DE69814121T2

DE69814121T2 - Kombinierte detektor und schwingungserreger um in coriolisströmungsmessern zu verwenden und verfahren zu deren betrieb

Info

Publication number: DE69814121T2
Application number: DE69814121T
Authority: DE
Inventors: J. Stuart SHELLEY; J. Timothy CUNNINGHAM
Original assignee: Micro Motion Inc
Current assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: AU742211B2; US6230104B1; CN1272177A; CA2301620A1; KR20010030791A; AU9491198A; JP2001518610A; EP1019681B1; AR013970A1; BR9812477A; PL339520A1; CN1178047C; DE69814121D1; HK1032106A1; JP3469550B2; WO1999017084A1; ID24418A; EP1019681A1

Description

ERFINDUNGSFELD
Die vorliegende Endung betrifft das Gebiet von oszillierenden Schwingungsansteuerelementen, die verwendet werden, um elektrische Leistung in mechanische Betätigung umzusetzen, und insbesondere Schwingungsansteuerelemente des Typs, welche die Flussrohre eines Coriolis-Flussmessers in Schwingung versetzen, um Coriolis-basierte Flussmessungen zu erhalten. Insbesondere umfasst das Schwingungsansteuerelement gemäß der vorliegenden Erfindung einen Schaltungsaufbau, der die Verwendung des Schwingungsansteuerelements als Signalabnehmereinrichtung erlaubt, um die Schwingungsmodi der Coriolis-Flussrohre zu messen.
PROBLEMSTELLUNG
Die Verwendung von Corioliseffekt-Massenflussmessern zum Messen des Massenflusses und anderer Informationen für durch eine Leitung fließende Materialien ist bekannt. Beispielhafte Coriolis-Flussmesser sind in den US-Patenten Nr. 4,109,524 vom 29. August 1978, 4,491,025 vom 1. Januar 1985 und Re. 31,450 vom 11. Februar 1982 des Anmelders J. E. Smith et al. bekannt. Diese Flussmesser umfassen ein oder mehrere Flussrohre mit einem geraden oder gekrümmten Aufbau. Jede Flussrohrkonfiguration in einem Coriolis-Massenflussmesser weist einen Satz von natürlichen Vibrationsmodi auf, die vom einfachen biegenden, verdrehten oder gekoppelten Typ sein können. Jedes Flussrohr wird betrieben, um in einem dieser natürlichen Modi bei Resonanz zu schwingen. Material fließt in den Flussmesser von einer verbundenen Leitung auf der Einlassseite des Flussmessers, wird durch das Flussrohr bzw. die Flussrohre geleitet und tritt an der Auslassseite aus dem Flussmesser aus. Die natürlichen Schwingungsmodi des schwingenden, mit Material gefüllten Systems werden teilweise durch die kombinierte Masse der Flussrohre und des in den Flussrohren fließenden Materials definiert.
Wenn kein Fluss durch den Flussmesser vorhanden ist, schwingen alle Punkte entlang des Flussrohrs aufgrund einer angelegten Ansteuerkraft mit identischer Phase oder einem kleinen anfänglichen und fixierten Phasenversatz, der korrigiert werden kann. Wenn das Material zu fließen beginnt, veranlassen Corioliskräfte, dass jeder Punkt entlang des Flussrohrs eine andere Phase aufweist. Dies Phase auf der Einlassseite des Flussrohrs folgt auf das Ansteuerelement, während die Phase auf der Auslassseite dem Ansteuerelement vorangeht. Abnehmersensoren sind an dem Flussrohr angebracht, um sinusförmige Signale zu erzeugen, welche die Bewegung des Flussrohrs wiedergeben. Die aus den Abnehmersensoren ausgegebenen Signale werden verarbeitet, um die Phasendifferenz zwischen den Abnehmersensoren zu bestimmen. Die Phasendifferenz zwischen zwei Abnehmersensoren ist proportional zu der Massenflussrate des Materials durch das Flussrohr.
Eine wesentliche Komponente jedes Coriolis-Flussmessers und jedes Schwingrohr-Dichtemessers ist das Ansteuer- oder Erregungssystem. Das Ansteuersystem wird betrieben, um eine periodische physikalische Kraft auf das Flussrohr auszuüben, die das Flussrohr in Schwingung versetzt. Das Ansteuersystem umfasst ein Ansteuerelement, das an dem Flussrohr bzw. den Flussrohren des Flussmessers angebracht ist. Der Ansteuermechanismus umfasst gewöhnlich eine von mehreren bekannten Anordnungen wie etwa einen Magneten, der an einer Leitung befestigt ist, und eine Drahtspule, die an der andere Leitung gegenüber dem Magneten befestigt ist. Eine Ansteuerschaltung legt kontinuierlich eine periodische und gewöhnlich sinusförmige oder quadratische Ansteuerspannung an dem Ansteuerelement an. Durch die Interaktion des kontinuierlich alternierenden Magnetfeldes, das in der Spule in Reaktion auf das periodische Ansteuersignal erzeugt wird, und des konstanten Magnetfeldes, das durch den Magneten erzeugt wird, werden beide Flussleitungen zu Beginn in einem entgegengesetzten sinusförmigen Muster in Schwingung versetzt, das danach aufrechterhalten wird. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass eine beliebige Einrichtung zum Umwandeln eines elektrischen Signals zu einer mechanischen Kraft für die Anwendung als Ansteuerelement geeignet ist. Sieh auch das US-Patent 4,777,833 des Anmelders Carpenter, das im Besitz von Micro Motion, Inc. ist. Weiterhin muss kein sinusförmiges Signal verwendet werden, sondern kann ein periodisches Signal als Ansteuersignal verwendet werden. Siehe das US-Patent 5,009,109 des Anmelders Kaloty et al., das im Besitz von Micro Motion, Inc. ist.
