用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功率的输出电压和输出电流的仪器功率控制器和方法技术

提供一种用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功率ＰＯ的输出电压ＶＯ和输出电流ＩＯ的仪器功率控制器（１２０）。所述控制器（１２０）包括用于接收输入功率ＰＩ的输入（１２１）、用于将基本上恒定的输出功率ＰＯ提供给可变阻抗负载Ｌ的输出（１２２）以及用于接收负载电压ＶＬ的通信路径（１２６）。所述仪器功率控制器（１２０）被配置为确定输入电压ＶＩ和输入电流ＩＩ，确定负载Ｌ的有效电阻ＲＬ并且根据输入电压ＶＩ、输入电流ＩＩ和有效电阻ＲＬ来设置输出电压ＶＯ和输出电流ＩＯ。所述输出电压ＶＯ基本上与输入电压ＶＩ无关。所述输出电压ＶＯ和输出电流ＩＯ发生改变以便在保持基本上恒定的电输出功率ＰＯ的同时使负载功率ＰＬ最大化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种仪器功率控制器和方法，并且更特别地涉及一种用于自适应地提 供共同保持基本上恒定的电输出功率P。的输出电压v。和输出电流I。的仪器功率控制器和方法。
技术介绍
流量计被用于测量流动材料的质量流速、密度和其它特性。流动材料可以包括液 体、气体、组合的液体和气体、悬浮于液体中的固体、包含气体以及悬浮固体的液体等。流量 计可以被用于测量流速(即通过测量穿过流量计的质量流)，并且可以进一步被用于确定 流量流(flowstream)中成分的相应比例。 在许多过程控制或者工业自动化设置中，总线回路或者仪表总线(instrumentation bus)被用来连接到各种类型的装置，诸如流量计。总线回路一般被用于将电能输送给各种附接的仪器或装置。另外，总线回路还一般被用于与传感器或装置来回通信数据。因此，总线回路被连接到主装置，其可以通过总线提供调整的电压并且可以通过总线交换通信。主装置可以将命令和/或程序设计、数据、校准和其它设置等发送给各种连接装置。主装置还可以从连接装置接收数据，包括标识数据、校准数据、测量数据、操作数据 等。 主装置可以进一步包括连接到电功率源的电源(power su卯ly)。主装置通常通过 限制电流、限制电压并且限制功率的总线回路提供电功率。 在对振动流量计诸如比重计或科里奥利(Coriolis)流量计)进行正常操作期间， 电流消耗和电压需求相对稳定。然而，当流量计开始被通电时，计流管(meter flow tube) 的振动在频率和幅度方面逐渐增加。由于流管的构造和材料并且由于流管中流动材料增加 的质量，流管不能立刻提高到目标振动幅度。由此，启动阶段将需要高于正常操作所需要的 电流。因此，启动时的电流汲取高于正常操作期间的电流汲取。 总线回路可以包括例如4-20毫安(mA)总线回路。4_20mA总线是双线仪表总线标 准，其通常被用于连接到单个仪器并且还能够被用于提供仪器与主装置之间的通信。可替 换地，总线回路可以包括其它的总线协议或标准。 根据本质安全保护方法的需求，由主装置/电源输送的电功率出于安全目的被严 格限制。例如，4-20mA总线协议可以被限制为20mA的电流并且可以进一步被限制为16-32 伏(V)。总线上装置可用的电功率因此受到限制。 在一些操作环境中，流管启动可能是有问题的。启动时功率限制的一种结果是流 管启动时间被大大延长，因为过电流不能被用于推进流管或多个流管的振动幅度。
技术实现思路
根据本专利技术实施例提供一种用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功5率P。的输出电压V。和输出电流I。的仪器功率控制器。所述仪器功率控制器包括用于接收 输入功率&的输入、用于将基本上恒定的输出功率P。提供给可变阻抗负载L的输出、以及 用于从负载L接收负载电压、的通信路径。所述仪器功率控制器被配置为确定输入电压 V工和输入电流Ip确定负载L的有效电阻&并且根据输入电压V工、输入电流I工和有效电阻 R^来设置输出电压V。和输出电流I。。所述输出电压V。基本上与输入电压V工无关。所述输 出电压V。和输出电流I。发生改变以便使传输给可变阻抗负载L的负载功率最大化而同 时保持基本上恒定的电输出功率P。。 根据本专利技术提供一种用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功率P。的 输出电压V。和输出电流I。的电功率控制方法。所述方法包括确定输入电压V工和输入电流 Ip和确定可变阻抗负载L的有效电阻&。所述方法进一步包括根据输入电压V工、输入电流 I工和有效电阻&来设置输出电压V。和输出电流I。。所述输出电压V。基本上与输入电压V工 无关。所述输出电压V。和输出电流I。发生改变以便使传输给可变阻抗负载L的负载功率最大化而同时保持基本上恒定的电输出功率P。。 根据本专利技术提供一种用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功率P。的 输出电压V。和输出电流I。