【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于流量测量系统的校准方法。同样，本专利技术涉及流量测量系统，该流量测量系统适合用于执行这种校准方法。此外，本专利技术涉及用于模拟相应的流量测量系统的操作行为的计算机程序产品。
技术介绍
1、从专利申请de 10 2009 002 942 a1中，已知一种在科里奥利-流量测量仪器中用于确定管道壁厚的方法，即，测量管道的管道壁厚。测量管道属于机械振荡系统，该振荡系统通过激励器能激励至振荡。管道壁厚借助振荡系统的检测的激励输入值和反应值来确定，激励输入值和反应值被应用在转移方程中。
2、专利申请de 10 2015 107 752 a1公开了在测量位置的区域中用于确定管道线路的管道壁共振频率。该方法包括发射超声波信号和检测接收信号。基于测量地点的转移功能确定管道壁共振频率。由此出发，管道壁厚和/或管道壁材料是能确定的。
3、为了测量在管道中的流速或通过量，流量测量仪器在多个应用中使用，例如过程设备。在此，提出了增长的对于测量准确度的要求、耐久性和装配的方便性。本专利技术基于的目的是，准备流量测量系统和相关的校准方法，其在至少一个所述方面中提供改进。
技术实现思路
1、通过根据本专利技术的用于校准流量测量系统的方法来实现目的。流量测量系统安装在管道上，在管道的内径中管道包含介质，测量介质的流量和由此介质的流速。例如，介质能是气体、液体、悬浮液、泡沫或者泥浆。该方法包括第一步骤，在第一步骤中，在主动操作状态中流量测量系统被准备并且适合于非扩散的流量测量
2、该方法还包括第二步骤，在第二步骤中，借助第一超声波头部或第二超声波头部将超声波脉冲发射至管道壁内。超声波脉冲在超声波头部的区域中直接能导入管道壁。第一超声波头部和第二超声波头部属于第一流量传感器并且配属于第一流量传感器。发射的超声波脉冲横穿管道壁并且在管道壁的内侧中被反射。借助第二超声波头部，在第二步骤中反射的超声波脉冲被作为超声波回波接收。因此，在超声波脉冲的发射和超声波回波的接收之间存在信号传播时间，在信号传播时间期间管道壁被横穿了两次。同样，该方法具有第三步骤，在第三步骤中超声波脉冲或超声波回波的信号传播时间被确定。在第三步骤中，基于信号传播时间来确定管道壁厚。在此，在管道轴线和超声波脉冲的传播主方向之间的至少一个对准角度被考虑。由此，在信号传播时间和管道壁厚之间产生能计算的关联。补充地，在第三步骤中，借助管道壁厚和关于管道外径的说明能确定管道内径。例如，通过使用者输入这样的说明是能准备的。
3、此外，该方法包括第四步骤，在第四步骤中，第一流量传感器的至少一个校准参数能被调整。至少一个校准参数在此包括在第三步骤中确定的管道壁厚和/或管道内径。超声波头部提供测量准确度的提高的标准，使得通过根据本专利技术的方法以提升的精确度能确定管道壁厚度。该方法能自动地被执行，该情况在操作期间允许流量测量系统的快速的重新校准。特别地，流量测量系统能适应变化的管道壁厚，和由此变化的管道内径。管道壁厚能通过管道壁的腐蚀而减少，或者通过管道壁的污染而增加。除此以外，管道壁以减少的精确度被制造，通常使得精确的管道壁厚不是已知的。借助根据本专利技术的方法，流量测量系统的测量准确度的这种效果的影响是能抵偿的。例如，通过将相应的值存储在流量测量系统的评估单元中实现至少一个校准参数的调整。
4、根据本专利技术在该方法的第二步骤中，超声波脉冲基于管道轴线在对角线方向上发射至介质内，并且由此发射至管道壁内。此外，第二超声波头部和超声波反射器基于第一超声波头部被布置，使得超声波脉冲和流量测量脉冲的传播主方向是无交叉口的。借助超声波反射器，在同时执行所要求保护的方法的情况下，这样以简单的方式保证测量操作。根据本专利技术的将超声波脉冲发射至介质中，并且由此发射至管道壁内，在对角线方向上允许确定在管道壁的内侧上的表面粗糙度。为此目的，在第二步骤中接收到的超声波回波的强度是能检测到的。将该强度与发射的超声波脉冲的强度相比较。管道壁的内侧越粗糙，回去至第二超声波头部的反射就越强。发射的超声波回波的强度和发射的超声波脉冲的强度之间的关系越小，例如，管道壁的内侧的表面粗糙度就越小。基于此，管道壁的内侧的表面粗糙度能确定。为此目的，数值表格和/或关于管道壁的材料的说明被考虑。该情况允许，特别地，在使用哈根-泊素叶方程时，精确地确定在管道中的介质的通过量。在根据本专利技术的第四步骤中，确定的管道壁的内侧的表面粗糙度作为校准参数被调整。因此，使用所要求保护的方法通过校准实现的准确度进一步地提升。除此以外，用于确定管道壁厚和表面粗糙度的继续的分析也被执行。
5、在所要求保护的方法的实施形式中，超声波反射器配属于第一流量传感器的第二超声波头部，该超声波反射器适合用于偏转超声波脉冲，该超声波脉冲在第二步骤中被发射。借助超声波脉冲来确定管道壁厚，通过偏转超声波脉冲能被从流量测量脉冲中转移出去。由此，超声波脉冲与流量测量脉冲的空间的叠加能被避免。因此，同时的测量操作和执行所要求保护的方法是可行的。此外，超声波反射器具有规格，该规格与超声波脉冲的波长的几倍相符。此外，通过超声波反射器以简单的方式，超声波脉冲在用于确定管道壁厚的有利的方向上是可行。
6、在所要求保护的另外的实施形式中，第一超声波头部被设计用于发射流量测量脉冲。因此，第一超声波头部能与第二超声波头部无关地被操作。因此，第一超声波头部和第二超声波头部能被最优地设计用于相应的目的。该情况对于第一超声波头部和第二超声波头部允许简单地和成本有益地使用超声波头部。替换地或补充地，第一超声波头部和第二超声波头部也能被集成地设计为结合的超声波头部。特别地，第一超声波头部和第二超声波头部能设计为结合超声波头部的能独立控制的部段。此外，第一超声波头部和第二超声波头部使用共同的压电元件，其部段式地能经由独立的电极来控制。这样的结合的超声波头部是紧凑的并且因此提供空间节约可行性。如果只有第一流量传感器为此设计来执行所要求保护的方法，则在流量测量系统中其是足够的。第二流量传感器的相应的适应是不必要的。总体而言，所要求保护的方法在紧凑度和成本有益的方面适应不同的要求。