Ein gewöhnlicher (und nicht der einzige) Modus, in dem Coriolis-Flussmessser in Schwingung versetzt werden, ist der erste Außerphasen-Biegungsmodus. Der erste Außer phasen-Biegungsmodus ist der fundamentale Biegungsmodus, in dem zwei gegenüberliegende Rohre eines Zweirohr-Coriolis-Flussmessers schwingen. Dies ist jedoch nicht der einzige Schwingungsmodus, der in der Schwingungsstruktur eines Coriolis-Flussmessers vorhanden ist, der in dem ersten Außerphasen-Biegungsmodus betrieben wird. Es werden tatsächlich Hunderte von Schwingungsmodi in einem Coriolis-Flussmesser erregt, der in dem ersten Außerphasen-Biegungsmodus betrieben wird. Das heißt, ein Coriolis-Fluss messer, der in dem ersten Außerphasen-Biegungsmodus schwingt, weist eine oder mehrere Leitungen auf, die in vielen anderen Modi zusätzlich zu dem ersten Außerphasen-Biegungsmodus schwingen. Messeinrichtungen, die in einem anderen Modus als dem ersten Außerphasen-Biegungsmodus schwingen, weisen das Phänomen von mehreren erregten Modi zusätzlich zu dem beabsichtigten Ansteuermodus auf.
Bestehende Ansteuersysteme verarbeiten ein Rückkopplungssignal, das gewöhnlich eines der Abnehmersensorsignale ist, um das Ansteuersignal zu erzeugen. Leider enthält das Ansteuerrückkopplungssignal Reaktionen von anderen Modi neben dem gewünschten Erregungsmodus. Deshalb wird das Ansteuerrückkopplungssignal durch ein Frequenzdomänenfilter gefiltert, um unerwünschte Komponenten zu entfernen, wobei das gefilterte Signal dann verstärkt wird und an dem Ansteuerelement angelegt wird. Das zum Filtern des Ansteuerrückkopplungssignals verwendete Frequenzdomänenfilter ist nicht effektiv bei der Isolierung des einen gewünschten Ansteuermodus aus den anderen Modusreaktionen in dem Ansteuerrückkopplungssignal. Es können andere außerhalb der Resonanz liegende Reaktionen von anderen Modi vorhanden sein, die in der Nähe der gewünschten Modusresonanzfrequenz liegen. Es können auch Resonanzreaktionen bei Frequenzen vorahnden sein, die sich der gewünschten Resonanzfrequenz annähern. Das gefilterte Ansteuerrückkopplungssignal, d. h. das Ansteuersignal, umfasst gewöhnlich einen modalen Inhalt bei anderen Frequenzen als dem gewünschten Modus für die Erregung des Flussrohres.
Probleme, die sich aus dem Ansteuersignal mit modalem Inhalt bei mehreren Frequenzen ergeben, beeinträchtigen die Dichtemessung des Coriolis-Massenflussmessers. Die Dichtemessung in einem Coriolis-Flussmesser oder einem Schwingungsrohr-Dichtemesser beruht auf der Messung der Resonanzfrequenz des schwingenden Flussrohres. Ein Problem entsteht, wenn das Flussrohr in Reaktion auf ein Ansteuersignal betrieben wird, das einen modalen Inhalt bei mehreren Modi enthält. Die Überlagerung der mehreren Modi in dem Ansteuersignal kann zur Folge haben, dass das Flussrohr außerhalb der Resonanz der wahren Resonanzfrequenz des gewünschten Ansteuermodus betrieben wird. Daraus kann ein Fehler in der Dichtemessung entstehen.
Es können modale Filtertechniken verwendet werden, um die Schwingungsmodi zu isolieren und zu identifizieren, die für Berechnungen der Coriolis-Massenflussrate und Dichte interessant sind. Modale Filtertechniken erfordern, dass zusätzliche Signalabnehmer an den schwingenden Rohren eines Coriolis-Flussmessers angebracht werden, wie z. B. in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der Seriennummer 08,890,785 vom 11. Juli 1997 des Anmelders Timothy J. Cunningham beschrieben. Die Verwendung eines zusätzlichen Signalabnehmers ist mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Ein weiteres Problem entsteht, wenn ein Ansteuerelement oder eine Abnehmereinrichtung mit dem schwingenden Rohr eines Coriolis-Flussmessers oder Dichtemessers verbunden ist. Die Verbindung der zusätzlichen Vorrichtung ändert die Masse des gesamten Schwingungssystems und damit die natürlichen Systemharmonischen zu einer Schwingung bei anderen Frequenzen. Die Präzision der Messung, die mit dem Messsystem mit einer höheren Masse erreicht werden kann, nimmt ab, weil die höhere Masse eine geringere Empfindlichkeit der Messeinrichtung gegenüber kleinen Schwingungsvarianzen verursacht. Eine Kalibrierung zum Korrigieren dieser Differenzen wird durch die Tatsache verkompliziert, dass Variationen in der Systemmasse auch die Platzierung des Ansteuerelements und der Abnehmer hinsichtlich der maximalen Leistung, des Messeinrichtungs-Leistungsverbrauchs, der Biegungsmodi und anderer Aspekte beeinflussen.
Es besteht deshalb ein Bedarf für ein Ansteuerschaltungssystem für einen Coriolis-Flussmesser, der auch als Signalabnehmer verwendet werden kann, um die mit den Coriolis-Flussrohren verbundene Masse zu reduzieren.
LÖSUNG
Die oben genannten und andere Probleme werden durch das Ansteuerschaltungssystem der vorliegenden Erfindung gelöst, das einen technischen Fortschritt auf diesem Gebiet darstellt. Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung einer Kombination aus einem Ansteuerelement und einer Abnehmereinrichtung an, um ein Ansteuersignal für einen Coriolis-Flussmesser oder Dichtemesser zu erzeugen, wobei die Kombination auch Signale empfängt, welche die Schwingungsgeschwindigkeit in den Coriolis-Messflussrohren angibt.
Eine Kombination aus einer Schwingungssignalabnehmereinrichtung und einer Schwingungsansteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ansteuerspulenanordnung mit einer Spule und einem Magneten. Die Spule kann Feldeffekte ausgeben, die von einer an der Spule angelegten Schwingungsspannung abgeleitet werden. Ein Magnet ist zentral innerhalb der Spule für eine mechanische Oszillation aufgrund der Feldeffekte angeordnet, die aus der Spule wie bei einem herkömmlichen Solenoid ausgegeben werden. Eine mimetische Schaltung sieht eine der ersten Impedanz vergleichbare zweite Impedanz vor, wenn der Magnet der Ansteuerspulenanordnung stationär in einer fixen Positions beziehung in Bezug auf die Spule gehalten wird. Eine Ansteuerspannung wird an der Ansteuerspulenanordnung und an der mimetische Schaltung angelegt.
