專利名稱：科里奧利模式處理技術(shù)的制作方法
科里奧利模式處理技術(shù)本申請是申請日為2006年7月11日、申請?zhí)枮?00680033181.1、發(fā)明 名稱為"科里奧利模式處理技術(shù)"的發(fā)明專利申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本文的描述涉及流量計。
背景技術(shù)：
流量計提供關(guān)于通過管道傳送的材料的信息。例如，質(zhì)量流量計提供通 過管道傳送的材料的質(zhì)量測量。類似地，密度流量計、或比重計提供流經(jīng)管 道的材料的密度測量。質(zhì)量流量計還可以提供材料密度的測量。例如，科里奧利(Coriolis)型質(zhì)量流量計基于科里奧利影響，其中流經(jīng)管 道的材料成為受科里奧利力影響的質(zhì)量并因此經(jīng)歷加速度。許多科里奧利型 質(zhì)量流量計包括通過關(guān)于與管道長度正交的旋轉(zhuǎn)軸正弦振蕩管道來產(chǎn)生的 科里奧利力。在這種質(zhì)量流量計中，由移動的流體質(zhì)量所經(jīng)歷的科里奧利反 作用力被傳送給管道本身，并表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)沿科里奧利力向量方向上管 道的偏轉(zhuǎn)或偏移。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一個總的方面， 一種方法包括從傳感器接收傳感器信號，該傳感 器可操作來檢測具有流經(jīng)其中的流體的流管的振動，該傳感器信號包括具有 主振幅的主信號分量，和具有次振幅的次信號分量，主振幅大于次振幅。該 方法還包括在關(guān)于次信號分量的振蕩周期定義的時間周期內(nèi)執(zhí)行傳感器信 號的信號分析，并基于信號分析識別主振幅值。實施方式可以包括一個或多個下列特征。例如，主信號分量可以與施加 到流管以保持其振蕩的驅(qū)動才莫式信號相關(guān)，次信號分量可以與在傳感器信號 中存在的科里奧利模式信號相關(guān)。該方法可進一步包括識別驅(qū)動模式信號的 第 一零交叉和相應(yīng)的傳感器信號的第二零交叉之間的時間偏移，該偏移至少部分由傳感器信號中科里奧利模式信號的存在引起。執(zhí)行信號分析可以包括 確定主信號分量的主頻率的第一估計值，和確定次信號分量的次頻率的第二 估計值。該方法可進一步包括基于傳感器信號連續(xù)循環(huán)的連續(xù)偏移修正第一 估計值和第二估計值。在其他實施方式中，該方法可進一步包括基于信號分析識別次振幅，和 基于主振幅和時間偏移識別科里奧利模式信號的相位。該方法還可包括基于 次振幅和科里奧利模式信號的相位確定主振幅和時間偏移的修正值。執(zhí)行信號分析可以包括執(zhí)行第一計算以獲得傳感器信號的驅(qū)動強化的特性(drive-emphasized characterization),其中驅(qū)動才莫式信號的參數(shù)相對于科 里奧利模式信號的參數(shù)最大化，還執(zhí)行第二計算以獲得傳感器信號的科里奧 利強化的特性，其中科里奧利模式信號的參數(shù)相對于驅(qū)動模式信號的參數(shù)最 大化。執(zhí)行第一計算可以基于兩倍于科里奧利模式信號頻率的值，執(zhí)行第二 計算可以基于等于科里奧利模式信號頻率的值。第一計算和第二計算可以分 別包括關(guān)于科里奧利模式信號的頻率定義的第一積分和第二積分。執(zhí)行信號分析可以包括基于主信號分量的實際周期和傳感器信號的觀 測周期之間的偏移執(zhí)行信號分析。執(zhí)行信號分析可進一步包括選擇該偏移， 以使得通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)于傳感器信號的采樣執(zhí)行信號分析，并使得時間周 期的界限與采樣的樣本一致。在另一種實施方式中，執(zhí)行信號分析可以包括 去除在傳感器信號中存在的驅(qū)動模式信號的諧波。根據(jù)另一個總的方面， 一種系統(tǒng)包括信號分析器，其可操作來從傳感器 接收傳感器信號，該傳感器檢測具有流經(jīng)其中的流體的流管的振動，該傳感 器信號包括具有主振幅的主信號分量，和具有次振幅的次信號分量，主振幅 大于次振幅。模式最大器可操作來執(zhí)行傳感器信號的第一分析以獲得傳感器 信號的第一特性，其中主信號分量相對于次信號分量被強化(emphasized), 并且可操作來執(zhí)行傳感器信號的第二分析以獲得傳感器信號的第二特性，其 中次信號分量相對于主信號分量被強化。信號識別器可操作來從;漠式最大器 中接收第一特性，并基于該第一特性從其獲得主振幅。實施方式可包括一個或多個下列特征。例如，信號識別器可進一步操作 來從模式最大器中接收傳感器信號的第二特性，并基于該第二特性、主振幅 和主信號分量的零交叉點和相應(yīng)的傳感器信號的零交叉點之間的時間偏移 從其中獲得次振幅。信號識別器可進一步操作來從模式最大器中接收傳感器信號的第二特性，并基于第二特性、主振幅和時間偏移從其中獲得次信號分 量的次振幅和相位。信號識別器可操作來基于次信號的次振幅和相位確定主 振幅和時間偏移的修正值。在另一個例子中，信號分析器可操作來關(guān)于時間 窗執(zhí)行第一分析和第二分析，該時間窗是關(guān)于次信號分量的振蕩周期定義 的。主信號分量可以與施加到流管以保持其振蕩的驅(qū)動模式信號相關(guān)，次信 號分量可以與存在于傳感器信號中的科里奧利模式信號相關(guān)。信號識別器可操作來識別驅(qū)動模式信號的第一零交叉點和相應(yīng)的傳感 器信號的第二零交叉點之間的時間偏移，該偏移至少部分由傳感器信號中科 里奧利模式信號的存在引起。信號分析器可操作來確定與主信號分量相關(guān)聯(lián)的第一頻率和與次信號 分量相關(guān)聯(lián)的第二頻率，分別用于第一計算和第二計算。信號分析器可操作來基于兩倍于次信號分量的頻率的值執(zhí)行第一分析， 可操作來基于等于次信號分量的頻率的值執(zhí)行第二分析。根據(jù)另一個總的方面， 一種裝置包括具有存儲于其上的指令的存儲媒 體，該指令包括第一代碼段，用于從附接到可振動流管的傳感器接收傳感器 信號；第二代碼段，用于基于關(guān)于傳感器信號的科里奧利信號分量的振蕩周 期定義的傳感器信號的第一分析，確定與傳感器信號的驅(qū)動信號分量有關(guān)的 驅(qū)動參數(shù)；和第三代碼段，用于基于傳感器信號的第二分析和驅(qū)動參數(shù)，確 定與科里奧利信號分量有關(guān)的科里奧利參數(shù)。實施方式可以包括一個或多個下列特征。例如，該裝置可以包括第四代 碼段，用于基于科里奧利參數(shù)確定驅(qū)動參數(shù)的修正估計。第 一分析可提供傳感容A號的第 一特性，其中驅(qū)動信號分量的參數(shù)相對 于科里奧利信號分量被強化，第二分析可提供傳感器信號的第二特性，其中 科里奧利信號分量的參數(shù)相對于驅(qū)動信號分量被強化。根據(jù)另一個總的方面， 一種方法包括從傳感器接收傳感器信號，該傳感 器可操作來感測具有流經(jīng)其中的流體的流管的振動。該傳感器信號具有與施 加到流管的驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的主信號分量和與傳感器信號混雜(contaminant) 相關(guān)聯(lián)的次信號分量。該方法進一步包括在關(guān)于次信號分量定義的時間周期 內(nèi)基于傳感器信號的分析確定主信號分量的主信號參數(shù)；和基于主信號參數(shù) 確定流體的流動參數(shù)。實施方式可以包括一個或多個下列特征。例如，確定流動參數(shù)可以包括 確定流體的質(zhì)量流率或流體密度。該方法可包括基于主信號參數(shù)修改進一步 施加到流管的驅(qū)動信號。該方法可包括在關(guān)于次信號分量定義的時間周期內(nèi)基于傳感器信號的 分析確定次信號分量的次信號參數(shù)。該方法還可包括基于次信號參數(shù)表現(xiàn)流 管的外部擾動的特性，或基于次信號參數(shù)修改進一步施加到流管的驅(qū)動信號。而且，該方法可進一步包括確定次信號分量的次振幅；和基于次振幅修 改驅(qū)動信號，以便降低次信號分量對傳感器信號的影響。該方法可包括從第二傳感器接收第二傳感器信號；確定第二傳感器信號 的第二主信號分量的第二主信號參數(shù);.確定傳感器信號的第一真實零交叉點 和傳感器信號的第一觀測零交叉點之間的第一時間偏移；確定第二傳感器信 號的第二真實零交叉點和第二傳感器信號的第二觀測零交叉點之間的第二時間偏移。確定流動參數(shù)可包括確定第一時間偏移和第二時間偏移之差；基 于該差確定流體的質(zhì)量流率。與傳感器信號的混雜相關(guān)聯(lián)的次信號分量可包 括與流管的科里奧利模式振動相關(guān)聯(lián)的科里奧利模式分量。根據(jù)另一個總的方面， 一種流量計控制系統(tǒng)包括信號混雜檢測系統(tǒng)和流 動參數(shù)確定系統(tǒng)。該信號混雜檢測系統(tǒng)可操作來從第一傳感器接收第一傳感 器信號，該第一傳感器可操作來對于混雜信號的第一循環(huán)檢測其中具有流體 的流管振動和確定傳感器信號中混雜信號第 一混雜參數(shù)的第 一值，并且可進 一步操作來對于混雜信號的第二循環(huán)確定傳感器信號中混雜信號第二混雜 參數(shù)的第二值。流動參數(shù)確定系統(tǒng)可操作來基于傳感器信號、第一混雜參數(shù) 的第一值、和第二混雜參數(shù)的第二值確定流體的流動參數(shù)。實施方式可包括一個或多個下列特征。例如第一混雜參數(shù)的第一值和第 二混雜參數(shù)的第二值分別可包括混雜信號的振幅和相位的值。通過確定針對 傳感器信號內(nèi)的驅(qū)動模式信號的第一驅(qū)動模式循環(huán)的第一驅(qū)動參數(shù)，和通過 確定針對驅(qū)動模式信號的第二驅(qū)動模式循環(huán)的第二驅(qū)動參數(shù)，流動參數(shù)確定 系統(tǒng)可操作來確定流動參數(shù)，其中驅(qū)動模式信號對應(yīng)于施加到流管以保持其 振蕩的驅(qū)動信號。流動參數(shù)確定系統(tǒng)可操作來基于第一混雜參數(shù)和第二混雜 參數(shù)確定第 一驅(qū)動參數(shù)和第二驅(qū)動參數(shù)?；祀s信號可包括科里奧利模式信號。由于流管或流體的條件變化，第一 混雜參數(shù)和第二混雜參數(shù)可彼此不同?；诘谝换祀s參數(shù)和第二混雜參數(shù)之間的差別，混雜確定系統(tǒng)可操作來 執(zhí)行流管或流體的條件診斷6該系統(tǒng)可包括驅(qū)動發(fā)生器，其可操作來輸出修改的驅(qū)動參數(shù)，該參數(shù)用 于產(chǎn)生施加到流管用于保持其振蕩的驅(qū)動信號。基于第一混雜參數(shù)和第二混 雜參數(shù)，該驅(qū)動發(fā)生器可操作來確定修改的驅(qū)動參數(shù)。驅(qū)動發(fā)生器可操作來 確定修改的驅(qū)動參數(shù)，以使得修改的驅(qū)動參數(shù)包括混雜消除參數(shù)，該參數(shù)被 設(shè)計來降低傳感器信號內(nèi)混雜信號的影響。一種或多種實施方式的細節(jié)在下面的附圖和說明書中描述。其他特征將 從說明書和附圖以及權(quán)利要求書中顯而易見的。


圖1A是使用彎曲流管的流量計的示意圖。 圖1B是使用直流管的流量計的示意圖。圖2是使用科里奧利模式處理技術(shù)的流量計的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是具有驅(qū)動模式信號分量和科里奧利模式信號分量的傳感器信號的 第一時序圖。圖4是說明圖2的流量計的操作的流程圖。 圖5是說明圖2的流量計的第一處理的流程圖。 圖6是圖2的流量計的第二處理的流程圖。 圖7是圖2的流量計的第二實施方式的框圖。圖8是具有驅(qū)動模式信號分量和科里奧利模式信號分量的傳感器信號的 第二時序圖。圖9是說明圖7的流量計的第 一操作的流程圖。 圖IO是說明圖7的流量計的第二操作的流程圖。 圖11是說明圖7的流量計的第三操作的流程圖。 圖12是說明圖2和7的流量計的第一類型計算的時序圖。 圖13是說明圖2和7的流量計的第二類型計算的時序圖。 圖14是說明圖2和7的流量計的第三類型計算的時序圖。 圖15是說明圖2和7的流量計的第四類型計算的時序圖。 圖16A和16B是說明兩個傳感器信號之間的相位差的曲線圖。 圖17A和17B是^t明平均頻率和才交正頻率的曲線圖。圖18是說明科里奧利頻率估計的例子的曲線圖。圖19A-19D是說明驅(qū)動信號的振幅和相位的原始值和校正值的曲線圖。圖20A-20D是說明驅(qū)動信號的幅度調(diào)制的曲線圖。圖21A-21D是說明驅(qū)動信號的相位差中階躍變化的曲線圖。圖22A-22E是說明科里奧利振幅中變化的曲線圖。
具體實施方式