7、此外，在第二步骤中发射的超声波脉冲，通过电子滤波器，特别是带通过滤器，与流量测量脉冲能区分开。电子滤波器设计为在流量测量系统中的评估单元中。该情况允许同时执行用于测量操作的所要求保护的方法。在此，在流量测量脉冲和超声波脉冲或超声波脉冲的超声波回波之间的叠加能被接受。由此，第一超声波头部和第二超声波头部的经由时间分片协作的操作能被避免。例如，流量测量脉冲和超声波脉冲具有不同的频率或能区分的脉冲模型。电子滤波器能通过在流量测量系统中的电子部件和/或算法来设计。
8、替代地或补充地，通过时间延迟的发射的方式超声波脉冲和流量测量脉冲设计为能区分的。在此，在时间分片操作中第一超声波头部和第二超声波头部被操作。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于校准流量测量系统(30)的方法(100)，所述流量测量系统被安装在包含介质(11)的管道(12)上，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述第一流量传感器(10)的所述第二超声波头部(24)被分配有用于偏转所述超声波脉冲(25)的超声波反射器(32)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法(100)，其特征在于，所述第一超声波头部(22)被设计用于发射流量测量脉冲(35)。
4.根据权利要求3所述的方法(100)，其特征在于，在步骤b)中，由电子滤波器、特别是带通滤波器将所述超声波脉冲(25)区别于所述流量测量脉冲(35)。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法(100)，其特征在于，由延时发射以不同的方式形成根据步骤b)的所述超声波脉冲(25)和所述流量测量脉冲(35)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在步骤b)中的所述超声波脉冲(25)具有25kHz至8MHz的带宽和/或0.1μs至5.0ms的脉冲持续时间。
7
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(100)，其特征在于，使用在步骤c)中确定的所述管道壁厚(19)来确定所述管道(12)的任何腐蚀或所述管道(12)的任何污染。
9.一种用于带有至少一个第一流量传感器(10)的流量测量系统(30)的评估单元(40)，所述评估单元设计用于接收和评估来自所述第一流量传感器(10)的测量信号(45)，其特征在于，所述评估单元(40)被设计用于借助根据权利要求1至8中任一项所述的方法(100)进行校准。
10.一种包括第一流量传感器和第二流量传感器(10，20)的流量测量系统(30)，其中，所述第一流量传感器(10)被设计用于借助第一超声波头部(22)发射流量测量脉冲(35)，并且所述第二流量传感器(20)被设计用于接收所述流量测量脉冲(35)的回波(37)，其中，为了确定管道壁厚(19)，所述第一流量传感器(10)具有第二超声波头部(24)，其特征在于，所述流量测量系统(30)具有根据权利要求9所述的评估单元(40)。
11.一种被设计用于模拟流量测量系统(30)的操作行为的计算机程序产品(50)，所述流量测量系统被安装在管道(12)上，其特征在于，根据权利要求10设计所述流量测量系统(30)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于校准流量测量系统(30)的方法(100)，所述流量测量系统被安装在包含介质(11)的管道(12)上，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述第一流量传感器(10)的所述第二超声波头部(24)被分配有用于偏转所述超声波脉冲(25)的超声波反射器(32)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法(100)，其特征在于，所述第一超声波头部(22)被设计用于发射流量测量脉冲(35)。
4.根据权利要求3所述的方法(100)，其特征在于，在步骤b)中，由电子滤波器、特别是带通滤波器将所述超声波脉冲(25)区别于所述流量测量脉冲(35)。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法(100)，其特征在于，由延时发射以不同的方式形成根据步骤b)的所述超声波脉冲(25)和所述流量测量脉冲(35)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在步骤b)中的所述超声波脉冲(25)具有25khz至8mhz的带宽和/或0.1μs至5.0ms的脉冲持续时间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(100)，其特征在于，还使用关于所述管道壁(13)的材料的信息和/或使用关于所述第一流量传感器(10)与...
【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·基费，维尔科·维尔克宁，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。