JP2010521690A - 磁気誘導流量測定装置の、予知保全のための方法および/または電気伝導率測定のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
‐測定管軸に対して基本的に横方向に、測定管を貫通する磁場を生じる磁石系
‐規定の静止電位を持ち、磁場に基本的に垂直に位置する測定管の領域内に配置される、媒体に結合する少なくとも二つの測定電極
‐測定電極内に誘導される測定電圧に基づいて、測定管内の媒体の体積流量もしくは質量流量に関する情報を供給する、制御/評価ユニット
‐所定の時間間隔において、流量測定が中断され、最後に測定された流量値が記憶もしくは凍結される。
‐流量測定の第一の中断時に、第一の周波数を持つ第一の励起信号が測定電極に印加され、流量測定の第二の中断時に、第二の周波数を持つ第二の励起信号が測定電極に印加される。
‐少なくとも一つの確認されたインピーダンス値に基づいて、導電率が計測される、あるいは、測定電極上で変化が起こったかどうかが検出される。
χ:電気伝導率(S/cm)
G、R:測定されたコンダクタンス(S)、抵抗(オーム)
k:セル定数(1/cm)
A:電極の面積(cm2)
L:二つの電極の間隔
‐かくして、励起信号のための適切な周波数fの固有基準として最小位相が使用され得る。
‐位相情報を利用できない場合には、その付近ではインピーダンスの絶対値がほとんど変化しないような周波数fnを見つけて選択するための検索方法が適用され得る。
‐高精度の導電率の決定のためには、図6のモデルの完全な同定が必要とされる。その目的のためには、全部で四つの独立パラメータ、すなわちQ、n、CS、RMが決定されなければならないので、少なくとも二つの複素インピーダンス測定(各測定は二つの独立変数を提供する)が、異なる周波数f1、f2において必要とされる。パラメータQ、n、CSは、測定電極から電解質への遷移系の状態や、測定電極用の接続ケーブルなどを反映するので、診断目的で評価され得る。計算によって非線形方程式系が導かれ、これは既知の数値法で解くことができる。
1.区間1では、電極電位が測定され、現在の電極電位の平均値が作成される。
2.区間2では、スイッチ22が閉じられ、パルス発生器23が、所定周波数fの矩形波パルスシーケンスを作り出す。パルスの発生は、磁場Bのスイッチングと同期的に、もしくは非同期的になされてもよい。図示された場合では同期的である。励起信号のオフセット電圧は、区間1で計算される平均値に等しく設定される。このように、重畳励起信号によって、電極電位は平衡からほとんど外れることがない。
3.区間3では、スイッチ22が開かれ、A/D変換器21を用いて記録されたデータが評価される。
1.データブロックに、正弦波変調および余弦波変調のFIRフィルタ関数を乗じる。最も簡単な場合、FIRフィルタ関数は矩形窓であってよく、これは1ベクトルに相当するので省略される。FIRフィルタ関数によって、評価された信号の帯域幅が制御され得る。Promag 55の場合には、回路制約のために、パルス発生器とA/D変換器は同期的に駆動されない。従って、実際の伝送周波数と実測周波数は、互いにいくらかずれている。評価方法が周波数範囲において過度に選択的に作用する場合、評価に誤差が生じてしまう。
1.この方法は、少ない数の試験周波数(例えば5個の周波数、f1、…f5)に限られる。この方法は、平均周波数と平均振幅から開始する。
2.この周波数において、媒体の抵抗RMに対する第一の値が得られる。
3.周波数fiと、RMの間隔限界とから構成されるテーブルに基づいて、新たな試験周波数fnが得られる。その場合、テーブルは仮定モデルの絶対値対周波数をおおまかにマップする。適切な間隔限界であれば、この方法は常に励起信号にとって適切な周波数へと収束する。
4.インピーダンスZにおいて推測されるパルス振幅は、分圧器の式によって計算され、励起信号の振幅は、最大100 mVがインピーダンスZに印加されるように設定される。
Claims (12)
- 磁気誘導流量測定装置の予知保全のための方法、および/または、磁気誘導流量測定装置を通って流れる媒体の電気伝導率を決定するための方法であり、前記磁気誘導流量測定装置は、以下の構成要素、すなわち、
測定管軸に対して基本的に横方向に、測定管を貫通する磁場を生じる磁石系と、
規定の静止電位を持ち、前記磁場に基本的に垂直に位置する前記測定管の領域内に配置される、前記媒体に結合する少なくとも二つの測定電極と、
前記測定電極内に誘導される測定電圧に基づいて、前記媒体の体積流量もしくは質量流量に関する情報を供給する、制御/評価ユニットと、
を含み、