流量計的類型包括數(shù)字流量計。例如，美國專利US6,311,136 (在此將 其以引用方式并入)公開了數(shù)字流量計和包括信號處理和測量技術(shù)的相關(guān)技 術(shù)的使用。這種數(shù)字流量計在它們的測量中可以是非常精確，具有很小或可 忽略的噪聲，并且可能夠在用于驅(qū)動管道的驅(qū)動器電路處實現(xiàn)寬范圍的正和 負增益。這種數(shù)字流量計由此在各種設(shè)置中是有優(yōu)勢的。例如，普通轉(zhuǎn)讓 (commonly-assigned)的美國專利6,505,519 (在此將其以引用方式并入)公開 了甚至在諸如兩相流動的困難條件期間，使用寬增益范圍和/或使用負增益以 防止失速，和更精確地對流管實施控制。模擬流量計也存在。盡管這種模擬流量計可以容易具有模擬電路的典型 缺點，例如相對于數(shù)字流量計來說具有低精確性和高噪聲測量的缺陷，但也 可以與這里討論的各種技術(shù)和實施方式相符合。因此，在下面的討論中，術(shù) 語"流量計"或"測量儀"用來指任何類型的裝置和/或系統(tǒng)，其中流量計系 統(tǒng)，諸如，例如科里奧利流量計系統(tǒng)使用各種控制系統(tǒng)和相關(guān)元件來測量流 經(jīng)流管或其他管道的材料的質(zhì)量流、密度和/或其他參數(shù)。圖1A是使用彎曲流管102的流量計的示意圖。具體來講，彎曲流管102 可用來測量例如(移動)流體的一個或多個物理特性，諸如，例如如上所指 的密度。在圖1A中，數(shù)字發(fā)射機104與彎曲流管102交換傳感器和驅(qū)動信 號，以便感測彎曲流管102的振蕩并且相應(yīng)地驅(qū)動彎曲流管102的振蕩。通 過快速和精確地確定傳感暴和驅(qū)動信號，如上所指出的，數(shù)字發(fā)射機104提 供彎曲流管102的快速和精^操作。與彎曲流管一起使用的發(fā)射機104的例 子例如在普通轉(zhuǎn)讓的美國專利6,311,136中提供。圖1B是使用直流管106的流量計的示意圖。更具體來講，在圖1B中， 直流管106與數(shù)字發(fā)射機104相互作用。這種直流管在概念水平上類似于彎 曲流管102而工作，相對于彎曲流管102具有各種優(yōu)勢/劣勢。例如，僅僅由于它的結(jié)構(gòu)尺寸，直流管106比彎曲流管102更容易(完全)充滿和清空。 在工作中，彎曲流管102可工作在例如50-110Hz的頻率，而直流管106可 工作在例如300-l，000Hz的頻率。圖2是使用科里奧利模式處理技術(shù)的流量計的結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，數(shù)字 質(zhì)量流量計200包括數(shù)字發(fā)射機104、 一個或多個運動傳感器205、 一個或 多個驅(qū)動器210、流管215 (其也可被參考為管道，并且其可表現(xiàn)為彎曲流 管102、直流管106、或一些其他類型的流管)、和壓力傳感器220。數(shù)字發(fā) 射機104可使用一個或多個例如處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可 編程門陣列(FPGA)、 ASIC、其他可編程邏輯或門陣列、或具有處理器核 心的可編程邏輯來實現(xiàn)。至少基于從運動傳感器205接收的信號，數(shù)字發(fā)射機104產(chǎn)生對例如流 經(jīng)流管215的材料的密度和/或質(zhì)量流的測量。數(shù)字發(fā)射機還控制驅(qū)動器210 來引起流管215中的運動。該運動是由運動傳感器205來感測的。流經(jīng)流管的材料的密度測量例如與流管215的運動頻率和/或流管215 的溫度有關(guān)，該流管215的運動是由驅(qū)動器210施加的驅(qū)動力在流管215中 引起的。類似地，流經(jīng)流管215的質(zhì)量流與流管215運動的相位和頻率、以 及流管215的溫度有關(guān)。流量計200可以配置為只測量密度并由此作為比重 計操作。流管215中的溫度影響流管的某些性質(zhì)，諸如它的硬度和尺寸，使用溫 度傳感器220測量該流管215中的溫度。此外，在圖2中，壓力傳感器225 被顯示為與發(fā)射機104通信，并連接到流管215，以便可操作來感測流經(jīng)流 管215的材料的壓力。更具體地講，壓力測量可涉及到流管215內(nèi)流體的絕 對壓力測量，或涉及到經(jīng)過流管的一部分的差分壓降(differential pressure drop)。圖2還圖示了液體組分探針230，當(dāng)流管215包含具有多于一種流體成 分的混合流體，諸如，例如是油和水時，該液體組分〗笨針230可操作來測量 流管215內(nèi)特定液體的量。稍^f鼓類似地，空隙(void)組分235測量流體內(nèi)流 管215內(nèi)氣體的百分比，凌力t體內(nèi)流管215包含至少一種液體和至少一種氣 體成分。盡管在圖2中沒有特別圖示，但各種其他成分可用來測量或確定流 管215內(nèi)流體的性質(zhì)。數(shù)字發(fā)射機104包括流量計輸出單元240，該輸出單元240可搡作來確ii定與流量計200的操作有關(guān)的信息。具體來講，流量計輸出單元240包括質(zhì) 量流率/密度確定系統(tǒng)245，該系統(tǒng)可搡作來確定流管215內(nèi)的質(zhì)量流率和/ 或流體密度。流量計輸出單元240還包括驅(qū)動信號發(fā)生器250,其可操作來 將驅(qū)動信號特性輸出到驅(qū)動器210,以便保持流管215的振蕩?；趶膫鞲衅?05接收的傳感器信號，流量計輸出單元240執(zhí)行上述功 能。例如，流量計輸出單元240可分析來自傳感器205的傳感器信號，以確 定傳感器信號的頻率、和/或來自傳感器205中的不同傳感器的傳感器信號之 間的相位差。在理論上，這些傳感器信號反映由驅(qū)動器210施加的驅(qū)動頻率處流管振 動的形式、參數(shù)和特性，并在它們內(nèi)部或彼此相關(guān)的包含關(guān)于流管215內(nèi)質(zhì) 量流率、密度或流體流動的其他參數(shù)的信息。例如，如果驅(qū)動信號被簡化為 純正弦信號和作為純正弦信號被施加，那么由傳感器205檢測的傳感器信號 在理論上也應(yīng)當(dāng)實質(zhì)上為純正弦。實際上，許多混雜(contaminant)存在于傳 感器信號中，其可以以不希望的方式改變傳感器信號的特性。因此，作為這 些混雜在傳感器信號內(nèi)存在的結(jié)果，由流量計輸出單元240輸出的測量可能 會不太精確。諧波。這種諧波可以由例如^感器205內(nèi)的非線性引起，并且不會表現(xiàn)為流 管215內(nèi)實際的振動。如果驅(qū)動頻率被指定為第一諧波，那么典型的第二、 第三和第四諧波振幅可以是例如分別處于第一諧波振幅的1%、 0.5%、 0.5% 和0.1%。而且，十次或更高次諧波可在給定環(huán)境中傳感器信號內(nèi)觀測到。除了由應(yīng)用驅(qū)動信號產(chǎn)生的所需驅(qū)動模式之外，傳感器信號的另一個混 雜源包括流管215的其他模式的振動。例如，外部振動、流率中的突變或各 種其他因素可導(dǎo)致流管215附加模式振動的存在?？梢源嬖谟诹髁坑?00內(nèi)的振動模式的一個例子公知為振動的科里奧 利模式。科里奧利模式典型地是最接近于驅(qū)動模式的模式，并因為與流量計 200的質(zhì)量流測量相關(guān)聯(lián)的科里奧利力以這種振動模式操作，所以被參考為 科里奧利模式?？赡芰钊嘶靵y，但科異奧利力出現(xiàn)在驅(qū)動頻率處，因此，可分析驅(qū)動模 式的頻率和/或相位來確定銅如流管215內(nèi)流體的質(zhì)量流率。即，正如剛提到 的，當(dāng)流管215振動時，流管215可包括至少兩種模式的振動，其中一種模式對應(yīng)處于驅(qū)動或被驅(qū)動模式的流管215的振動，第二模式對應(yīng)處于科里奧利模式的流管215的振動。這兩種模式可以具有對應(yīng)于流管215運動(例如， 扭曲)的不同模式形狀。流管215內(nèi)流體質(zhì)量流引起科里奧利模式形狀振蕩， 但在驅(qū)動頻率處，同時，科里奧利模式形狀具有其自身的固有頻率，該固有 頻率易于被外部振動或其他因素激勵。換句話說，對科里奧利模式有兩個方面其在驅(qū)動頻率處的振蕩(與流 量計200的測量原理相關(guān)聯(lián))、自身頻率處科里奧利模式的自由振動(即， 科里奧利頻率)。例如由外部振動和其他因素產(chǎn)生的是科里奧利模式的后一 方面。正如下面更加詳細地解釋的，將流量計200設(shè)計來特性化、識別和/ 或最小化這種科里奧利模式的影響。為了說明上述概念簡要地參考圖3，信號302反映上述驅(qū)動模式信號， 即，對應(yīng)于流管215的運動(例如，速度)的、與由驅(qū)動器210施加到流管215 的驅(qū)動信號有關(guān)的信號。來自驅(qū)動器210的驅(qū)動信號和產(chǎn)生的流管運動(速 度)理想地應(yīng)當(dāng)彼此同相但不同量，具體來講，前者通常以mA表示，后者 以mV表示。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在下面的描述中，信號302不表示由驅(qū)動器 210輸出的驅(qū)動信號，而是表示對應(yīng)于流管215的振動的被驅(qū)動模式的驅(qū)動 模式信號，該振動由來自驅(qū)動器210的驅(qū)動信號對流管215的動作激勵。信號304表示由傳感器205感測的傳感器信號，作為流管215振動的結(jié) 果?？评飱W利模式信號306或科里奧利信號306說明剛才指的科里奧利模式 混雜。因此，傳感器信號304由至少兩種模式的振動組成驅(qū)動模式信號302 和科里奧利模式信號306。驅(qū)動模式信號302和科里奧利模式信號306還可 分別或通過相似術(shù)語學(xué)被稱為驅(qū)動頻率信號302和科里奧利頻率信號306、 或驅(qū)動信號分量302和科里奧利信號分量306、或驅(qū)動頻率分量302和科里 奧利頻率分量306。在圖3的例子中，可以看到科里奧利模式信號306的頻率低于驅(qū)動模式 信號302的頻率(即，科里奧利模式信號306的周期大于驅(qū)動模式信號302 的周期)。然而，通常，科里奧利模式信號306可具有比驅(qū)動模式信號302 更小或更大的頻率。而且，可以具有多重科里奧利模式信號306，其中第一 個科里奧利模式信號可具有比驅(qū)動模式信號302小的頻率，第二科里奧利模 式信號可具有比驅(qū)動模式信號302大的頻率。通常，科里奧利模式信號306 是一種通常接近于驅(qū)動模式信號306的振動模式的振動模式。然而，科里奧利模式信號306就頻率而言不需要特別接近驅(qū)動模式信號302。例如，在圖 IB的直流管中，當(dāng)使用最低模式的振動作為驅(qū)動模式時，下一個(科里奧 利)模式的振動可以是兩次或更高次，因此可被濾出。通常，雖然關(guān)于傳感器信號304內(nèi)的驅(qū)動模式信號302的科里奧利模式 信號306的分離(例如，過濾)或特性化可以是困難的或不可以的。而且， 因為科里奧利力可以隨后更容易地在驅(qū)動模式內(nèi)出現(xiàn)，所以當(dāng)科里奧利模式 信號306就頻率而言盡可能接近驅(qū)動模式信號時(由此降低過濾的功效或可 能性)，可以改善量計200的響應(yīng)時間。當(dāng)驅(qū)動模式信號302對應(yīng)于流管215振動的最低模式時，科里奧利模式 信號306可以是在驅(qū)動模式信號302之上的下一個最高常駐模式。然而，當(dāng) 驅(qū)動模式是振動的相對高模式時，正如剛剛指出的，科里奧利模式信號306 可以是下一個最低常駐模式，因此可能需要考慮兩個相鄰模式(驅(qū)動模式之 上或之下)。這些可被稱為上和下科里奧利模式。在圖2和3的例子中，為 了簡單的原因，只考慮一個科里奧利模式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，不管科里奧利 模式信號306的頻率低于和/或高于驅(qū)動模式信號302的頻率，這里描述的分 析都是有效的。而且在圖3中，為了下面的討論將區(qū)域308和區(qū)域310指定為所關(guān)心的 區(qū)域。區(qū)域308包括時間t=0,在該時間發(fā)生驅(qū)動模式信號302的零交叉點 和傳感器信號304本身的零交叉點。如圖所示，時差或偏移zl存在于這兩 個零交叉點之間，其是由于例如傳感器信號304內(nèi)科里奧利信號306的存在。 如上所指出的，例如在確定傳感器信號304的頻率時流量計輸出單元240的 操作中，零交叉點的檢測可能是重要的，以便由此推導(dǎo)流管215內(nèi)流體的密 度。因此，偏移zl可能導(dǎo)致流量計輸出單元240的降低的精確性或完全的 失敗或降低的效率。區(qū)域310也包括偏移zl。正如在下面更加詳細地描述的，在下面參考 為z2的附加偏移可能存在于傳感器信號304中，其為了圖2-6的討論的目的 沒有圖示。部分通過特性化、說明和/或識別偏移zl，流量計200能夠確定科里奧 利模式信號306的特性和參數(shù)。實施另 一種方式，流量計200能夠確定傳感 器信號304的特性和參數(shù)，這些特性和參數(shù)與驅(qū)動模式信號302有關(guān)，與科 里奧利模式信號306無關(guān)。因此，流量計200說明科里奧利模式信號306存在的原因或理由(例如，外部振動、提高的流率、或改變的流體流動內(nèi)氣體 的百分比)，并輸出質(zhì)量流率和/或密度測量(還有隨后的驅(qū)動信號)，它們很精確，并能對抗(resistantto)科里奧利模式信號306的動因和影響?；仡^參考圖2，其圖示了用來獲得流量計200的這種精確和穩(wěn)定操作的 流量計200的組成、操作和分析。