Die angelegte Ansteuerspannung erzeugt eine entsprechende Spannung in der Spule der Ansteuerspulenanordnung und eine entsprechende Spannung in der mimetischen Schaltung. Die relative Geschwindigkeit (d. h. die Translationsgeschwindigkeit der Schwingung) zwischen der Spule und dem Magneten in der Ansteuerspulenanordnung wird als eine mathematische Funktion der Differenz zwischen der Spulenspannung und der mimetischen Spannung bestimmt. Diese Berechnung ist möglich, weil die relative Geschwindigkeit zwischen der Spule und dem Magneten in der Ansteuerspulenanordnurg eine rückwärts gerichtete elektromotive Kraft in der Spule veranlasst.
Unter einer ,mimetischen Schaltung' ist hier eine Schaltung zu verstehen, welche die Leistung der Ansteuerspulenanordnung modelliert, wenn die Ansteuerspulenschaltung in einer fixen oder stationären Position gehalten wird, d. h. wenn sich die Spule und der Magnet der Ansteuerspulenschaltung nicht relativ zueinander bewegen. Die im Folgenden angegebenen spezifischen Ausführungsformen beschreiben analoge Implementierungen und eine digitale Implementierung der mimetischen Schaltung.
In dem einfachsten analogen Fall umfasst die mimetische Schaltung eine Spule und einen Magneten, die in Kombination eine Gesamtimpedanz aufweisen, die mit der Impedanz in der Ansteuerspulenanordnung identisch ist. Insbesondere weisen die Spule und der Magnet in ihrer Anordnung in der mimetischen Schaltung einen Widerstand und eine Induktivität auf, die mit dem Widerstand und der Induktivität der Ansteuerspulenanordnung identisch sind. Während diese erste analoge Ausführungsform die Aufgaben der Erfindung löst, ist der Leistungsverbrauch aufgrund des Abfalls durch die mimetische Spule übermäßig.
Eine vorteilhaftere analoge Ausführungsform umfasst einen mimetischen Magneten und eine Spulenanordnung mit einer Gesamtimpedanz, die sich um einen Skalenfaktor von der Impedanz der Ansteuerspulenanordnung unterscheidet. Insbesondere kann die Induktivität der mimetischen Spule und der Magnetenanordnung mit einer Zahl multipliziert werden, um die Induktivität der Ansteuerspulenanordnung zu erreichen. Entsprechend kann der Widerstand der Anordnung aus mimetischer Spule und Magneten mit einer Zahl multipliziert werden, um den Widerstand der Ansteuerspulenanordnung zu erreichen.
In der digitalen Ausführungsform wird ein Analog-Digital-Wandler verwendet, um die Ansteuerspulenspannung an ein digitales Filter anzulegen. Das digitale Filter modelliert die Impedanz der mimetischen Schaltung als eine Widerstands- und Induktivitätsübereinstimmung zu dem Widerstand und der Induktivität der Ansteuerspulenanordnung. In den digitalen Ausführungsformen ist der Leistungsverbrauch stark reduziert, sodass er innerhalb des Gesamtsystems des Coriolis-Flussmessers vernachlässigbar ist.
Während des Betriebs veranlasst eine alternierende Ansteuerspannung eine entsprechende Schwingung in der Ansteuerspulenanordnung, die wiederum die Flussrohre eines Coriolis-Flussmessers in Übereinstimmung mit bekannten Coriolis-Flussmesspraktiken in Schwingung versetzt. Die relative Geschwindigkeit zwischen der Ansteuerspule und dem Ansteuermagneten ist ungefähr proportional zu der rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft, die durch die Vibrationen in den Coriolis-Flussrohren verursacht wird. Diese rückwärts gerichtete elektromotive Kraft ist der angelegten Ansteuerspannung entgegengesetzt. Die Ansteuerspannung, die ein Spannungsmesser an der Ansteuerschaltung messen würde, umfasst den Spannungsabfall über den Widerstand und die Induktivität der Ansteuerspule plus die rückwärtsgerichtete elektromotive Kraft. Ansteuersignalabnehmer werden verwendet, um die rückwärtsgerichtete elektromotive Kraft für herkömmliche Coriolis-Flussberechnungen zu verwenden, weil die rückwärtsgerichtete elektromotive Kraft in Beziehung zu der Bewegung der schwingenden Coriolis-Flussrohre steht. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Komponente der Ansteuerspannung, die auf die rückwärts gerichtete elektromotive Kraft zurückzuführen ist, von der Komponente der Ansteuerspannung isoliert werden, die aus dem Widerstand und der Induktivität des Ansteuerelements resultiert. Es ist deshalb möglich, ein Ansteuerelement als Signalabnehmer zu verwenden. Die Kombination aus Ansteuerelement und Signalabnehmereinrichtung ist insbesondere nützlich für modale Filteranwendungen und andere Messanwendungen für die Coriolis-Massenflussrate oder -Dichte, weil weniger Masse an dem Coriolis-Flussrohr angebracht werden muss. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vertahren und eine Vorrichtung zum Trennen der Messung der rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft von dem angelegten Ansteuerspannungssignal.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Coriolis-Flussmesser und eine assoziierte Messelektronik,
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Coriolis-Flussmesserelektronik aus dem Stand der Technik,
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Ansteuersystems für einen Coriolis-Flussmesser aus dem Stand der Technik,
4 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Messelektronik für die Verwendung in der Umsetzung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten analogen Ausführungsform,
5 zeigt eine Ansteuerspulenanordnung für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung,
6 zeigt eine mimetische Spulenanordnung für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung,
7 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Messelektronik für die Verwendung in der Umsetzung der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten analogen Ausführungsform,
8 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich einer digitalen Elektronik,
9 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich einer vollständig digitalen Elektronik, und
10 zeigt ein Prozessflussdiagramm für die Verwendung einer Ansteuerspulenanordnung als Abnehmereinrichtung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFRM
Coriolis-Flussmesser im Allgemeinen – Fig. 1
1 zeigt einen Coriolis-Flussmesser 5, der eine Coriolis-Messanordnung 10 und eine Messelektronik 20 umfasst. Die Messelektronik 20 ist über eine Leitung 100 mit einer Messanordnung 10 verbunden, um Informationen zu der Massenflussrate, der volumetrischen Flussrate und dem Gesamtfluss über den Pfad 26 auszugeben. Es wird der Aufbau eines Coriolis-Flussmessers beschrieben, wobei dem Fachmann jedoch deutlich sein sollte, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Schwingrohr-Dichtemesser umgesetzt werden kann, ohne dass eine zusätzliche Messfähigkeit durch einen Coriolis-Massenflussmesser vorgesehen wird.