的电功率控制方法。所述方法包括确定输入电压V工和输入电流 Ip和确定可变阻抗负载L的有效电阻&。所述方法进一步包括确定所述有效电阻&是否 在预先确定的正常操作范围内。所述方法进一步包括，如果所述有效电阻&不在预先确定 的正常操作范围内，则根据输入电压V工、输入电流I工和有效电阻&来设置输出电压V。和输 出电流I。。所述输出电压V。基本上与输入电压V工无关。所述输出电压V。和输出电流I。发 生改变以便使传输给可变阻抗负载L的负载功率最大化而同时保持基本上恒定的电输 出功率P。。 在所述仪器功率控制器的一个方面，所述输入电压V工包括基本上固定的输入电压V 在所述仪器功率控制器的另一方面，所述有效电阻&包括I^ = CJ^。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述输出电压V。包括V。-C2^/V山Rl 。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述输入电压V工和输入电流I工遵守总线回路 标准。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述输入电压V工和输入电流I工遵守本质安全 (IS)标准。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述负载L包括振动流量计，并且所述负载 电压、与振动流量计的一个或多个流管道的振动幅度有关。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述负载L包括科里奥利流量计，并且所述 负载电压、与科里奥利流量计的一个或多个流管道的振动幅度有关。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述负载L包括振动比重计，并且所述负载 电压、与振动比重计的一个或多个流管道的振动幅度有关。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述仪器功率控制器被进一步配置为确定所 述有效电阻&是否在预先确定的正常操作范围内，并且如果所述有效电阻&不在预先确定 的正常操作范围内，则根据输入电压V工、输入电流I工和有效电阻&来设置输出电压V。和输 出电流I。。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述仪器功率控制器进一步包括被配置为设置输出电压V。的电压供应器和被配置为设置输出电流I。的电流供应器。 在所述仪器功率控制器的又一方面，所述仪器功率控制器进一步包括被配置为设置输出电压V。的驱动电压转换器；被配置为提供输出电流I。的驱动电流源；以及被耦合到驱动电压转换器、负载L和回路电流控制的控制，其中所述控制被配置为控制驱动电压转换器和驱动电流源以在设定输出电压V。和输出电流I。 二者的时候生成基本上恒定的输出功率P。。 在所述方法的一个方面，所述输入电压V工包括基本上固定的输入电压V工。 在所述方法的另一方面，所述有效电阻&包括R^ = CJ^。在所述方法的又一方面，所述输出电压V。包括V^C^V山Rl 。 在所述方法的又一方面，所述输入电压V工和输入电流I工遵守总线回路标准。 在所述方法的又一方面，所述输入电压V工和输入电流I工遵守本质安全(IS)标准。 在所述方法的又一方面，所述负载L包括振动流量计，并且所述负载电压、与振动流量计的一个或多个流管道的振动幅度有关。 在所述方法的又一方面，所述负载L包括科里奥利流量计，并且所述负载电压、与科里奥利流量计的一个或多个流管道的振动幅度有关。 在所述方法的又一方面，所述负载L包括振动比重计，并且所述负载电压、与振动比重计的一个或多个流管道的振动幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自适应地提供共同保持基本上恒定的电输出功率Ｐ↓［Ｏ］的输出电压Ｖ↓［Ｏ］和输出电流Ｉ↓［Ｏ］的仪器功率控制器（１２０），所述仪器功率控制器（１２０）包括用于接收输入功率Ｐ↓［Ｉ］的输入（１２１）、用于将基本上恒定的输出功率Ｐ↓［Ｏ］提供给可变阻抗负载Ｌ的输出（１２２）以及用于从负载Ｌ接收负载电压Ｖ↓［Ｌ］的通信路径（１２６），其中所述仪器功率控制器（１２０）的特征在于：所述仪器功率控制器（１２０）被配置为确定输入电压Ｖ↓［Ｉ］和输入电流Ｉ↓［Ｉ］，确定负载Ｌ的有效电阻Ｒ↓［Ｌ］并且根据输入电压Ｖ↓［Ｉ］、输入电流Ｉ↓［Ｉ］和有效电阻Ｒ↓［Ｌ］来设置输出电压Ｖ↓［Ｏ］和输出电流Ｉ↓［Ｏ］，其中输出电压Ｖ↓［Ｏ］基本上与输入电压Ｖ↓［Ｉ］无关，并且其中输出电压Ｖ↓［Ｏ］和输出电流Ｉ↓［Ｏ］发生改变以便使传输给可变阻抗负载Ｌ的负载功率Ｐ↓［Ｌ］最大化而同时保持基本上恒定的电输出功率Ｐ↓［Ｏ］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：WM曼斯菲尔德，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]