例如，數(shù)字發(fā)射機104包括信號分析器255， 其可操作來從傳感器205接收傳感器信號，并輸出傳感器信號的至少兩個特性。具體來講，信號分析器255輸出傳感器信號304的第一特性，其中驅(qū)動 模式信號302的影響被最大化或相對于傳感器信號304內(nèi)的與科里奧利信號 306有關(guān)的信息被強化(emphasized)。而且，信號分析器255輸出傳感器信號 304的第二特性，其中科里奧利模式信號306參數(shù)的影響相對于驅(qū)動模式信 號302的存在被最大化。在這種情況下，可以將第一特性即驅(qū)動強化的特性 輸出到信號識別器260,用于識別驅(qū)動模式信號302的參數(shù)。類似地，但相 反地，信號分析器255將傳感器信號的第二特性即科里奧利強化的特性輸出 到信號識別器，用于識別科里奧利模式信號306參數(shù)。這個普通過程以及各種子過程可以迭代重復(fù)，直到達到關(guān)于傳感器信號 304的特性的所希望的精度級。即，對于流量計輸出單元240通常所關(guān)心的 參數(shù)是那些傳感器信號304的特性，這些特性對應(yīng)于只在驅(qū)動頻率處的流管 的振動，不受傳感器信號304內(nèi)科里奧利模式信號306的存在的混雜。這些 傳感器信號304的參數(shù)或特性允許流量計輸出單元240來確定流管215內(nèi)流 體的質(zhì)量流率和/或密度，并產(chǎn)生精確保持流管215所希望的振蕩的驅(qū)動信號 到驅(qū)動器210。然后，在這里所描述的實施方式中，這些反映驅(qū)動模式信號302的特性 的參數(shù)和在這里被稱為驅(qū)動信號參數(shù)的傳感器信號304的參數(shù)被稱為"A" 指的是驅(qū)動模式信號302的振蕩振幅；"f'是驅(qū)動模式信號302的頻率； "e"是當(dāng)時間t二0時驅(qū)動頻率處傳感器信號304的相位。類似地，科里奧 利模式信號306的相應(yīng)參lt包括振幅B、頻率k和相位cp。因此，通過確定驅(qū)動參數(shù)A、 f和6的精確表示，信號分析器255和信 號識別器260保證流量計輸出單元240的精確輸出和操作。類似地，通過確 定科里奧利模式信號306參數(shù)B、 k和cp的精確特性，信號分析器255和信 號識別器260可有助于A、 f和6的精確確定。而且，通過確定科里奧利模式信號306參數(shù)B、 k和cp，數(shù)字發(fā)射機 104允許精確確定例如外部振動或?qū)е聜鞲衅餍盘?04中科里奧利模式信號 306的存在的其他因素的特性。結(jié)果，這種外部因素可從傳感器信號304中 提取出來，用于例如產(chǎn)生科里奧利模式參數(shù)的確定值的外部事件的分析，或 否則用于響應(yīng)這些因素和/或消除這些因素的影響。然后，在一次接一次循環(huán)的基礎(chǔ)(根據(jù)需要或更頻繁或較不頻繁)上， 可執(zhí)行用于確定驅(qū)動和科里奧利參數(shù)A、 f、 e、B、 k和cp的所描述技術(shù)。 這樣，來自前一循環(huán)的信息可用于在下一循環(huán)上執(zhí)行的計算(例如，作為初 始估計)。而且，在發(fā)生變化的傳感器信號的同一或下一周期內(nèi)，可檢測和 特性化傳感器信號304中的變化。正如在下面更詳細地描述的，通過執(zhí)行零交叉點;險測器255，信號分析 器255進行操作，其分析傳感器信號304，以確定傳感器信號304穿過零值 的時間，例如在圖3中的區(qū)域308和310內(nèi)。正如所知道的，這種感測的零 交叉點可用來計算傳感器信號304的周期，并由此計算傳感器信號304的頻 率。頻率計算機270可用來接收零交叉點檢測器265的輸出，以計算傳感器 信號304的頻率f。然后，可以從頻率f中確定科里奧利模式信號306的頻 率k。例如，經(jīng)常的情況是，頻率f和頻率k之間的現(xiàn)有關(guān)系是已知的。例 如，頻率k可被表達為由因子々3或由其他因子化簡的頻率f。一旦頻率f和k是已知的，積分器(integrator)275可用來執(zhí)行傳感器信號 304的兩種特性化。即，如上所述，積分器275可執(zhí)行信號304的第一積分， 其中傳感器信號304內(nèi)驅(qū)動模式信號302的參數(shù)A、 f和e相對于存在于傳 感器信號304內(nèi)的科里奧利模式信號306的科里奧利模式參數(shù)B、 k和cp 而被最大化或被強化。結(jié)果，積分器275可輸出傳感器信號304的驅(qū)動強化 的特性到信號識別器260，其中科里奧利模式信號306的參數(shù)B、 k和cp的 影響被最小化或被消除。類似地，積分器275可執(zhí)行第二積分，其中傳感器信號304內(nèi)科里奧利 模式信號306的參數(shù)或特性B、 k和cp相對于傳感器信號304內(nèi)相應(yīng)驅(qū)動信 號參數(shù)A、 f 、 e而被最大化或被強化。結(jié)果是科里奧利強化的特性被積分 器275輸出到信號識別器260。信號識別器260接收積分結(jié)果，即，積分結(jié)果280內(nèi)傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性和傳感器信號304的科里奧利強化的特性。積分器275的功 能還可被稱為模式最大化,即，積分器275執(zhí)行第一積分來最大化傳感器信 號304內(nèi)驅(qū)動模式信號302的影響(最小化科里奧利模式信號306的影響)， 并執(zhí)行第二積分來最大化傳感器信號304內(nèi)科里奧利信號306的影響(最小 化驅(qū)動模式信號302的影響)。例如，積分器275可將這兩個積分作為傳感器信號304的數(shù)值積分執(zhí)行， 其例子在下面更加詳細地提供。然后，這些數(shù)值積分的結(jié)果可被存儲在積分 結(jié)果280中。第二存儲器或數(shù)據(jù)庫285存儲將被計算的各種信號參數(shù)的原始和/或修 正的估計。因此，參數(shù)計算器290輸入積分結(jié)果和原始參數(shù)估計，并計算參 數(shù)的剩余部分，以及用于參數(shù)估計的改進值。信號分析器385可使用相同或 相似的參數(shù)估計，因此參數(shù)估計數(shù)據(jù)庫285也圖示在信號分析器255內(nèi)。當(dāng) 然，信號分析器255和信號識別器260可訪問相同或不同的參數(shù)估計數(shù)據(jù)庫 285。在下面參照圖3和4更加詳細地提供信號分析器255的操作的例子。具 體來講，應(yīng)當(dāng)理解，用于確定傳感器信號304的振幅A和相位數(shù)據(jù)e的已知 技術(shù)包括信號304的傅立葉分析，正如例如在普通轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 6,311,136中詳細描述的，其在上面以引入方式并入。在這種分析中，例如， 積分可在傳感器信號304的周期內(nèi)執(zhí)行，該周期假定等于驅(qū)動模式信號302 的周期，正如在下面由公式l、 la、 2和2a所說明的。IS (A , f, 6 ):=丄 fA .sin [(2-兀-f.t) + e].sin (2兀-f-t) dt0公式(1 )公式(la)I—C(A,f，e) :-A'sin[(2'兀'f.t) + e]'c。s(2.兀'ft) dt"70公式(2 )/_C(J,/,。 = ^Sin(。公式(2a)正如可看到的，公式(1 )和(2 )分別依賴于與調(diào)制函數(shù)sin(2兀ft)和cos(2兀ft) 的積分。公式(1 )和(2)可分別被簡化成公式(la)和(2a),其可被處 理來確定A和0的分析表示，正如在公式(3)和(4)中所示A est :=2.i^I S— +C2公式(3 )9 est := atanI—C I S公式(4 )因此，給定函數(shù)i—s和i—c的值以及頻率f，可以獲得值A(chǔ)和e的估計值?？傊?，因而，例如表達式Asin (2兀t + e)和Acos(2對+ e)表示傳感器信 號304。在不影響公式(1 ) - (4)的結(jié)果的情況下，傳感器信號的更高次諧 波可能存在，因為根據(jù)定義，諧波的零交叉點將與傳感器信號304本身的零 交叉點相同，并且設(shè)計傅立葉分析來消除這種諧波的影響。在公式(l)和 (2)中，如上所述，在驅(qū)動頻率f處用純正弦或余弦調(diào)制函數(shù)(即分別為 sin(2兀ft)和cos(2兀ft))乘以傳感器信號304，并且在一個完整驅(qū)動周期內(nèi)積 分該傳感器信號304。18作為這些操作的結(jié)果，可通過確定兩個分離傳感器信號上觀測相位數(shù)據(jù)之間的差(例如，兩個不同傳感器的0中的差)來確定多個傳感器信號304 之間的相位差，其大致與流管215內(nèi)流體的質(zhì)量流率成比例。而且，因為頻 率是已知的，還可以確定材料的密度。更進一步，這些因素連同振幅A的確 定值可用來產(chǎn)生驅(qū)動信號到驅(qū)動器210,因此保持流管215的所希望的振蕩。 公式(1 ) - (4)的分析沒有專門考慮科里奧利模式信號306的影響，因此， 當(dāng)幾乎沒有或沒有可能導(dǎo)致傳感器信號304中科里奧利模式信號306的存在 的干擾或其他因素時，這些分析是足夠的。然而，在圖2和3中，如上面所參考的和在下面更加詳細地描述的，考 慮科里奧利模式信號306的存在和影響。具體講，例如，積分器275執(zhí)行對 公式(1) - (4)的相關(guān)分析，但基于科里奧利模式信號306的操作周期執(zhí) 行積分，該周期與驅(qū)動模式302的振蕩周期相反。例如，在下面的例子中，積分周期沿著遠離驅(qū)動模式信號302的零交叉 點的兩個方向上對稱延伸，以便包圍科里奧利模式信號306的整個振蕩周期。 換句話說，不是在從時間t-0到時間t=l/f的周期內(nèi)積分，而是積分周期負向 延伸值[(1 /2k)-( 1/2f)],從相應(yīng)驅(qū)動周期的末端沿正向方向延伸相應(yīng)量[(1 /2k) -(l/2f)]，如在圖3中所圖示的。這種方法導(dǎo)致公式(1)和(2)的積分極限值的改變，具體來講，除了 改變極限值本身，還改變調(diào)制函數(shù)，正如在下面更加詳細地描述的。還如下 所述，而且在上下文中調(diào)制函數(shù)的改變考慮了積分器255的模式最大化能力， 如上所述。例如，如果使用兩倍于科里奧利模式頻率(即，2k)的第一調(diào)制 函數(shù)，然后驅(qū)動模式的影響將被最大化，而科里奧利模式的影響將被降低或 被消除。然而，如果使用等于科里奧利頻率(k)的第二調(diào)制函數(shù)，那么科 里奧利模式的影響將被最大化。公式5-8提供了兩倍于科里奧利模式頻率的 第 一描述的調(diào)制函數(shù)的例子。具體講，公式(5)說明了 CS2—zl整數(shù)。即，使用上述符號，公式(5) 表示上面公式(1)的形式，但具有許多關(guān)于對公式(5)使用的形式和符號 的注釋點。第一，除了表示驅(qū)動模式信號302的作用的公式(1 )的"A"項 外，公式(5)還包括表殺#里奧利模式信號306的"B，，項(即，Bsin[2兀kt + cp])。即，公式(5)采用"整數(shù)值=(A或驅(qū)動模式項)+ (B或科里奧利 模式項)"的普通形式，這通過下面的公式和討論可以看出。第二，公式(5)具有整數(shù)極限值，該極限值擴展到包圍科里奧利模式 的整個周期，該科里奧利模式再次在公式(5)中通過"B，，項來指出。第三，象公式(1)，公式(5)表示傅立葉分析的正弦項，正如通過"S，，項所表示 的。第四，公式(5)包含具有頻率2k的調(diào)制函數(shù)，通過在調(diào)制函數(shù)中使用 (4兀k)和通過表達式CS2—zl的"2"項標(biāo)明。第五，正如通過CS2—zl表達式 中zl項所標(biāo)明的，公式(5)包括在整數(shù)極限值中并因此在調(diào)制函數(shù)中的偏 移值zl，以便考慮對于圖3的區(qū)域308和310在上面所討論的傳感器信號304 的改變的零交叉點的作用。<formula>formula see original document page 20</formula>公式(5 )而且在公式(5)的表達式中，應(yīng)當(dāng)理解，表示整數(shù)極限值，以使得在 圖3中用于驅(qū)動模式分量(A項)的零項點發(fā)生在時間1=0處，而由于傳感 器信號304內(nèi)科里奧利模式分量306的存在，傳感器信號304的零交叉點發(fā) 生在時間t二zl?？蛇x擇這個符號來反映在積分器275內(nèi)執(zhí)行的計算，其中通 常在零交叉點之間執(zhí)行積分，而不是在zl處開始，因為在積分時，zl值通 常是未知的。已經(jīng)表達了這個CS2一zl整數(shù)，對于其值的解析表達式可根據(jù)其參數(shù)f、 k、 A、 zl、 B、 (p和zl表達。如在下面所看到的， 一般而言，可以確 定公式(5)的A項和B項的每個的解析形式，具體來講，B項可能被發(fā)現(xiàn) 正好是零。因此，對于公式5的A項，類似于公式(la),可被確定并在公 式(6)中表達出來:<formula>formula see original document page 20</formula>公式(6 )如上所述，公式(5)的B項的相應(yīng)表達式可被確定為零，其是積分器(模式最大器)275的第一所希望的結(jié)果。