Die Messanordnung 10 umfasst ein Paar von Flanschen 101 und 101', einen Verteiler 102 und Flussrohre 103A und 103B. Mit den Flussrohren 103A und 103B sind ein Ansteuerelement 104 und Abnehmersensoren 105 und 105' verbunden. Strebebalken 106 und 106' dienen dazu, die Achse W und W' zu definieren, um die jedes Flussrohr schwingt.
Wenn der Flussmesser 10 in ein Rohrsystem (nicht gezeigt) eingesetzt wird, welches das zu messende Prozessmaterial befördert, tritt das Material durch den Flansch 101 in die Anordnung 10 ein, geht durch den Verteiler 102, wo das Material in die Flussrohre 103A und 103B gelenkt wird, fließt durch die Flussrohre 103A und 103B und zurück zu dem Verteiler 102, von wo es die Messanordnung 10 durch den Flansch 101 verlässt.
Die Flussrohre 103A und 103B werden ausgewählt und derart an dem Verteiler 102 angebracht, dass sie im wesentlichen die gleiche Massenverteilung, das gleiche Trägheitsmoment und den gleichen Elastizitätsgrad um die Biegungsachsen W–W und W'–W' aufweisen. Die Flussrohre erstrecken sich im wesentlichen parallel von dem Verteiler nach außen.
Die Flussrohre 103A–103B werden durch das Ansteuerelement 104 in entgegengesetzten Richtungen um ihre jeweiligen Biegungsachsen W und W' bei dem sogenannten ersten Außerphase-Biegungsmodus des Flussmessers betrieben. Das Ansteuerelement 104 kann eine beliebige von mehreren bekannten Anordnungen aufweisen, wie etwa ein an dem Flussrohr 103A befestigter Magnet und eine gegenüberliegende an dem Flussrohr 103B befestigte Spule, durch die ein Wechselstrom geführt wird, um die beiden Flussrohre in Schwingungen zu versetzen. Ein geeignetes Ansteuersignal wird durch die Messelektronik 20 über die Leitung 110 an das Ansteuerelement 104 ausgegeben.
Die Messelektronik 20 empfängt das linke und das rechte Geschwindigkeitssignal jeweils auf den Leitungen 111 und 111'. Die Messelektronik 20 erzeugt das Ansteuersignal auf der Leitung 110, auf der Basis dessen das Ansteuerelement 104 die Schwingungsrohre 103A und 103B in Schwingungen versetzt. Die Messelektronik 20 verarbeitet das linke und das rechte Geschwindigkeitssignal, um die Massenflussrate und die Dichte des durch die Messanordnung 10 hindurchgehenden Materials zu berechnen. Diese Information wird durch die Messelektronik 20 über den Pfad 26 zu einer Nutzungseinrichtung (nicht gezeigt) gegeben.
Dem Fachmann ist bekannt, dass der Coriolis-Flussmesser 5 einen ähnlichen Aufbau aufweist wie ein Schwingrohr-Dichtemesser. Schwingrohr-Dichtemesser verwenden ebenfalls ein Schwingrohr, durch welches ein Fluid fließt oder in dem im Fall eines Abtast-Dichtemessers ein Fluid gehalten wird. Schwingrohr-Dichtemesser verwenden weiterhin ein Ansteuersystem, um das Flussrohr in Schwingungen zu versetzen. Schwingrohr-Dichtemesser verwenden gewöhnlich nur ein einziges Rückkopplungssignal, weil eine Dichtemessung nur die Messung der Frequenz und nicht der Phasen erfordert. Die vorliegenden Beschreibungen der Erfindung gelten ebenso für Schwingrohr-Dichtemesser. Der Fachmann wird erkennen, dass während für einen bestehenden Coriolis-Flussmesser bereits zwei Rückkopplungssignale zum Eingeben eines modalen Filters verfügbar sind, für einen bestehenden Schwingrohr-Dichtemesser gewöhnlich nur ein Rückkopplungssignal verfügbar ist. Deshalb müssen in einem Schwingrohr-Dichtemesser zusätzliche Rückkopplungssignale nur vorgesehen werden, um die vorliegende Erfindung auf einen Schwingrohr-Dichtemesser anzuwenden.
Ansteuersystem aus dem Stand der Technik – Fig. 2 und 3
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Messelektronik 20. Die Messelektronik 20 umfasst eine Messflussratenschaltung 30 und eine Ansteuerschaltung 40. Die Massenflussratenschaltung 20 ist eine von vielen bekannten Schaltungen zum Berechnen der Massenflussrate eines Fluids durch ein Schwingrohr auf der Basis der Phasendifferenz zwischen zwei Punkten in dem Schwingrohr. Die Massenflussschaltung 30 erzeugt eine Ausgabe zu einer Nutzungseinrichtung (nicht gezeigt) über die Leitung 26. Die Nutzungseinrichtung kann zum Beispiel eine Anzeige sein. Die Details der Massenflussrate 30 sind dem Fachmann wohlbekannt und sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Beispielhafte Beschreibungen einer Massenflussratenschaltung 40 finden sich in dem US-Patent RE 31,450 des Anmelders Smith vom 29. November 1983, das im Besitz der Micro Motion, Inc. ist, in dem US-Patent 4,879,911 des Anmelders Zolock vom 14. November 1989, das im Besitz der Micro Motion, Inc. ist, oder in dem US-Patent 5,231,884 des Anmelders Zolock vom 3. August 1993, das im Besitz der Micro Motion, Inc. ist. Bei den bestehenden Ansteuerschaltungssystemen empfängt die Ansteuerschaltung 40 ein Rückkopplungssignal über den Pfad 41 von dem linken Abnehmersensor 105. Wie ausführlicher mit Bezug auf 3 beschrieben, erzeugten die bestehenden Ansteuerschaltungssysteme ein Ansteuersignal über den Pfad 110 zu dem Ansteuerelement 104. Der Fachmann erkennt, dass die bestehenden Ansteuersysteme alternativ auch den rechten Abnehmersensor als Rückkopplung zu der Ansteuerschaltung 40 verwenden können. Außerdem verwenden einige bestehende Ansteuersysteme die Summe beider Abnehmersignale als Rückkopplung zu der Ansteuerschaltung 40.