第一の周波数(f1)を持つ第一の励起信号と、第二の周波数(f2)を持つ少なくとも一つの第二の励起信号、または、少なくとも二つの周波数(f1、f2)を含む励起信号が、前記測定電極(4、5)に印加され、前記複数もしくは一つの励起信号の平均値が、前記測定電極(4、5)の電極電位の平均値に少なくともおよそ一致するようになっており、
前記測定電極(4、5)と基準電位との間で測定される少なくとも一つのインピーダンス値に基づいて、前記媒体(11)の導電率(χ)および/または前記測定電極(4、5)の表面上の変化が検出される、
ことを特徴とする方法。 - 第一の周波数(f1)を持つ第一のパルスシーケンスと、第二の周波数(f2)を持つ第二のパルスシーケンスが励起信号として利用される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 複数の周波数(f1、f2、…)を持つ疑似ノイズが励起信号として利用される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 時間ドメインから周波数ドメインへの変換後、側波帯が強く減衰される信号が、励起信号として利用される、
ことを特徴とする請求項1もしくは2に記載の方法。 - 所定の時間間隔において、流量測定が中断され、最後に測定された流量値が記憶もしくは凍結され、
前記流量測定の第一の中断時に、第一の周波数(f1)を持つ第一の励起信号が前記測定電極(4、5)に印加され、前記流量測定の第二の中断時に、第二の周波数(f2)を持つ少なくとも一つの第二の励起信号が前記測定電極(4、5)に印加される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも一つのインピーダンス値が確認される、一つもしくは複数のパルスシーケンスの最適周波数(f1、f2、…)は、前記媒体の関数として決定される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 異なる周波数を持つ少なくとも二つの連続するパルスシーケンスにおいて、前記インピーダンス値が所定の許容範囲内で等しい場合、前記確認されるインピーダンス値に基づいて前記媒体(11)の導電率が確認される、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 少なくとも二つの周波数(f1、f2)において、振幅値(もしくは振幅スペクトル)またはインピーダンス値の実部、ならびに、位相値(もしくは位相スペクトル)または対応するインピーダンス値の虚部が決定され、前記実部と虚部に基づいて、周波数非依存パラメータ(n、Q)と抵抗(RM)、または前記媒体の導電率が確認される、
ことを特徴とする先行する請求項のうちの一つ以上に記載の方法。 - それぞれ確認されるインピーダンス値に等価回路図が適用され、前記等価回路図は、前記測定電極(4、5)の静電容量をあらわすキャパシタ(C)と、前記測定電極(4、5)の電位と基準電位との間の前記媒体(11)の目標抵抗(RM)をあらわすオーム抵抗(RM)との並列接続、ならびに、周波数非依存位相を持ち前記オーム抵抗(RM)と直列接続する電気素子(CPE)とから構成され、素子(CPE)は次のインピーダンスによって記載され、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 所定の時間間隔において、周波数非依存パラメータの実値(Qact)は、前記流量測定装置(1)の所定の開始点において確認される目標値(Qdes)と比較され、前記実値(Qact)と前記目標値(Qdes)との間のずれが所定の許容範囲を超える場合、前記測定電極(4、5)の表面上の変化が信号で伝えられる、
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記確認されるインピーダンス値の位相値が最小値に達するまで、前記パルスシーケンスの周波数(f)は漸進的に変化され、前記位相値が最小である前記パルスシーケンスの周波数において、関連する前記インピーダンス値の振幅値は、抵抗(RM)を決定するために、あるいは、前記媒体(11)の導電率を決定するために利用される、
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記媒体(11)の導電率(χ)は流量と同時に提供される、
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
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