即，公式(6)提供第一對整數(shù)的 第一項，其中驅(qū)動模式相對于科里奧利模式被強化或被最大化，實際上，公 式(6)獲得了整個消除科里奧利模式(B項)的所希望的結(jié)果，因此，公 式(6 )可被認為是公式(6 )整個積分的解析結(jié)果，具有A的上述項，B項 被整個消除。如所解釋的，擴展整數(shù)極限值和將調(diào)制函數(shù)頻率擴大兩倍自然 獲得該結(jié)果，該結(jié)果考慮了偏移zl的影響。就公式(2)而言可執(zhí)行相應(yīng)的分析，即，傅立葉分析的余弦項。使用 上述符號，公式(7)表示CC2—zl整數(shù)。即，第一個"C"再一次標(biāo)明在整 個科里奧利模式周期內(nèi)的積分，第二個"C"標(biāo)明表達余弦項的事實，"2" 表示將調(diào)制頻率加倍。<formula>formula see original document page 21</formula> 公式(7 )如同公式(6),可獲得公式(7)的解析表達式，并在下面表示為公式(8)。<formula>formula see original document page 21</formula> 公式(8 )而且，公式(6)的B項的類似表達式可表示為零，其是最小化科里奧 利模式影響和最大化驅(qū)動模式信號302影響所希望的結(jié)果。換句話說，公式 (8)提供根本不具有B項的CC2—zl的分析表達式，正如通過將兩倍于科 里奧利頻率k(即，2k)的頻率作為調(diào)制函數(shù)并在科里奧利周期內(nèi)積分已將 其消除。因此,公式(8)表示由積分器(模式最大器)275輸出的第 一對整數(shù)中的第二項,其中驅(qū)動模式信號302相對于科里奧利模式被強化。即，在這個例子中，傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性分別包括公式(6 )和(8 )的整數(shù)對CS2一zl 和CC2一zl。如下所述，可以以類似于上述公式(3)和(4)的方式使用公式(6) 和(8 ),以便分別獲得A和zl的可解表達式。然而，由于科里奧利信號306 的影響在公式(6 )和(8 )中最小化，所以當(dāng)施加到用科里奧利模式分量306 混雜的傳感器信號時，相對于從公式(3)和(4)中計算出的值這些值的精 確度將提高。而且，這些A和zl的改進值可用來更精確地確定針對科里奧利模式信 號306本身的相應(yīng)項B和cp的值，然后其本身可用來確定A和zl的再一次 精確值。這個過程可以迭代重復(fù)，直到達到所希望的精度級。然后，值A(chǔ)可 用來產(chǎn)生針對施加到流管215的新驅(qū)動信號的適當(dāng)參數(shù)，來自第一傳感器的 第一傳感器信號的值zl可以與為來自第二傳感器的第二傳感器信號確定的 zl的相應(yīng)值結(jié)合使用，以便確定傳感器信號之間的相位差(由此確定流管 215內(nèi)流體的質(zhì)量流率)。具體來講，可從下面的公式(9)-(14)確定相應(yīng)項B和cp。在公式(9 ) -(14) 中,確定兩個類似項CS1—zl和CC1—zl,其中，再一次，第一項"C"表示相 應(yīng)于科里奧利模式整個驅(qū)動周期的整數(shù)極限值，第二項"S"或"C"分別表 示正弦項或余弦項，以及"1"項將頻率k的^f吏用指定為調(diào)制頻率。因此，公式(9)表示CS1—zl項，其中公式(9)和公式(5)之間的差 別僅在于調(diào)制項包含形式sin(2兀k(…))的項而不是sin(4兀k(…))。因此，公式 (9)可寫為11CS1—zl—mt(A，f，B，k，(t)，zl):'—+——一|+z
f ( 2k 2f乂[B'sin[(2'兀'k.t) +小]十A'sin(2'兀.f't)]'sin■兀-k't — zl丄2kJ_、2。dtf J__j_)、2k 2fJ Z公式(9 )公式(9)具有在公式(10)中表示的A項的分析表達式:22CSl_A。nly_zl(A,f,B,k,()),zl)—k.A"^.7t )'COS(2'f.7l'zl)公式(10)公式(9)具有在公式(11 )中表示的B項的分析表達式:/ 人—BCS1—Bonly_zl(A,f,B,k,ij),zl) :=--cos2. kk.兀.l —h 2.zl +小If J Y公式(11)如下所見，公式(10)的B項相對于公式(11 )的A項被最大化，盡 管A項不趨向于零?？蓪τ煞e分器275輸出的傳感器信號304的科里奧利強化(即B項最大 化)的特性的余弦項執(zhí)行類似分析。如在公式(12)中所示，這個余弦項可 表示為CC1 zl:CC1—zl—int(A,f,B,k,(Kzl)1 f 11 、y+| -———|+Zlf 、 2k 2f v[B.sin[(2.7fk.t) + (|)] + A.sin(2.兀.f.t)].c2.兀.k.t — zl + I---、2k2f,dt'11 、 ———l+zl、2k 2fj公式(12)公式(13)和(14)分別表示公式(12)的A項和B項的分析表達式:CC1 _Aonly_zl (A ， f， B, k, (|)， zl)-f.A 卩f ) , 、k-' " 1公式(13 )CC1—B。nly—zl(A,f,B,k,()),zl) :=--sin2' kk.7T. — + 2.zl+ ())公式(14)如同上面的公式(10)和(11 )，以及如在下面更加詳細地描述的，公式(13 )的B項相對于公式(14 )的A項被最大化。結(jié)果，類似于公式(3 ) 和(4)，可分別確定B和cp的表達式，因此可將B和cp確定到相當(dāng)高的精 確度，具體地因為上面改進了精確度的A和zl項可在其計算中使用。在下面更加詳細地提供對公式(5)-(14)的推導(dǎo)和使用的進一步解釋和例 子，具體來講，參照圖12-15，包括對上述第一和第二調(diào)制函數(shù)的選擇的進 一步解釋。然而，參照圖2-11的所述操作和相關(guān)聯(lián)的例子，足以理解積分器 275可操作來，在由關(guān)于驅(qū)動模式信號302的周期的科里奧利模式信號306 的周期定義的時間間隔上，執(zhí)行傳感器信號304的數(shù)值積分，該科里奧利模 式信號306的周期包括由科里奧利模式信號306的存在引起的零交叉點偏移 zl。結(jié)果，如上所述，積分器275輸出作為第一對整數(shù)CS2—zl和CC2—zl 的傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性，和作為第二對整數(shù)CS1—zl和CCl一zl 的傳感器信號304的科里奧利強化的特性。結(jié)果，圖2的信號分析器255和信號識別器260可被認為是混雜確定或 檢測系統(tǒng)，其可操作來確定諸如傳感器信號304內(nèi)的科里奧利模式信號306 的混雜信號的實際值。而且，這些值可在一個接一個周期的基礎(chǔ)上確定，即 使當(dāng)驅(qū)動模式信號302非常接近于混雜信號并且不需要混雜信號的濾波時。 一個關(guān)鍵的基本原理是，在積分過程之前運動傳感器信號沒有被濾波，例如， 以便降低任何特定振動模式的影響，由此避免任何動態(tài)響應(yīng)的損失。結(jié)果， 流量計200的動態(tài)響應(yīng)非常好，具體來講，流量計的響應(yīng)同時改變流管215 內(nèi)流體的流動參數(shù)(例如，流體的質(zhì)量流率值的變化)和改變混雜信號的混 雜參數(shù)(例如，由于流管的外部干擾、或由于流管條件或流體條件的變化引 起的變化)。給出上述解釋，圖4-6提供了圖2的流量計200的信號分析器255和信 號識別器260的結(jié)構(gòu)、功能和操作的概述。具體講，圖4是說明圖2的信號分析器255的操作的流程圖400。在圖 4中，信號分析器255接收傳感器信號304，如上所解釋的，其包括與驅(qū)動 模式信號302相關(guān)的部分和與諸如科里奧利模式306 ( 402 )的混雜相關(guān)的其 他部分。信號分析器255的零交叉點檢測器265分析傳感器信號304，以觀察傳 感器信號304 (404)的零交叉點。從這些信息中，頻率計算器270可操作來確定驅(qū)動頻率f并因此確定科里奧利頻率k(406)。例如，如上所述，可簡單地將驅(qū)動頻率f確定為兩個連續(xù)零交叉點之間的時間周期間隔，同時可基于f和k之間的已知關(guān)系諸如k =(々3)f確定頻率k。利用f和k的已知，積分器275可如上所述關(guān)于公式(5)、 (7)、 (9) 和(12)確定整數(shù)界限(408)。即，利用所觀察的零交叉點關(guān)于實際的零交 叉點偏移時間偏移zl的已知，整數(shù)界限開始于零交叉點，但為了科里奧利 模式周期而不是驅(qū)動模式周期被調(diào)整，其是未知的，并在確定相位差和質(zhì)量 流率的后 一 階段被求解。因此，積分器275可執(zhí)行傳感器信號304的第一個數(shù)值積分，其中驅(qū)動 模式的參數(shù)將被最大化(410)。這個計算的結(jié)果分別是公式(5)和(7)的 第一對整數(shù)CS2—zl和CC2—zl。類似地，積分器275可執(zhí)行傳感器信號304的第二個數(shù)值積分，其中科 里奧利模式信號306的參數(shù)被最大化(412 )。這個計算的結(jié)果分別是公式(9 ) 和(12)的第二對整數(shù)CS1—zl和CCl_zl。圖5是說明圖2的信號識別器260的第 一處理的流程圖500。在圖5中， 信號識別器260從積分器275中接收第一個積分結(jié)果，其中第一個積分結(jié)果 提供傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性(502 )。即，如上所述，積分結(jié)果分 別包括公式(5)和(7)的值CS2—zl和CC2—zl。參數(shù)計算器290接收這些積分結(jié)果280,并獲得參數(shù)A和zl的估計 (504)。例如基于從緊接之前周期獲得的這些參數(shù)的已知可確定參數(shù)A和 zl的值的充分粗略估計，前提是假定這些參數(shù)將不會在鄰近或連續(xù)周期之間 變化太多。估計也可以從例如正使用的流管215的類型、或基于驅(qū)動頻率f 的值、或從上面公式(l) - (4)的使用中、或從其他已知來源中確定。如所提 到的，可以關(guān)于參數(shù)估計數(shù)據(jù)庫285計算并存儲這種參數(shù)估計。A—est—CS2(CS2—z 1 _vat CC2—z 1 —va:tf, k):=CC2—zl一val、 f ;CS2—zl一val、 2k ,、f 一4k'公式(15)參數(shù)計算器290使用積分結(jié)果CS2—1和CC2—zl連同公式(15)，可確定驅(qū)動振幅A的改進值，公式(15),如上所指出的，提供類似于公式3的A值的分析表達式。在公式15中，應(yīng)當(dāng)理解，項CS2—zl_val和CC2—zl—val表示CS2—zl和 CC2一zl整數(shù)的數(shù)值，它們由積分器275確定，并被輸出到信號識別器260。隨后，使用公式(16)(其中atan是反正切函數(shù))，可將CS2—zl和 CC2—zl整數(shù)的數(shù)值用來確定參數(shù)zl的改進值(508 )，公式(16)類似于上 面的公式(4):<formula>formula see original document page 26</formula>如果驅(qū)動振幅A和零偏移zl的值被確定為是精確的(510),那么可將 值A(chǔ)和zl輸出(512)。然而，如果希望或需要另外的迭代，那么A和zl 的確定值可被用作為處理500的第二個迭代的起始點(504 )。在一些具體實施方式