3 ist ein Blockdiagramm einer bestehenden Ansteuerschaltung 40. Die Ansteuerschaltung 40 empfängt ein Rückkopplungssignal in der Form von einem der Abnehmersignale aus dem Flussmesser und konditioniert die Größe des Abnehmersignals entsprechend, um ein Ansteuersignal über den Pfad 110 zu erzeugen. Wie genannt summieren einige bestehende Ansteuersysteme die zwei Abnehmersignale und verarbeiten das summierte Signal, um ein Ansteuersignal zu erzeugen. Die Ansteuerschaltung 40 empfängt ein Signal von dem Abnehmer 105 über den Pfad 41. Das Abnehmersignal wird zu einem Gleichrichter 300 und dann zu dem Integrator 301 geleitet. Das aus dem Integrator 301 ausgegebene Signal gibt eine durchschnittliche Amplitude des Abnehmersignals 105 wieder. Das durchschnittliche Amplitudensignal wird in die Amplitudensteuereinrichtung 302 eingegeben. Die Amplitudensteuereinrichtung 302 vergleicht das durchschnittliche Amplitudensignal aus dem Integrator 301 mit einer Bezugsspannung V_ref. Wenn die durchschnittliche Amplitude unter die Bezugsspannung fällt, wird das Abnehmersignal in einem Multiplizierer 303 verstärkt und wird ein in der Amplitude konditioniertes Abnehmersignal aus dem Multiplizieren 303 ausgegeben. Das in der Amplitude konditionierte Abnehmersignal wird durch den Leistungsverstärker 304 verstärkt, um das endgültige Ansteuersignal zu erzeugen, das zum Ansteuerelement 104 zurückgeführt wird. Die Ansteuerschaltung 40 wird also betrieben, um eine relativ konstante Amplitude aufrechtzuerhalten. Die Details der bestehenden Ansteuerschaltung 40 sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Coriolis-Flussmesserelektronik bekannt und sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Siehe das US-Patent Nr. 5,009,109 für eine ausführlichere Erläuterung von mehreren Ausführungsformen der Ansteuerschaltung 40.
Eine Kombination aus Ansteuerspulenanordnung und Abnehmer
Die vorliegende Erfindung sieht Änderungen an der Messelektronik 20 vor, welche die Verwendung des Ansteuerelements 104 als eine Kombination aus Ansteuerelement 104 und Abnehmer 105 oder 105' gestatten (siehe 1). Es können also ein oder mehrere Abnehmer 105 oder 105' beseitigt werden, oder es kann ein drittes Geschwindigkeitssignal an die Messelektronik 20 in der Form von Signalen gegeben werden, die auf den Leitungen 111 und 111' von 1 laufen.
4 zeigt ein Schaltungsschema 400 mit einer ersten analogen Ausführungsform einer internen Komponente der Messelektronik 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Hauptkomponenten des Schaltungsschemas 400 umfassen eine herkömmliche Ansteuerspulenanordnung die als Ansteuerelement 400 angegeben ist, eine mimetische Schaltung 402 mit einer Impedanz, die der Impedanz des Ansteuerelements 104 entspricht, und Verbindungsleitungen 404.
Die Ansteuerschaltung 404 ist in einem Coriolis-Flussmesser 10 wie in 1 gezeigt positioniert. Insbesondere enthält das Ansteuerelement 104 wie in 5 gezeigt einen zylindrischen Magneten 500, der in einer zentralen Öffnung 502 in der Spule 1504 aufgenommen ist. Der Magnet 500 ist an dem Flussrohr 103A angebracht, um das Flussrohr 103A zu betätigen. Die Ansteuerspule 504 ist an dem Flussrohr 103B angebracht, um das Flussrohr 103B zu betätigen. Durch Anlegen einer wechselnden oder alternierenden Ansteuerspannung an der Leitung 100 zu der Ansteuerspule 504 wird veranlasst, dass der Magnet 500 in den Richtungen des doppelseitigen Pfeils 506 hin und her schwingt. Die Flussrohre 103A und 103B sehen eine Federvorspannung vor, die den Magneten 502 zu einer neutralen Position in der Öffnung 502 drückt. In 4 wird die Ansteuerspule 504 als Widerstand R₄₀₆ und Induktivitität L₄₀₈ wiedergegeben.
6 zeigt eine mimetische Schaltung 402 im größeren Detail. Die mimetische Schaltung umfasst einen zylindrischen Magneten 600, der in der zentralen Öffnung 602 innerhalb der Spule 604 angeordnet ist. Eine stationäre Platte 606 ist mit der mimetischen Spule 604 verbunden. Eine stationäre Platte 608 ist mit dem Magneten 600 verbunden. Die Platten 606 und 608 arbeiten einander gegenüber, um eine relative Bewegung zwischen der Spule 604 und dem Magneten 600 zu verhindern.
In 4 wird die mimetische Schaltung 402 als ein Widerstand R₄₁₀ und eine Induktivität L₄₁₂ wiedergegeben. Gemäß der Ausführungsform von 4 ist R₄ ₀₆ identisch mit R₄ ₁₀und ist L₄₀₈ identisch mit L₄₁₂.
Die Verbindungsleitungen 404 umfassen eine Ansteuerleitung 100 (siehe 1), eine mimetische Schaltungsleitung 414 und eine gemeinsame Versorgungsleitung 416. Die Ansteuerleitung 100 führt eine Spannung V_a von der gemeinsamen Versorgungsleitung 416 zu einem Stromerfassungswiderstand 418, der verwendet wird, um I_c zu messen, d. h. den Strom auf der Ansteuerleitung 100. Die Spannung V_c nach R_es 418 wird wie folgt berechnet
Vd = Va – IdRes (1)
wobei Vd die Spannung auf der Ansteuerleitung 100 unter R_es 418 und über der Ansteuerspule 504 ist, I_d der Strom auf der Leitung 100 ist, R_es der Widerstand des Stromerfassungswiderstand R_es 418 ist und V_a die Spannung auf der gemeinsamen Versorgungsleitung 416 ist.
