防止这种饱和。下面的讨论针对利用所施加的磁场测量流量的类型的流量计。然而，本技术并不限定于这样的过程变量变送器。图1是其中本技术的实施例是特别有用的磁性流量计20的局部剖视图。磁性流量计20包括带有电绝缘衬里23的低磁导率材料形成的流管22、电磁体(线圈)26、铁磁芯或铁磁屏蔽罩28、和电极30、32。电磁线圈26和电极30、32接线到变送器电路34。在操作中，变送器电路使用电流驱动电磁体26，并且电磁体26产生由流管22内的箭头表示的磁场36。过程流体21流动通过流管22中的磁场，并且这种流动在液体21中感应电动势(EMF，电压)。绝缘衬里23防止电动势从液体21泄漏到金属流管22。电极30、32接触流体21,并且拾取(pick up)或感测(sense)电动势,根据法拉第定律，电动势与流管22中的液体21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性流量计，用于测量管道中的过程流体的流量，其特征在于，所述磁性流量计包括：邻近所述管道设置的电磁线圈，该电磁线圈被配置为施加磁场到过程流体；设置在所述管道内的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极电耦合到过程流体并被配置为感测由于施加的磁场和过程流体的流动在过程流体中感生的电动势(EMF)；连接到第一电极和第二电极的输入电路，该输入电路提供与被感测到的电动势相关的输出；和连接到输入电路的诊断电路，该诊断电路被配置为识别饱和相关状态并且响应地提供诊断输出。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·罗纳德·福斯，布鲁斯·大卫·罗夫纳，贾里德·詹姆斯·德雷尔，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：新型
国别省市：美国;US