中，可以不需要或不希望如上所述的A和zl的估 計/迭代處理。在這些情況下，積分結(jié)果(502 )可用來直接確定A ( 506 )和 z1(508)，獲得的值對于給定的設(shè)計或目的可以是足夠精確的，不需要使用初 始估計和隨后的收斂迭代。圖6是由圖2的信號識別器260執(zhí)行的第二處理的流程圖600。在圖6 中，參數(shù)計算器290接收其中科里奧利模式參數(shù)被最大化的第二積分結(jié)果 (602 )。即，信號識別器從積分器275中接收傳感器信號304的科里奧利強 化的特性，該特性被表示為分別為公式(9 )和(12 )的整數(shù)CS1—zl和CC1—zl 計算的數(shù)值，其中使用了帶有那些表達式的調(diào)制函數(shù)的科里奧利頻率k。然后，參數(shù)計算器290獲得驅(qū)動振幅A和零交叉點偏移zl的值，它們 是在前作為圖5的處理500的輸出獲得的，并且估計振幅B和相位cp的科里 奧利參數(shù)(604)。如上所指出的，基于來自在前周期的這些參數(shù)的已知，和 /或基于例如f、 k,、 A和zl的已經(jīng)確定的參數(shù)的已知，可以獲得參數(shù)B和cp 6勺#刀士臺#^十。然后，類似于圖5的處理500，可以基于積分結(jié)果CS1 zl和CC1 zl<formula>formula see original document page 26</formula>確定科里奧利振幅B。具體講，在公式(17)中總結(jié)的步驟可在這個計算中使用，其類似于公式(3)和(15)，但是是針對B項的B—est一CSl(A,f，k,zl，CS1—val,CCl—val):=CC1—va卜CCl—Aonly一z1(A,f,0，k,0，zl) CSl—val — CSl—Aonly一zl(A,f,0,k,0,zl)公式(17)在公式(17 )中，項"c"和"s"是整數(shù)值CCl_Bonly—zl和CSl—Bonly—zl 的數(shù)值估計。他們可通過從CCl—zl和CSl一zl、或CCl一zl一val和 CSl—zl—val中減去這些整數(shù)中A的影響的估計(即，CCl—Aonly—zl和 CSl—Aonly—zl )來獲得，正如由上面公式(13 )和(10)中給定的分析結(jié)果 所定義的。然后，如圖所示，c和s的結(jié)果值以和的平方根的方式組合以獲 得B的估計。然后，積分結(jié)果CS1—zl 、CC1—zl和zl的確定值可用來確定cp值(608 )， 如公式(18)中所示并類似于上面的公式(4)和(16)，其中項c和s是為 上面的公式(17)定義的小—est—CSl(A，f，k，zl，CS1—val'CCl—val) := atan(三一 — 、e公式(18)如果B和cp的確定值足夠精確(610)，那么可輸出值B和cp (612)。否 則，如在圖5中，可執(zhí)行另外的迭代來改進B和cp的結(jié)果值。作為進一步的迭代，再一次如上面對圖5的解釋，可以不需要獲得用于 執(zhí)行隨后迭代的B和cp的初始估計。相反地，在一些具體實施中通過從積分 結(jié)果CSl一zl和CC1—zl中直接確定B (606)和cp (608 ),可獲得足夠精確 的結(jié)果(602)。如上所述，信號分析器255的處理400產(chǎn)生積分結(jié)果，其以這樣一種方式表現(xiàn)傳感器信號304的特性，即，包含關(guān)于科里奧利模式306和驅(qū)動模式 302的所有信息和與由科里奧利模式306的存在引起的傳感器信號304的零 交叉點的偏移有關(guān)的信息。更具體地講，積分器275的處理400產(chǎn)生第一對 積分結(jié)果CS2一zl和CC2一zl，其中驅(qū)動模式信號302的參數(shù)相對于科里奧 利模式信號306的參數(shù)被最大化或被強化。而且，積分器275輸出提供傳感 器信號304的科里奧利增強特性的第二對積分結(jié)果CSl一zl和CCl一zl，其 中積分結(jié)果內(nèi)科里奧利參數(shù)B和cp相對于驅(qū)動參數(shù)A和zl被最大化或被強 化。隨后，處理500使用傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性，即，積分結(jié)果 CS2—zl和CC2—zl，其中使用兩倍于科里奧利模式的頻率的調(diào)制函數(shù)。然后 可以使用驅(qū)動強化的特性來確定與驅(qū)動模式信號302有關(guān)的參數(shù)A和zl。 類似地，信號識別器260的處理600使用傳感器信號304的科里奧利增強的 特性，即，積分結(jié)果CS1—zl和CC1—zl,其中使用具有等于科里奧利模式 信號306頻率的頻率的調(diào)制函數(shù)，以獲得科里奧利模式參數(shù)B和cp。處理400-600的一些或全部可在驅(qū)動模式信號302的每個周期執(zhí)行， 或可在驅(qū)動模式信號302的每個周期執(zhí)行兩次，或可在一些其它間隔執(zhí)行。 可迭代處理400-600，直到確定參數(shù)A、 B、 zl和cp的容許值。而且，如在 下面更加詳細地描述的，這些參數(shù)和相關(guān)信息然后可用來確定頻率f和k的 改進估計，因此，使用這些改進的頻率估計，可再次執(zhí)行處理400- 600。一旦確定了 f、 A和zl的容許值(具體講， 一旦兩個不同傳感器205的 zl值相對彼此被確定)，那么流量計輸出單元240可使用這些值來確定和輸 出流管215內(nèi)的質(zhì)量流率和/或流體密度，并可進一步使用參數(shù)f、 A和zl 來產(chǎn)生適當(dāng)新形式的驅(qū)動模式信號302，用于保持流管215的振蕩。由于流量計輸出單元240從信號識別器260中接收驅(qū)動信號參數(shù)f、 A 和zl的非常精確的值，所以即使在存在強科里奧利模式信號的情況下，流 量計輸出單元240也能夠輸出質(zhì)量流率、密度和新驅(qū)動信號參數(shù)的相應(yīng)精確 值，該強科里奧利模式信號例如是由流管215的外部振動、流管215內(nèi)流體 流率的突然變化或一些其它原因引起的。而且，作為科里奧利模式信號306的大參數(shù)值B和cp出現(xiàn)的這種瞬態(tài)影 響可被隔離和被識別來用于其分析。例如，情況可能是這樣的，即，流管215 承受未知來源、持續(xù)時間和/或幅度的外部振動。在這種情況下，可通過科里28奧利模式信號306的上述分析來分析這種外部振動的結(jié)果。這樣，可表現(xiàn)和 /或確定外部振動和其特性。然而，科里奧利模式分量306的上述一個循環(huán)接一個循環(huán)的有源跟蹤允 許且有助于其振幅B的有源控制。例如，額外的科里奧利振幅B(由于外部 干擾、兩相流動的影響或其它因素)可通過包括驅(qū)動信號內(nèi)的逆科里奧利模 式分量得到抑制，該驅(qū)動信號由驅(qū)動器210輸出并被施加到流管215。換句 話說，可應(yīng)用降低或消除現(xiàn)有科里奧利模式分量306的影響的負驅(qū)動增益。更進一步，科里奧利模式信號分量306可用來執(zhí)行關(guān)于流管215當(dāng)前狀 態(tài)或情況的普通診斷。例如，類似的情況可能在時間周期內(nèi)發(fā)生，例如，給 定的干擾可以周期性地發(fā)生，或兩相流動的影響可以在規(guī)則或半規(guī)則的基礎(chǔ) 上發(fā)生。然而，科里奧利模式信號306可響應(yīng)于這些情況隨著時間的過去而 不同。因此變化的(例如，增加的)科里奧利模式參數(shù)可表現(xiàn)出流管215的 變化或^皮變化的情況和/或行為，諸如，例如，降低的可靠性或減少的響應(yīng)時 間/特性。最后，并且最普通地，流量計的基本流動和密度校正可分別隨著驅(qū)動和 科里奧利模式的頻率的相對定位變化。 一些流管設(shè)計必須受到約束，以確保 這個頻率定位在流量計的操作驅(qū)動頻率的范圍上保持相對穩(wěn)定。使用這種分 析形式來直接追蹤驅(qū)動和科里奧利頻率的相對定位，有可能通過消除相對頻 率定位的約束來改進流管設(shè)計?？商鎿Q地，這種分析可用來改進流管設(shè)計上 的基本質(zhì)量流和密度測量，其中不可能控制模式頻率的相對定位，其中如果 實時追蹤實際的驅(qū)動和科皇奧利頻率，那么可應(yīng)用質(zhì)量流和密度校正。已經(jīng)描述了流量計200的普通操作400 _ 600的上述例子，下面返回參 考圖2-6，提供這些操作的數(shù)值示例。具體講，下面的例子假定信號分析器 255確定頻率f=100Hz,其中驅(qū)動模式信號302的振幅值A(chǔ)假定是.3V,以用 于模擬由積分器275執(zhí)行的數(shù)值積分的目的，并且用于與使用在這里描述的 技術(shù)確定的A值相比較。在這種情況下，使用假設(shè)f二0/3)k，將科里奧利模式信號306的頻率k 確定為57.735Hz。典型地比驅(qū)動振幅A小的多的科里奧利模式信號306的 振幅B在這個例子中作為O.OOOlV使用，科里奧利相位參數(shù)cp可作為1.0000 弧度使用。最后，zl即在時間1=0處的驅(qū)動模式信號302的循環(huán)開始和傳感 器信號304上的觀察到的零相位點之間的秒數(shù)量級的時間可設(shè)為zl=5xl06為清楚起見，要強調(diào)的是，上述給定的值A(chǔ)、 zl、 B和cp是"真實(tme)" 值，其是從在傳感器數(shù)據(jù)上執(zhí)行的積分數(shù)值推導(dǎo)出來的。因此，參考圖4，可以看到，信號分析器255接收傳感器信號304,從 觀察到的零交叉點中確定頻率f和k，并為在科里奧利模式周期內(nèi)積分確定 整數(shù)界限(402， 404, 406,和408)。利用這個信息，積分器275可使用具有兩 倍于科里奧利頻率k的調(diào)制函數(shù)來對傳感器信號304執(zhí)行第一個數(shù)值積分， 以獲得驅(qū)動強化的特性CS2—zl和CC2—zl,在這個例子中，這些特性使用A、 B和zl的"真實，，參數(shù)以及頻率f和k計算為值CS2—zl—val;= -2.46718958053974 x IO.3和CC2—zl—val =-6.71250242220871 x 10—6(410)。類似地，積分器275可使用具有與科里奧利頻率k相同的頻率的調(diào)制函 數(shù)來對傳感器信號304執(zhí)行第二個數(shù)值積分，以獲得科里奧利強化的特性 CS1—zl—val和CC1—zl—val，在這個例子中，這些特性計算為CS1—zl = 6.17617813486415 x 10陽4和CCl_zl =-3.07891796642618 x 10-6 (412)。首先處理驅(qū)動參數(shù)和驅(qū)動強化的特性(如圖5所示)，圖2的信號識別 器260的參數(shù)計算器290可使用上面的公式(15 )求解驅(qū)動振幅A的值(506 )。 即，由于^4居定義，值CS2—zl—val和CC2—zl—val包括科里奧利振幅B和 相位cp的最小化值或零值，然后使用公式(15 )中的這些值提供振幅A的更 加精確值，所以在這個例子中，其結(jié)果證明是A = 0.299999999999986。類似 地，參數(shù)計算器290可使用A的這個改進值連同上面的公式(16)來求解 zl的改進值(508 )，在這個例子中，其結(jié)果證明是zl = 5.00000000000295 x l(T6s。接下來處理科里奧利參數(shù)和科里奧利強化的特性(如圖6所示)，圖2 的信號識別器260的參數(shù)計算器290可使用上面的公式(17 )求解科里奧利 振幅B的值(606 )。即，由于根據(jù)定義，值zl = 5.00000000000295 x 10-6s—val包括科里奧利振幅b和相位cp的最大化值，然后使用公式(n)中的這些值提供振幅B的更加精確值，所以在這個例子中，其結(jié)果證明是B = 1.00000000003168 x 104。類似地，參數(shù)計算器290可使用B的這個改進值 連同上面的公式(18)來求解cp的改進值(608)，在這個例子中，其是cp= 1.00000000000807。如上所述，在一個循環(huán)接一個循環(huán)的基礎(chǔ)上可執(zhí)行這些計算，因此值A(chǔ)、B、 Zl和(p可在規(guī)則基礎(chǔ)上動態(tài)更新。結(jié)果，科里奧利模式信號306的影 響可實時或接近實時地得到動態(tài)補償。例如，在外部振動存在的情況下，流量計200仍然可確定驅(qū)動振幅A和相位差e( ^f吏用來自不同傳感器205的zl 值)，而且可輸出科里奧利振幅B和相位q>的值，它們將反映和表現(xiàn)外部振 動存在的特性。結(jié)果，即使在這種干擾存在的情況下，流量計200也將以連 續(xù)的方式操作，輸出精確測量值。而且，流量計200的響應(yīng)時間可關(guān)于其操 作被改進并在這種情況期間被輸出。在其它具體實施中，為了獲得A、 zl、 B和cp的更加精確值，圖4-6 的整個處理可整體迭代。而且，可確定頻率參數(shù)f和k的改進值(在下面提 供了實例技術(shù))，并在隨后的迭代中使用這些頻率值。更進一步，計算可每 個循環(huán)#丸4于兩次，而不是每個循環(huán)^M于一次。在后面的情況中，可需要額外的計算，該計算利用值z1—offset,其可被 定義為對偶值，即，或者是針對從負零交叉點到負零交叉點進行的計算 的.5/f，或者是針對從正零交叉點到正零交叉點進行的計算的0.0 (無影響)。 然后，在這個例子中，當(dāng)zl—offset的絕對值小于或等于.25/f時，上面zl的 計算值可保持為所描述值。否則，zl值可表示為zl = zl + zl—offset。上面圖2-6的描述證實，如圖3.所示，傳感器信號304值的科里奧利 模式分量306的存在會將在循環(huán)開始處的所觀察零交叉點從傳感器信號304 的驅(qū)動模式分量302的"真實"零交叉點移動時間zl。然而，另外，因為驅(qū) 動模式信號302和科里奧利模式信號306之間的異步交互和它們各自的頻率 f和k，在傳感器信號304的同 一循環(huán)末端的零交叉點可被移動不同的量。因而，如果在零交叉點之間的周期基礎(chǔ)上估計頻率f,那么f的結(jié)果估 計可能是錯誤的。而且，如果積分間隔是基于這些零交叉點，那么可能引入 附加誤差，并且最重要地，錯誤的頻率將用于調(diào)制函數(shù)。因此，可在上面的分析中結(jié)合參數(shù)z2,其中z2被定義為驅(qū)動模式信號 302的真實周期1/f和關(guān)于傳感器信號304看到的零交叉點之間的所觀察周 期之間的時間偏移。然后，如上所述，可得到針對結(jié)果積分的分析結(jié)果，包 括z2項。在下面的討論中，假定例如實際上z2經(jīng)?？杀患俣楹苄?，那么在某 些參數(shù)和假定中值zl和z2可是任意的。對于包括z2的積分值的表達式， 即，CS2 z2、 CC2 z2、 CS1—z2和CC1—z2在分析上是精確的，并施加到在Zl和z2的任意值。