Entsprechend führt die mimetische Leitung 414 eine Spannung V_a von der gemeinsamen Versorgungsleitung 416 zu der mimetischen Spule 604. Die Ansteuerleitung 100 führt eine Spannung Va von der gemeinsamen Versorgungsleitung 416 zu dem aktuellen Erfassungswiederstand 420, der verwendet wird, um I_s zu messen, d. h. den Strom auf der mimetischen Leitung 414. Die Spannung V_S nach R_es 420 wird wie folgt berechnet:
VS = Va – IsRes (2)
wobei V_S die Spannung auf der Ansteuerleitung 100 unter R_es 420 und über der Ansteuerspule 604 ist, I_s die Spannung auf der Leitung 414 ist, V_a die Spannung auf der gemeinsamen Versorgungsleitung 416 ist und R_es der Widerstand des Stromerfassungswiderstand R_es 420 ist.
Ein Spannungsvergleicher 422 (z. B. eine herkömmliche Wheatstone-Brücke oder eine ähnliche Schaltung) wird verwendet, um V_v zu bestimmen, die der Differenz zwischen den Spannungen auf den Leitungen 100 und 414 entspricht.
Vv = Vd - Vs (3)
Der Strom I_d auf der Leitung 100 kann mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:

wobei I_d der Strom auf der Ansteuerleitung 100 ist, V_a die angelegte Spannung an der Ansteuerleitung 100 und der mimetischen Leitung 414 ist, EMF die rückwärts gerichtete elektromotive Kraft an der Spule 504 aufgrund der Bewegung des Magneten 500 ist, R die Summe des Widerstandes R₄ ₀₆ der Ansteuerspule 504 und des Widerstandes R_es des Stromerfassungswiderstandes 418 ist, j die Quadratwurzel der negativen eins ist, ω die Frequenz der alternierenden oder gepulsten Spannung Va ist, die an der Ansteuerleitung 100 angelegt wurde, und L die Induktivität L₄ ₀ ₈ auf der Ansteuerspule 504 ist. Die Gleichung (4) kann einfach nach EMF aufgelöst werden, was die gewünschte Messung ist, die für die Auflösung für eine Messung der Rohrbewegung in Übereinstimmung mit herkömmlichen Coriolis-Messberechnungen erforderlich ist. Die herkömmlichen Coriolis-Berechnungen sehen keine Fähigkeit zum Trennen einer rückwärtsgerichteten elektromotiven Kraft aus einem Ansteuersignal beispielsweise am Ansteuerelement 104 vor.
Entsprechend kann der Strom I_s auf der Leitung 414 mathematisch wie folgt ausgedrückt werden:

wobei I_s der Strom auf der mimetischen Leitung 414 ist, V_a die angelegte Spannung an der mimetischen Leitung 414 ist, R die Summe des Widerstandes R₄₁₀ der mimetischen Spule 604 und des Widerstandes R_es des Stromerfassungswiderstandes 420 ist, j die Quadratwurzel der negativen eins ist, ω die Frequenz der alternierenden oder gepulsten Spannung V_a ist, die an der Ansteuerleitung 100 angelegt ist, und damit auch die relative Geschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit des Magneten 500 in Bezug auf die Ansteuerspule 504 ist (siehe 6), und L die Induktivität L₄₁₂ der mimetischen Spule 604 ist, die gemäß dem Entwurf gleich der Induktivität der Ansteuerspule L₄₀₈ ist.
Aus den vorstehenden Gleichungen folgt, dass:

wobei V_v oben in der Gleichung (3) definiert ist und die restlichen Terme mit Bezug auf (4) definiert sind. Die Gleichung (6) kann nach EMF aufgelöst werden, welche die gewünschte Variable ist, die durch unabhängige Abnehmeranordnungen 105 und 105' für die Eingabe in die Massenflussratenschaltung 3 auf den Leitungen 111 und 111' gemessen wird (siehe 2). Die herkömmliche Massenflussratenschaltung 30 der Messelektronik 20 (siehe 2) wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung modifiziert, um die Berechnung gemäß der Gleichung (6) durchzuführen. Die nach der Gleichung (6) berechnete EMF wird also so verwendet, als ob die EMF-Messung aus dem Abnehmer 105 und 105' stammen würde.
7 zeigt eine zweite analoge Ausführungsform der Erfindung in einem Schaltschema 700. Es werden soweit möglich die Bezugszeichen des Schaltungsschemas 400 in 4 für im wesentlichen identische Elemente des Schaltungsschemas 700 in 7 beibehalten. Das Schaltungsschema 700 ist mit dem Schaltungsschema 400 identisch, mit der Ausnahme, dass die mimetische Spule 604 einen Widerstand R₇₀₄ aufweist, der sich von Res wie folgt unterscheidet:
R704 = R406*SR (7)
wobei S_R ein Skalierungsfaktor ist, um die Differenz zwischen R₇₀₄ und Res zu berücksichtigen. S_R ist vorzugsweise ein Wert größer als eins, weil R₇₀₄ vorzugsweise größer als R₄₀₆ ist. Das Flussmesssystem spart Strom, wenn R₇₀₄ größer als R₄₀₆ ist, weil der erhöhte Widerstand R₇₀₄ die Menge des Stromes auf der mimetischen Leitung 414 reduziert. Entsprechend unterscheidet sich L₄₀₈ wie folgt von L₄₀₈
L706 = L408*SR (8)
wobei S_R ein Skalierungsfaktor ist, um die Differenz zwischen L₇₀₆ und L₄₀₈ zu berücksichtigen. In dem Fall des Schaltungsschemas 700 nimmt die Messelektronik 20 Anpassungen in Übereinstimmung mit den Gleichungen (7) und (8) vor, um L₄₀₈ mit L₇₀₆ und R₄₀₆ mit R₇₀₄ abzustimmen, bevor die Berechnungen gemäß den Gleichungen (1) bis (6) durchgeführt werden.