因此，盡管對zl和Z2的需要產(chǎn)生于在移動傳感器信號304中零交叉點的定位中科里奧利模式分量306的影響，但結(jié)果分析和描述 的分析對任何積分極限值是有效的，無論積分極限值實際上與傳感器信號 304的零交叉點是否一致。如在下面詳細描述的，這個分析提供了許多實際 的益處，例如包括所需要的計算工作量的明顯降低。圖7是流量計700的結(jié) 構(gòu)圖。圖7流量計700的操作類似于圖2流量計200，但還包括上面提到的 和在此參考為偏移z2的科里奧利模式信號306對傳感器信號304的附加影 響。參考圖8，可看到偏移z2產(chǎn)生于科里奧利模式信號306關(guān)于驅(qū)動模式信 號302的不對稱，因此偏移z2獨立于上面定義的偏移zl存在。如圖8所示， 偏移z2可被定義為基于零交叉點的驅(qū)動模式信號302的驅(qū)動周期和實際觀 測的相應(yīng)傳感器信號304的驅(qū)動周期之間的差。然后，在第一種情況下，將值z2合并到公式(5)-(18)的修改形式中。即， 公式可針對兩對積分展開，即，強化驅(qū)動積分CS2一z2和CC2—z2，和強化 科里奧利積分CSl一z2和CC1—z2,其中指示符_22說明包含偏移zl和z2(盡 管為了簡短起見，zl不包括在這個符號中)。所得到的公式顯示為公式(19)-(30)。因此，CS2 z2可被寫為公式(19)。CS2—7.2—mt (A，f，B，k'())，zl，z2):f 、2k2k 2f)[B-sin[(2.7i-k-t) +中〕1(2.n.f-t)]-sin(1 + k.z2)zl + — 、2k公式(19)可觀察到，z2項在公式(19)中出現(xiàn)兩次。首先，z2出現(xiàn)在積分的上 限，因此可看到積分周期從1/k秒(即，科里奧利模式信號306的周期)的 理想長度偏離z2秒。其次，調(diào)制正弦項的周期也被z2秒調(diào)整?？傮w上，因 此，對傳感器信號304執(zhí)行的公式(19)的數(shù)值積分(其基于觀測的零交叉 點)本身包括由z2的存在引起的誤差，該誤差被反映在積分極限值和調(diào)制 函數(shù)(頻率)中，因此公式(19)表示應(yīng)用這些"錯誤"積分極限值和相應(yīng)的"錯誤"調(diào)制頻率的結(jié)果。A項由公式(20)給出<formula>formula see original document page 33</formula>公式(20)在z2 = 0的情況下，公式(20)簡化為上面公式a(6)中給出的CS2一zl的相 應(yīng)表達式。同上，B項不是精確為零，如公式(21)所示<formula>formula see original document page 33</formula>然而，B項非常小，是B本身和sin(z2)的乘積，可假定兩者很小。在z2 為零的情況下，B項也趨向于零。CC2 z2積分可被寫為公式(22 ):<formula>formula see original document page 33</formula>公式(22)公式(22)的CC2 z2的A項采取公式(23)的形式:<formula>formula see original document page 33</formula>公式(23 )而B項采取公式(24)的形式:CC2—B。nly—z2(A,f,B，k,(t),zl,z2):=—B.(l + k.z2).k.(k.z2十3).(k.z2- 1) 公式(24 )k'兀.一+ 2.zl + z2 + (|)(7i-k'z2)如在公式(21 )中，7>式(24)的B項是小的，其是兩個小項B和sin(z2) 的乘積。已經(jīng)描述了上述驅(qū)動強化的特性，具有第一對積分CS2—z2和CC2—z2, 可針對科里奧利強化的特性展開相應(yīng)的公式，包括第二對積分CS1—z2 and CC1—z2。具體講，CS1 z2可被寫為公式(25)。CS1—z2—int(A ,f,B，k，(t)，zl，z2):—+j--— |+ zi +z2f 、 2k 2f J[B.sin[(2.兀.k-t) + <! ] + A-sin(2兀ft)]-:\ k— ,i i Y—t — z"— - 一 (1 + k'z2)、2k 2fJdt,2k 2f;公式(25 )公式(25)具有針對由公式(26)給出的A項的分析表達式.cos [Jt.f.(2.zl + z2)]CS〗—Aonly—z2 (A , f, B , k,小，zl, z2) := -A .k.(1 + k.z2).兀.f.l — + z2 l k兀.(f + f.k.z2 + k).(f + f.k.z2 - k)公式(26 )公式(25 )具有由公式(27 )給出的B項:34<formula>formula see original document page 35</formula>公式(27 )公式(27)的分母中z2的存在可提示，隨著Z2趨向于零B項趨向于無 窮大。然而，分子中sin(兀.k.z2)項的存在用于根據(jù)正弦函數(shù)sin(兀.k.z2)/ (兀,k.z2) 公式(27)重新配置，其隨著z2趨向于零，可顯示為趨向于公式(11)的 CS1—Bonly—zl。最后，CC1—z2可寫為公式(28):<formula>formula see original document page 35</formula>公式(28 )對于公式(28)， A項可寫為公式(29):<formula>formula see original document page 35</formula>公式(29 )而且，對于公式(28), B項可寫為公式(30)，其中再一次包括正弦函 數(shù)sin(兀.k.z2)/ (兀.k.z2):<formula>formula see original document page 35</formula>公式(30)在下面參照圖12-15提供公式(5) - (30)完整的推導(dǎo)和發(fā)展。在這里， 在圖7的流量計700的具體實施的上下文中，包括么、式(19) - (30)來解釋信 號分析器255和信號識別器260的操作。具體講，積分器275輸出傳感器信號304的驅(qū)動強化的特性內(nèi)的積分結(jié) 果CS2—z2和CC2—z2,考慮了一個周期內(nèi)的偏移zl和偏移z2，該周期接 近于但不必要地等于科里奧利模式信號306的周期。類似地，積分器275還 輸出積分結(jié)果CS1—z2和CC1—z2,該結(jié)果表示傳感器信號304的科里奧利 增強的特性，并且也開始在相同的積分間隔上影響偏移zl和z2。如上所述，并且如可在公式(19)-(30)中看到的，CS2一z2和CC2—z2積 分結(jié)果使用具有接近科里奧利模式信號306的頻率的兩倍的頻率的調(diào)制函 數(shù)，同時積分結(jié)果CSl一z2和CC1—z2使用具有近似等于科里奧利模式頻率 的頻率的調(diào)制函數(shù)。 一般而言，然后，流量計700可繼續(xù)進行上面參照圖4 -6所描述的相應(yīng)計算，但使用積分結(jié)果CS2—z2、 CC2一z2、 CS1—z2和 CC1—z2。在下面，參照圖9-11,提供這種計算的進一步說明和例子。另外地，為了計算方便和改進的精確度，可進一步修改這些計算。具體講， 在圖8中，示出樣本802來說明傳感器信號304的采樣，該采樣可通過與流 量計700的數(shù)字發(fā)射機104的操作相關(guān)聯(lián)而實施的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC )執(zhí)行。 盡管沒有按比例繪制，圖8說明樣本802將不必須直接與傳感器信號304的 任何零交叉點、或驅(qū)動模式信號302或科里奧利信號306的零交叉點相一致。 正如實質(zhì)上在依賴于到和/或來自模擬信號的轉(zhuǎn)換的任何數(shù)字系統(tǒng)中 一樣，這 種采樣誤差可能會導(dǎo)致一些精確度的損失。例如，信號分析器255可使用傳 感器信號304的第一采樣值和第二采樣值之間的積分極限值，而不是在真實 的零交叉點之間積分。在積分的起始點到ADC采樣的準確時間的移動意味著(初始未知的) zl值中的相應(yīng)移動。然而，由于對多個傳感器信號(即，來自不同傳感器205) 的每一個進行采用是同時發(fā)生的，在每個傳感器信號的處理期間施加的同一 移動將施加同一移動到各個zl值，因此使得產(chǎn)生的相位差計算不受影響。類似地，將積分的終點移動到ADC采樣的準確時間將調(diào)整來自科里奧 利模式周期的其理想值的積分周期，并且，換句話說，將調(diào)整z2值。然而， 如果給出公式(19)-(30)的分析結(jié)果，有可能補償z2非零值的積分值。因此有可能對整個采樣積分，而很少或沒有精確度損失。更具體地說，為了表達這種采樣誤差并發(fā)行，在圖7和8中，可修改或選擇z2值，使得積分極限值的每個直接與樣本802之一相一致。換句話說， 如圖8所示，可有效地選擇調(diào)整的積分周期，使得z2值被定義為由積分器 275使用的實際積分周期和科里奧利模式信號306的周期之間的差。這種對z2的修改會帶來計算方便和降低的處理需求，并可通過zl值的 相應(yīng)調(diào)整獲得，而不會影響驅(qū)動振幅A的計算。應(yīng)當(dāng)理解，zl值的這種調(diào) 整不會實質(zhì)上影響流量計輸出單元240需要的相位差的確定，因為質(zhì)量流率 的確定依賴于兩個獨立傳感器信號的相位之間的相對差，即，兩個zl值之 間的差。作為這種補償z2值的能力的結(jié)果，可調(diào)整上述積分的調(diào)制函數(shù)，使得 CS2一z2、 CC2一z2、 CS1—z2和CCl一z2積分的積分極限值和調(diào)制頻率對應(yīng) 于采用的準確數(shù)，正如由圖8的積分周期804所示的。這種調(diào)制導(dǎo)致積分計 算的簡化和這些計算精確度的改進。而且，調(diào)制頻率可被存儲和再使用?，F(xiàn)有的技術(shù)考慮在不是開始和結(jié)束在準確的采樣邊界的周期內(nèi)的積分， 但包括為了處理這種積分的目的而包括的各種誤差和計算。如在這里所描述 的，這些誤差和計算可通過使用zl和z2被消除。而且，與在這里描述的傅立葉積分類型相關(guān)聯(lián)的和現(xiàn)有技術(shù)中的重要的 計算工作量是調(diào)制正弦和余弦函數(shù)的計算。如果瞬時驅(qū)動或科里奧利頻率的準確(或最好)估計用于這些積分，那么可能需要每次重新計算調(diào)制函數(shù)。 然而，如果通過使用zl和z2，積分時間被限制到方便的整采樣周期，那么 有可能"隱藏(cache)"調(diào)制正弦和余弦值，因此其重新計算只在當(dāng)在驅(qū)動頻 率f中存在移動時發(fā)生，該移動被確定成足夠大以保證這個重新計算。因此，信號分析器255包括調(diào)制設(shè)置702,其存儲調(diào)制頻率和特定采樣 驅(qū)動頻率。例如，如果流管215的真實頻率振動等于82.51赫茲，那么這個 頻率可能對應(yīng)于例如以10kHz的采樣率的121.197采樣。因此，為了積分器 275在確定積分結(jié)果CS2—z2、 CC2—z2、 CS1—z2和CC1—z2中的使用，可 計算對應(yīng)于121個樣本和122個樣本的調(diào)制設(shè)置。在這個例子中調(diào)制設(shè)置702 因此可繼續(xù)由積分器275使用，直到驅(qū)動周期移動到121個樣本之下或122 個樣本之上，此時可使用其它調(diào)制設(shè)置。例如，在一個具體實施中，可設(shè)置z2以便變化采樣周期的士.5,因為，例如，無論何時Z2將移出這個值，可開始使用下一個驅(qū)動頻率(調(diào)制設(shè)置)。例如，流量計700是流管215中的流體測量參數(shù)，并且，流體密度(或一些 其它參數(shù))可變化，從而科里奧利頻率k (和相應(yīng)的周期)在一些時間窗口 上從對應(yīng)于于121.2個樣本變化到對應(yīng)于于121.7個樣本。在該時間窗口期 間，z2將因此例如在一個循環(huán)接一個循環(huán)的基礎(chǔ)上增加地變化，而具有精確 121個樣本的調(diào)制設(shè)置將用于積分計算，因此z2變得更大直到達到121.5的 真實周期。在此時，z2將在很短的時間內(nèi)近似等于采樣周期的一半，并且開 始使用對應(yīng)于于122個樣本的新調(diào)制設(shè)置。然后，z2值將在很短時間內(nèi)跳躍 到-0.5*采樣周期，并將朝著零增加，直到達到121.7個樣本的真實周期，在 該點z2等于-0.3采樣周期。這樣，z2可被看作在一個循環(huán)接一個循環(huán)的基礎(chǔ)上變化以容許驅(qū)動頻率 f內(nèi)的小變化，以便避免調(diào)制函數(shù)值的另外需要的重新計算，該重新計算將 由這些頻率變化導(dǎo)致發(fā)生。因此，如圖8所示，z2可被看作表示科里奧利模 式分量306的精確周期的最好估計值和用于積分(例如，121或122個樣本) 的積分周期804之間的時間差。圖9是說明流量計700的操作的流程圖900。圖9的技術(shù)的基本策略， 包括z2，與上面參照圖4-6所描述的相同，帶有下面附加的考慮。具體講， 如已經(jīng)描述的，如在下面參照圖12- 15更加詳細地顯示的，當(dāng)z2等于零時， 四個積分中每個的分析表達式(公式(20)/(21)、 (23)/(24)、 (26)/(27)和 (29)/(30))包括z2,即CS2—z2、 CC2—z2、 CS1—z2和CC1—z2 (分別是公 式(19)、 (22)、 (25)和(28))筒化到zl積分的相應(yīng)分析表達式(公式(6)、 (8)、 (10)/(11)和(13)/(14))，即CS2一zl、 CC2_zl、 CS1—zl和CC1—zl (分別是 公式(5)、 (7)、 (9)和(12))。因此，z2—error項可針對每個z2積分定義，具體講，可^皮定義為每對相 應(yīng)zl和z2分析表達式之間的差(例如，CS2—z2—err = CS2—z2 — CS2—zl; CC2—z2—err = CC2—z2 — CC2—zl, CS1—z2—err = CS1—z2 — CS1—zl;和 CC1—z2—err = CC1—z2 — CC1—zl )?？墒褂脜?shù)值f、 k、 A、 zl、 B、 cp 和z2中每個的最好估計值分析地估計z2誤差項。然后可從由積分器275計 算出的z2積分的數(shù)值中減去z2—error項的值，以給出對zl積分值將變成的 值的估計(即，如果ifz2二0)。利用zl積分值的結(jié)果估計，可如上所述計算A、 zl、 B、 cp的改進的38估計值，其反過來導(dǎo)致f,、 k和因此的Z2的改進的估計值。這些改進的參數(shù)估計值可用來提供z2一error項的更好值，因此，公式式系統(tǒng)可迭代至收斂。 只要z2具有足夠小的值(例如，小于半個采樣周期),B對CS2一z2和CC2—z2 的影響就保持很小。因此，通過假定z2二z2—error = 0,可獲得參數(shù)A和zl 的好的第一估計值。已經(jīng)描述了在通項中使用z2的技術(shù)，圖9說明了這些技術(shù)的更加特定 和詳細的例子。在圖9中，該處理開始于對驅(qū)動信號頻率f和科里奧利模式 頻率k的值的確定，正如通過零交叉點檢測器265、頻率計算器270和調(diào)制 設(shè)置702所確定的(902)。這些值的確定可結(jié)合和/或基于z2的適當(dāng)值的選 擇來進行，該適當(dāng)值導(dǎo)致特定采樣的積分極限值。正如注意到的，假定同一 積分間隔用于有關(guān)的傳感器裝置，則z2值的這種設(shè)置可導(dǎo)致對zl值的調(diào)整， 其將在下面的計算和結(jié)果中反映出來，但其不影響流量計700的實際輸出(例 如，質(zhì)量流率、密度和/或新的驅(qū)動信號參數(shù))。使用頻率值和調(diào)制設(shè)置值，積分器275因此可確定適當(dāng)?shù)姆e分值(904), 即，CS2—z2—val、 CC2—z2—val、 CS1—z2—val和CC1—z2—val。如上所述，信 號識別器260然后可確定參數(shù)A、 zl、 B和cp的初始估計(906)。然后，分別使用上面類似于公式(3 )和(4)(以及公式(15)和(16)) 的公式，即，例如，分別使用公式(31)和(32)，參數(shù)計算器290可確定 A和zl的改進值?；趜l、 z2、 f、 k、 A、 B和cp的當(dāng)前最好估計，基于上面給出 的分析表達式計算出z2誤差項的估計值CS2—z2—err = CS2—z2 — CS2一zl CC2z2一err = CC2—z2 - CC2—zl CS1—z2—err = CS1—z2 - CS l一zl CC1—z2—err = CC1—z2 - CCl_zl這些誤差項是需要的到積分值數(shù)值的小調(diào)整的最好估計，以補償z2的 非零值。因此，通過由積分器275從積分的數(shù)值中減去z2誤差值，來計算 zl積分值的估計值。CS2 zl est = CS2 z2 val — CS2 z2 errCC2zlest=CC2z2val --CC2z2sirCS1zlest=CS1z2valCS1z2CC1zlest=CC1z2val --CC1z26rr基于zl積分的這些估計數(shù)值，使用類似于下面公式的公式計算A和zl 的改進的估計值爿—— CS"2 — z2(CS2 — zl 一叫CC2 _ zl 一 eW, /， /t)=.CC2 — zl —7 乂CS2 — zl_eW 24.(/2-似2) sin| —;r I公式(31)atari2A: CC2 zl —公式(32 )在這里，可進行進一步的迭代來解決由于z2的存在引起的計算內(nèi)的誤 差。參照圖10，在下面更加詳細地討論這種相位迭代。隨后，分別使用類似于上面公式(3)和(4)(以及公式(17)和(18)) 的公式，即，例如，分別使用公式(33)和(34)，參數(shù)計算器290確定B和 cp的值(910):c = CC1—zl—est — CC1—Aonly一zl(A, f, 0， k， 0, zl) s = CSl—zl—est — CSl—Aonly—zl(A, f， 0， k, 0, zl)公式(33 )<formula>formula see original document page 41</formula>公式(34)正如利用A和zl的確定，可執(zhí)行附加迭代來解決由z2偏移引入的誤差。 參照圖11更加詳細地討"i侖這種迭代。如果A、 zl、 B和cp的值不足夠精確(912),那么使用剛剛確定的值 (906),該處理可通過這些值的確定進行迭代。否則，該處理可重新計算原 始積分值CS2—z2、 CC2—z2、 CS1—z2和CC1—z2 (卯4)。否則(912)，該處理可執(zhí)行附加處理以確定傳感器信號304內(nèi)存在的驅(qū) 動信號的諧波(914)。例如，參考圖7，示出了設(shè)計成消除或考慮了驅(qū)動模式 信號302的諧波效應(yīng)的諧波消除系統(tǒng)704。即，如上所提到的，各種因素可 能導(dǎo)致傳感器信號304內(nèi)諧波或多個驅(qū)動頻率的存在。在傳統(tǒng)的處理中，諸 如公式(l) _ (4)的傅里葉分析，這種諧波通常不會影響分析，因為該積 分是在驅(qū)動周期本身上執(zhí)行的，并且，由于驅(qū)動模式信號302的諧波將具有與驅(qū)動模式信號302本身相同的零交叉點，所以諧波不會影響a和e的計算。相反，如上所解釋的，公式(5)-(34)的計算包括在科里奧利信號306的 周期內(nèi)執(zhí)行的積分，其通常不具有與驅(qū)動模式信號302相同的零交叉點。結(jié) 果，驅(qū)動諧波可被認為是獨立或附加處理的 一 部分。一種考慮這些驅(qū)動諧波的技術(shù)是包括作為驅(qū)動諧波消除系統(tǒng)704的簡單 低通濾波器。在這種情況下，該濾波器可在數(shù)字發(fā)射機104內(nèi)或數(shù)字發(fā)射機 104的外面實施，例如，在傳感器205中。這種濾波器可操作來消除在科里 奧利模式信號306之上的驅(qū)動諧波的一些或全部。另外地，或可替換地，傳感器信號304的分析可在諧波消除系統(tǒng)704中 執(zhí)行，其中獲得驅(qū)動諧波的參數(shù)估計,該參數(shù)估計可能來自驅(qū)動信號周期內(nèi) 的周期積分。然后，通過對參數(shù)彼此之間的關(guān)系作某些假定，驅(qū)動信號諧波 的效應(yīng)可由信號分析器255從傳感器信號的分析中消除。換句話說，考慮到驅(qū)動錯波，傳感器信號304可以S(t)=Asin(2;ift + v) + Bsin(2兀k + cp)的形式來表示(對于正弦項)，因此第二諧波可被寫為A2sin(27ift + V2) + B2sin(2兀k + q>2),第三諧波可被寫為A3sin(2aft + ^3) + B3sin(2xk + cp3) 的形式，等等。在這種情況下，可假定信息參數(shù)具有某些可能已知或已確定 的彼此之間的關(guān)系。例如，可假定A2/A的比率為已知，以及A3/A2，或m/和X)/2之間的關(guān)系是已知的。因此，基于對高次諧波影響的估計，可進行對積 分CS2的數(shù)值等的附加校正。因此，例如， 一旦A值從上面的計算中已知，那么可確定A2值，其后確定A3值。相似的意見應(yīng)用到各個諧波的相位信息l)/。換句話說，可執(zhí)行上面的基于科里奧利積分來確定補償驅(qū)動頻率高次諧波的估計影響的A、 zl、 B和cp的估計。然后，周期性地，積分器275可在驅(qū)動循環(huán)而不是科里奧利 循環(huán)上執(zhí)行積分，以便更新例如關(guān)于諧波之間關(guān)系的信息。當(dāng)然，可以實現(xiàn)上述技術(shù)的組合。例如，濾波器可用來消除具有A3值 的諧波，因此上述分析只需要對第二諧波執(zhí)行?？苫诶珙l率f和k之間 的關(guān)系，或基于特定流量計的所需動態(tài)響應(yīng)(其可被這種濾波影響)，來確 定多少諧波被濾波。而且，有可能計算改進的頻率f和k (916)。如果這樣，那么，改進的 頻率值可用在整個處理900的進一步迭代中。這種技術(shù)的例子通常打算使用計算的每個積分周期內(nèi)觀測的準確相位， 并且注意積分周期的相鄰周期內(nèi)的相位移動。然后，由產(chǎn)生2兀弧度的相移所 需的時間給出計算頻率。例如，應(yīng)當(dāng)理解，偏移值zl實質(zhì)上提供了關(guān)于驅(qū)動信號的真實零交叉 點的信息(例如，在圖3和8中所示的)。即，參數(shù)Xn可被定義為驅(qū)動模式 信號302的零交叉點(例如，在時間t=0 )和傳感器信號304的零交叉點zcn (在圖8中示出)之間的以度數(shù)定義的相位偏移。然后，只考慮假定零交叉 點從負到正傳感器信號值的連續(xù)相位Xn, Xn+I, Xn+2，可識別零交叉點位置ZCn、 ZCn+i和ZCn+2。在這種情況下，可看到(ZCw-ZCn)是驅(qū)動周期的明顯估計。然而，在每 個這些位置處我們觀察到來自X^-Xn的驅(qū)動分量的零交叉點的相位偏移。 如果(ZC州-ZCn)精確等于真實的驅(qū)動周期，那么將發(fā)現(xiàn)(Xw - Xn) = 0 (即使 Xn+I或Xn本身都不是零)。因此差Xn+1 - Xn可用來改進頻率的估計。一種方法是通過調(diào)整觀測的相位.偏移計算驅(qū)動相位分量的零交叉點的 真實瞬間。與循環(huán)n、 tZn相關(guān)聯(lián)的零相位的真實瞬間可表達在公式(36)中tzn = zcn - (Xn/360)fest 公式(36)而公式(37)定義下一循環(huán)n+l的零相位的等值瞬間。<formula>formula see original document page 43</formula>(37 )然后，最后，可獲得作為這些零值的差的校正周期即(l/f，sed)二tZn+,-tZn (并由此確定修正頻率)。應(yīng)當(dāng)理解，圖9意在表示處理900的綜合流程圖的例子，但上述操作不限于處理900的輪廓和順序。例如，剛剛描述的頻率更新步驟可一個循環(huán)接一個循環(huán)、循環(huán)內(nèi)或僅僅周期性地執(zhí)行。修正頻率可從f的修訂值中確定?？商鎿Q地，使用參數(shù)cp的確定值，可 對k執(zhí)行與剛才描述的步驟相似的步驟。例如，如果一個循環(huán)計算一次(p，那么可比較V)/的連續(xù)值，從而以上述方式計算k。如上所述的從f確定k依賴與這兩個參數(shù)之間的特定關(guān)系，并且，對于 這個關(guān)系不精確的程度，k值通常在第一瞬間內(nèi)比f值的精確性差些。結(jié)果， 科里奧利頻率k的一個循環(huán)接一個循環(huán)的估計可能是有相對干擾的。雖然如 此，在給定時間周期(例如， 一分鐘)上的k的平均值將給出科里奧利頻率k的相對穩(wěn)定估計。另外，在一些具體實施中，基于每個參數(shù)的改進的估計值可確定f與k 的比率。然后，驅(qū)動頻率的驟變(例如，產(chǎn)生于流管215中的流體密度變化、 兩相流動的刺激或其它突然變化)將在科里奧利模式中產(chǎn)生相應(yīng)和成比例的 變化。如果沒有計算改進的頻率(916)，那么流量計輸出單元240可進行到流 動參數(shù)的計算(例如，質(zhì)量流率和/或密度)，以及進行到輸出適當(dāng)?shù)膮?shù)用 于產(chǎn)生下一個驅(qū)動信號。圖IO是說明圖9的第一操作的例子的流程圖1000。具體講，圖IO說明 上面針對圖9所討論的技術(shù)，其中計算A和zl值，包括對由z2值的存在引 入的相位偏移的迭代(908 )。類似地，圖11是說明圖9的第二操作的例子的流程圖1100。具體講， 圖11說明上面針對圖9所討論的技術(shù)，其中計算B和cp值，包括對由z2值的存在引入的相位偏移的迭代。在圖lO和ll中，提供了數(shù)值的例子以用于說明。這些例子假定上面參數(shù)f、 k、 A、 zl、 B和cp具有相同的真實值。然而，正如從圖9的上述 描述中所理解的，由積分器275計算的積分反映z2值的存在。在下面的例 子中，如上所述，假定選擇z2值以便當(dāng)精確落在傳感器信號304的采樣點 上時定義相關(guān)的積分極限值。在這個例子中，值z2 = 1 x l(T5s。首先參考圖IO，那么，處理1000開始于A值的確定，使用的是對CS2—z2 和CC2—z2數(shù)值計算的積分值，其中驅(qū)動參數(shù)相對于科里奧利參數(shù)最大化， 即，使用上面的公式(19) - (30)。在這個例子中，這些值結(jié)果是CS2—z2 = -2.46414954242338 x l(T3和CC2—z2 = -1.07153028732249 x 10-10。