8 zeigt ein digitales Schaltungsschema 800, das gleichermaßen wie die Schaltungsschemata 400 und 700 betrieben wird, wobei das Schaltungsschema 800 noch mehr Strom spart als das Schaltungsschema 700. Die Bezugszeichen des Schaltungsschemas 400 in 4 wurden soweit möglich in Bezug auf identische Merkmale des Schaltungsschemas 800 in 8 beibehalten. Ein wesentlicher Vorteil der digitalen Implementierung besteht darin, dass die digitale mimetische Schaltung einfach eingestellt und anpassend aktualisiert werden kann, um eine Abweichung in dem Widerstand und der Induktivität der Ansteuerspule zu berücksichtigen.
In der Ausführungsform von 8 führt eine Leitung 802 eine Spannung V_a zu einem Analog-Digital-Wandler (ADC) 804. Ein digitales Filter 806 empfängt von dem Analog-Digital-Wandler 804 die digitale Eingabe in Entsprechung zu V_a und verwendet diese digitale Eingabe, um dieselbe Impedanz wie die mimetische Spule 604 auf der Leitung 414 von 4 zu modellieren. Digitale Filter sind dem Fachmann wohlbekannt, wobei ein beliebiges herkömmliches oder standardmäßiges digitales Filter als digitales Filter 806 verwendet werden kann. Es sind verschiedne Texte verfügbar, die herkömmliche digitale Filterimplementierungen beschreiben, wie beispielsweise in dem Buch von Antonieu, Digital Filters: Analysis and Design, McGraw-Hill (1979). Das digitale Filter 806 verwendet die Frequenz der Eingangsspannung V_a, um die komplexe Impedanz in Entsprechung zu der mimetischen Spule 604 von 4 zu berechnen, und gibt die digitale Spannung V_s mit der korrekten Amplitude und Phase unter Verwendung von herkömmlichen digitalen Filtertechniken aus. Ein Digital-Analog-Wandler 808 (DAC) empfängt die V_s Digitalsignaleingabe aus dem digitalen Filter 806 und wandelt das Signal zu einem analogen Signal um, das aus der Spannung V_s besteht. Der Spannungsvergleicher 422 ist wie in der Ausführungsform von 4 weiterhin ein analoger Spannungsvergleicher. Das Schaltungsschema 800 umfasst also eine Mischung aus digitalen und analogen Elementen.
9 zeigt eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die am meisten bevorzugte Ausführungsform ist. Das Schaltungsschema 900 umfasst eine vollständig digitale Ausführungsform, die mehr Leistung spart als alle vorherigen Ausführungsformen der 4, 7 oder B. Das vollständig digitale Schaltungsschema 900 wird genauso wie die Schaltungsschemata 400, 700, 800 betrieben, wobei jedoch das Schaltungsschema 800 noch mehr Leistung spart als alle diese anderen Schemata. Es werden soweit möglich die gleichen Bezugszeichen wie in dem Schaltungsschema 800 in 8 verwendet, um identische Elemente des Schaltungsschemas 900 in 9 anzugeben.
In der Ausführungsform von 9 führt die Leitung 902 eine Spannung V_a zu dem Analog-Digital-Wandler 804, der eine digitale Ausgabe in Entsprechung zu V_a ausgibt. Ein digitales Filter 806 wird verwendet, um dieselbe Impedanz wie die mimetische Spule 604 auf der mimetischen Leitung 414 von 4 zu modellieren. Das digitale Filter 806 verwendet die Frequenz der Eingangsspannung Va, um die komplexe Impedanz in Entsprechung zu der mimetischen Spule 604 von 4 zu berechnen, und gibt eine digitale Spannung V_s mit der korrekten Amplitude und Phase aus. Ein zweiter Analog-Digital-Wandler 904 empfängt das analoge Spannungssignal Vd von der Ansteuerleitung 100 unterhalb von R_es 418 und wandelt dieses analoge Signal zu einer digitalen Ausgabe um. Ein digitaler Spannungsvergleicher 906 wird verwendet, um V_v zu berechnen, und gibt V_v als ein digitales Signal an die Messelektronik 20 auf der Leitung 906 aus.
10 zeigt ein schematisches Prozessdiagramm P1000 für die Verwendung des Ansteuerelements 104 als Kombination aus einem Ansteuerelement und einer Signalabnehmereinrichtung. In 10 werden die gleichen Bezugszeichen wie in 4 verwendet, wobei die Erläuterungen zu 10 ebenso für die Ausführungsformen von 4, 7, 8 und 9 gelten.
In Schritt P1002 wendet die Messelektronik 20 eine alternierende oder gepulste Ansteuerspannung Va auf die Leitung 416 an, welche die Ansteuerleitung 100 und die Ansteuerspulenanordnung 104 mit Strom versorgt. In Übereinstimmung mit Schritt P1004 wird dieselbe Ansteuerspannung Va zu der mimetische Schaltung 402 auf der mimetischen Leitung 414 geführt.
In Schritt P1006 bestimmt der Spannungsvergleicher 422 die Spannungsdifferenz V_v und führt diesen Wert zu der Messelektronik 20 für die Verwendung bei der Berechnung der elektromotiven Kraft in Übereinstimmung mit der Gleichung (6). Die Berechnung der elektromotiven Kraft wird in Schritt P1008 durchgeführt, wobei dann in Schritt P1010 ein Signal in Entsprechung zu der elektromotiven Kraft zu der Messelektronik 20 gesendet wird. In Übereinstimmung mit dem Schritt P1012 wird das EMF-Signal verwendet, um die Rohrbewegung in der Weise eines herkömmlichen Abnehmersignals einschließlich von EMF in Übereinstimmung mit herkömmlichen Coriolis-Berechnungen zu berechnen. Die Messelektronik 20 verwendet das EMF-Berechnungsergebnis für die herkömmliche Berechnung von Massenfluss, Dichte und Ansteuerrückkopplung.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die oben beschriebene Kombination aus einem Ansteuerelement und einer Abnehmereinrichtung vorteilhaft in modalen Filtersystemen angewendet werden kann, um Coriolis-Flussmesser-Schwingungssignale zu verarbeiten. Allgemein wird die modale Filteranalyse verwendet, um selektiv interessante Schwingungsmodi für Messungen des Massenflusses, der Dichte und der Ansteuerfrequenz zu identifizieren, die aus Coriolis-Flussmessern erhalten werden können. Diese selektive Identifikation wird verwendet, um Rauschen wie etwa von einem Rohr zu dem Flussmesser übertragene Schwingungen zu entfernen. Weitere Abnehmer, d. h. drei oder mehr Abnehmer 105 und 105' (siehe 1) können in Coriolis-Flussmessern verwendet werden, um die Spezifität und Selektivität der modalen Filteranalyse bei der Identifikation der interessanten Signale und der Beseitigung des Rauschens zu verbessern. Jeder weitere Abnehmer kann einen zusätzlichen Schwingungsmodus filtern, wodurch das Problem der Spezifität und Selektivität bei der Beseitigung von Rauschen erhöht wird. Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet in vorteilhafter Weise das Problem einer größeren Anzahl von Signalabnehmern, weil das Ansteuerelement auch als Abnehmer funktioniert.

Claims

Vorrichtung (400, 700, 800) für die Verwendung als Kombination aus Schwingungssignal-Abnehmereinrichtung und Schwingungsansteuerelement, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Ansteuerspulenanordnung (104) mit: einer Spule (504), die Feldeffekte ausgeben kann, die aus der zu der Spule zugeführten Schwingungsspannung abgeleitet werden, und einem Magneten (500), wobei die Ansteuerspulenanordnung eine erste Impedanz (R406, L408) aufweist, eine Einrichtung (500, 103A; 504, 103B) zum Positionieren des Magneten in einer Betriebsbeziehung in Bezug auf die Spule, wobei der Magnet in Bezug die Spule in Reaktion auf die aus der Spule ausgegebenen Feldeffekte in Schwingung versetzt wird, eine mimetische Schaltung (402, 702, 804, 806, 808, 904, 906), die eine der ersten Impedanz vergleichbare zweite Impedanz (R410, L412; R704, L706, 806) vorsieht, wenn der Magnet mit einer fixen Positionsbeziehung zu der Spule stationär ist, eine Einrichtung (100, 416, 414, 802, 902) zum Anlegen eines Ansteuerspannungssignals an der Spule und der mimetischen Schaltung, um eine entsprechende Spulenspannung und eine entsprechende mimetische Schaltungsspannung zu erzeugen, und eine Einrichtung (20) zum Berechnen der rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft in der Spule unter Verwendung von Messungen, die aus der mimetischen Schaltung und der Ansteuerspulenanordnung erhalten werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mimetische Schaltung eine analoge Schaltung (402, 702) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die analoge Schaltung eine stationäre Spule (604) und einen stationären Magneten (600) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die stationäre Spule und der stationäre Magnet in Kombination die mit der ersten Impedanz identische zweite Impedanz (R410, L412) vorsehen, wenn eine Bewegung der Ansteuerspulenanordnung verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die stationäre Spule und der stationäre Magnet in Kombination die sich um einen Skalierungsfaktor von der ersten Impedanz unterscheidende zweite Impedanz (R704, L706) vorsehen, wenn eine Bewegung der Ansteuerspulenanordnung verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mimetische Schaltung eine digitale Schaltung (804, 806, 808, 904, 906) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die digitale Schaltung ein digitales Filter (806) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mimetische Schaltung ein digitales Filter (806) zum Modellieren der ersten Impedanz sowie einen analogen Spannungsvergleicher (422) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (500, 103A, 504, 103B) zum Positionieren des Magneten in einer Betriebsbeziehung in Bezug auf die Spule Einrichtungen zum Befestigen der Spule an einem ersten Coriolis-Messflussrohr (103A) sowie zum Befestigen des Magneten an einem zweiten Coriolis-Messflussrohr (103B) gegenüber dem ersten Coriolis-Messflussrohr umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Magnet zentral in der Spule angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Berechnen einer rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft eine Einrichtung zum Vergleichen der Spannung zwischen der Ansteuerspulenanordnung und der mimetischen Schaltung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung zum Berechnen einer rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft eine Verarbeitungseinrichtung umfast, die gemäß der folgenden Gleichung vorgeht:
wobei V_v die Spannungsdifferenz zwischen der Ansteuerspulenanordnung und der mimetischen Schaltung ist, EMF die rückwärts gerichtete elektromotive Kraft auf der Ansteuerspule ist, R der Widerstand der Ansteuerspule ist, j die Quadratwurzel der negativen eins ist, ω die Frequenz der wechselnden oder gepulsten Spannung ist, die an der Ansteuerspulenleitung 100 angelegt wird, und L die Induktivität der Ansteuerspule ist.
Verfahren (P100) zum Verwenden einer Ansteuerspulenanordnung (104) zum Erzeugen von Schwingungen, wobei die Ansteuerspulenanordnung als Abnehmer verwendet wird, um eine Telemetrie in Entsprechung zu den Schwingungen zu empfangen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anlegen (P1002) einer Ansteuerspannung an einer Ansteuerspulenanordnung (104) mit einer ersten Impedanz (R406, L408), wobei die Ansteuerspulenanordnung eine Spule (504) und einen Magneten (500) umfasst, Anlegen (P1004) der Ansteuerspannung an einer mimetischen Schaltung, die eine der ersten Impedanz vergleichbare zweite Impedanz vorsieht, wenn die Ansteuerspulenanordnung in einer stationären Position gehalten wird, und Berechnen (P1008) der rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft in der Spule.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Anlegen einer Ansteuerspannung an der Ansteuerspulenanordnung einen Schritt umfasst, um ein Paar von Flussrohren in einem Coriolis-Flussmesser in Schwingung zu versetzen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Berechnen der rückwärts gerichteten elektromotiven Kraft in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung vorgeht:
wobei V_v die Spannungsdifferenz zwischen der Ansteuerspulenanordnung und der mimetischen Schaltung ist, EMF die rückwärts gerichtete elektromotive Kraft auf der Ansteuerspule ist, R der Widerstand der Ansteuerspule ist, j die Quadratwurzel der negativen eins ist, w die Frequenz der wechselnden oder gepulsten Spannung ist, die an der Ansteuerspulenleitung 100 angelegt wird, und L die Induktivität der Ansteuerspule ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Anlegen der Ansteuerspannung an einer mimetischen Schaltung das Anlegen der Ansteuerspannung an einer analogen mimetischen Schaltung (402, 702) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Anlegen der Ansteuerspannung an einer mimetischen Schaltung das Anlegen der Ansteuerspannung an einer digitalen mimetischen Schaltung (804, 806, 808, 904, 906) umfasst.