使用上面 的公式(31)(并初始假定B是零)，A值可被確定為是.299628865383374 (1002)。接下來，計算由于z2的存在引起的誤差，并消除該誤差(1004)。具體 講，例如，使用剛才獲得的A值重新計算CS2—z2—err項，并且從值CS2一z2 =-2.46414954242338 x l(T3中減去這個值(1006 )。因此剩余項是CS2—zl = -2.46720949500005 x 1(y3的估計值。對CC2—z2可執(zhí)行類似的計算，利用獲 得的A值或從CC2—z2的原始值中減去的CC2—z2—err = 6.6920402455379 x 10 —6重新計算CC2一z2 ( 1004)，該計算提供CC2一zl = -6.69214739856663 x 10-6的估計^直(1004， 1006)。然后，使用CS2_zl和CC2_zl的這些值，可使用公式(31 )確定A的 改進值(1008)，其在本例子中是A二 3.00002412526826 x l(T1。隨后，使用 公式(32), CS2_zl和CC2—zl的值還可用來獲得zl的估計值(1010)，或 zl =4.98479784037622x IO氣用于針對每個循環(huán)執(zhí)行兩次計算的情況而修改 這種獲得zl的方法的技術(shù)在上面描述，并也可在這里使用。如果A和zl值是足夠精確的(1012 )，那么處理1000可進行到科里奧 利模式信號306的類似計算，即，可進行到圖11 (1014)。否則，處理1000 可使用新獲得的A和zl值來發(fā)現(xiàn)CS2—zl和CC2一zl的更進一步的改進值 (1004, 1006)。然后，可獲得A和zl的改進值，其在這種情況下，結(jié)果是 A = .299999935356127和zl = 5.00009360798378 x l(T6。在圖11中，可對科里奧利強化的特性(積分)CS1—z2和CCl一z2執(zhí)行 類似操作。即，使用公式(33)， A和zl的在前確定的信息連同來自CS1 z2=6.20062871680545 x l(T4和CCl_z2 = -2.78579266493641 x 10—7的積分器 275的數(shù)值積分的值，可用來確定B的估計(1102)。有時候，由于B相對 較小，所以初始估計可^皮認為是零。然后，可計算并消除由于z2的存在引起的誤差(1104)。具體講，使用 剛剛獲得的B值重新計算CS1—z2項，并從值CSl一z2 = 6.20062871680545 x 10-4中減去(這里的)這個值2.44579936376226 x 10-6 ( 1106 )。因此剩余項 是CSl—zl =6.17617072316783 x 1()-4的估計值。可對CC1—z2執(zhí)行類似計算，使用獲得的B值計算由于z2引起的CC1—z2 中的誤差(1104),給出CC1—z2—err = -3.35625027516248 x 10.6,其從CCl—z2 的原始值減去，得到了 CCl—zl = 3.07767100866884 x 10-6的估計值(1104, 1106)。然后，使用CS1—zl和CC1—zl的這些值，可使用公式(33)確定B的 改進值(1108)，其在這個例子中是B二9.9982018卯36286 x l(T5。而且，使 用公式(34)， CS1—zl和CCl一zl的值還可被用來獲得cp的估計值(1010), 或cp = 9.98342808946008 x 10-' ( 1110 )。如果B和cp的值不足夠精確(1112)，那么處理1100可迭代(1104)。 在當(dāng)前例子中，這種迭代將產(chǎn)生進一步的改進值B = 1.00017250689519 x 10—4 和cp = 9.9997870785885 x 10"。否則(1U2),該處理1110可返回到圖9 (912)。即，根據(jù)A、 zl、 B 和cp的剛剛確定的值精煉所有計算，因此重復(fù)處理900、 IOOO和IIOO。可替 換地，或另外地，處理IIOO可直接返回到圖10 ( 1004),并重新計算那個處 理的參數(shù)?？蓤?zhí)行這種迭代，直到達到所希望的精度等級，或基于一些其它 標(biāo)準截斷這種迭代，諸如時間和/或計算資源的限制。上述圖2-11的描述對流量計200和700的具體實施和使用以及它們的 變化提供了解釋和例子。在下面結(jié)合圖12-15提供的描述提供了針對圖2 -11的上面實施的技術(shù)和的推導(dǎo)、證明和進一步的解釋，以及可替換的技術(shù)。如上面所提到的，公式(l) - (4)為傳感器信號304的傅立葉分析、 在驅(qū)動信號周期內(nèi)的積分和忽略科里奧利模式的影響提供了基礎(chǔ)。為了初始 包括科里奧利模式的影響，可進行科里奧利模式對傅立葉計算影響的第一近 似，因此假定使用正確的積分極限值和調(diào)制頻率，并且科里奧利模式的唯一 影響是混雜公式1和2的驅(qū)動積分。因此公式1的正弦積分被定義為如公式45有驅(qū)動頻率上的相位偏移):iSl」nt(A,f,B,k，()))[B.sin[(2.兀'k.t) + <)>] + A'sin(2.兀.f.t)].sin(2.7i.f.t) dt公式(38)驅(qū)動模式或A項僅僅是A/2f,并且調(diào)制函數(shù)保持為sin(2兀ft)。針對B項 (科里奧利模式)的影響的分析表達式由公式(39)給出, 、COs| —'7T'k + (j)S1—Bonly(A，f,B，k，())) =-B.f.sin(-.丌.k--^-^V f 乂 兀.(f2 一 k2)公式(39 )類似地，公式2的余弦積分顯示在具有調(diào)制函數(shù)cos(2兀ft)的公式(40 )中C1—int(A，f,B,k,()))[B'sin[(2.兀.k't) ++ A.sin(2'Tt'f.t)].c。s(2.7t.f.t) dt公式(40)在這里，A項精確為零，而B項由公式(41)給出Cl(Al，f,B,k,())) :=~^-^sm| —'7i.k |'sin| n.k+ ())Ti.l廣—k一公式(41)對于兩個積分，B項的影響用(|)調(diào)制，產(chǎn)生科里奧利模式差頻效應(yīng)，該效應(yīng) 可在振幅和相位中觀察到(例如，參見圖19A-19D)。如所描述的，科里奧利模式移動傳感器信號304的零交叉點的位置，因此零交叉點不再發(fā)生在驅(qū)動頻率的零(或兀)相位的精確點處，如圖3和8所示。該效應(yīng)在zl參數(shù)中反映出來，反映驅(qū)動信號上零相位點的這個移動。在這種情況下，傅立葉分析的正弦積分可顯示在公式(42)中<formula>formula see original document page 47</formula>在公式(42)中，修改的調(diào)制正弦函數(shù)sin[2兀f(t-zl)]在積分的起始點和 終點處是零，而A項稍;敞偏移。結(jié)果，A項對積分的貢獻可顯示在公式(43 ) 中SI—Aoiily—zl(A,f,B,k,(j)，zl):=合.c。s(2f.:t.zl)公式(43 )而B項顯示在^^式(44)中<formula>formula see original document page 47</formula>公式(44) 類似地，余弦積分可顯示在公式(45)中<formula>formula see original document page 47</formula>在這里，修改的調(diào)制函數(shù)可看作為cos[2兀f(t-z1)]。公式(45)的A項示 于公式(46 )中C1—Aonly一zl(A,f,B，k,(j),zl) A.sin(2.兀.zl.f) 公式(46)B項示于公式(47)中<formula>formula see original document page 48</formula>公式(47 )除此之外，以及如上所述，因為科里奧利模式是異步的，所以在積分的 開始和終點處存在零交叉點的不同時間偏移。為分析方便，在上面描述了將 積分開始點處的時間偏移(關(guān)于驅(qū)動模式上真實零相位的點)指示為zl,同 時將附加時間偏移z2添加到積分周期的終點。當(dāng)然，也有可能將組合的時 間偏移表示為單一參數(shù)。零交叉點的進一步效應(yīng)是當(dāng)零交叉點不精確地分別為1/f秒時，應(yīng)用錯 誤的調(diào)制頻率，而不是使用如上的頻率f，現(xiàn)在修改的調(diào)制函數(shù)內(nèi)的調(diào)制頻 率由f/(1+^22)給出。所涉及的表達式的大小提出分離的A和B項。因此 A積分在公式(48)中定義為<formula>formula see original document page 48</formula>7>式(48 )公式(48)的分析值由公式(49)給出SI—Aonly一z2(A,f,B，k,()),zl,z2) := A.sin(7t.fz2).cos[:t'f(2.zl + z2)]--^-f2兀.(2+ f.z2).z2公式(49)如在在前的分析中，公式(49)包含只涉及f而不是k的正弦函數(shù) sin(兀.f.z2)/(兀.f.z2),其很好地表現(xiàn)為z2-> 0;在分析上可顯示，該表達式趨 向于在上面公式(43)中針對小z2定義的函數(shù)S1—Aonly一zl。 B積分在公式(50)中定義為S1—B。nly—z2—int (A ,f, B,k,()),zl ， z2):=匿+zl+z2[B.sin[(2.7t.k.t) + (j)]Jsin2.7f(1 + f.z2)'(t一 zl)dt公式(50 )對于公式(50)的值的分析表達式由公式(51)給出:SI—Bonly—z《A，f,B,k,(Kzl,z2) :=B.f-fz22:t.(k+f.k.z2+ f).(k+ fk.z2—t)2.兀.k」一 + zl + z2 I(2.7T.z1.k + (J))公式(51)整個積分值分別由/>式(49 )和7>式(51 )的A和B項的和給出。 相應(yīng)的余弦積分顯示在公式(52)中C1—z2一int(A,f，B,k,(j)，zl,z2):=匿+zl + z2[B.sin[(2'兀.k't) +小]+ A.sin(2'7t.f.t)].cosf.z2.(t一zl)dtzl公式(52 )49其中A項在分析上等于公式(53 ):C1—Aonly一z2(A'f,B，k，()),zl，z2) :=A.(1 + fz2>^in(兀.f.z2).[sin[7i.f.(2.zl + z2)]]f2 7t.z2.(2 + f.z2)公式(53 ) 然后，B項顯示在公式(54)中Cl Bonly z2(A,f,B，k，())，zl,z2) :=-B.k--(' + "2)-— 一 27t.(k十f.k.z2屮f).(k十f.k.z2—f)公式(54 )如所述，公式(48) - (54)定義科里奧利模式對計算的積分值的影響，假 定積分的起始點和終點分別從驅(qū)動模式中的零相位點移動zl和zl+z2秒。 換句話說，公式(48) - (54)顯示在與驅(qū)動模式信號302相關(guān)的零交叉點之間 的積分期間所計算的。上面的公式(48)-(54)對于zl和z2的任何值(并且對 于任何其它描述的參數(shù))在分析上是精確的。因此，公式(48) - (54)說明用于確定驅(qū)動參數(shù)和科里奧利信號參數(shù)的可 替換的解決方法。即，分別給出觀測的零交叉點(例如，如由零交叉點檢測 器265檢測的)和公式(48)/(50)和(52)的SI—int—z2和Cl—int—z2積分的數(shù) 值，可推導(dǎo)出A、 f、 B、 k、小、zl和z2值。具體來講，有可能作些 關(guān)于參數(shù)A、 f、 B、 k、 (j)、 zl和z2之間的關(guān)系的假定，諸如對于特 定流管f和k之間的關(guān)系，如參考上述的?？勺鞒鲫P(guān)于參數(shù)值如何從驅(qū)動循 環(huán)到流量計200或700的操作循環(huán)變化的其它假定。然而，上面參照圖2-11描述的方法采用公式(48)-(54)的基礎(chǔ)分析，并 以服從(amenable to)每個解決方案的形式修改積分極限值和調(diào)制函數(shù)，從而 包含關(guān)于傳感器信號內(nèi)的驅(qū)動參數(shù)和科里奧利參數(shù)的所希望的信息。因此，乂>式2-11的方法描述了具有相對大項(例如，A的振幅典型地 為300mV)和相對小項(例如，B的振幅典型地小于或等于3mV，并且在 許多情況下可以是O.lmV和更小)的傳感器信號的分析，其中兩者都以非常z2;(2'兀.zl'k +小)高的精度被計算出。通過首先選擇積分極限值和調(diào)制函數(shù)以使得降低和完全 消除較小得影響(科里奧利模式)，各種解決方案技術(shù)操作，因此可獲得非 常精確的較大影響(驅(qū)動模式)的估計。然后，使用這個非常精確的較大影 響估計來推導(dǎo)較小影響的殘余效應(yīng)。具體講，如上所述，在科里奧利模式周期內(nèi)而不是驅(qū)動模式周期內(nèi)積分 考慮了驅(qū)動(A)和科里奧利(B)項的有效分離。而且，如果傳感器信號304在科里奧利模式周期內(nèi)積分，并且使用兩倍于科里奧利模式頻率(即， 2k)的調(diào)制函數(shù)，那么科里奧利模式(B)項的影響將大部分或完全被消除。 然而，如果使用等于科里奧利頻率(即，k)的調(diào)制函數(shù)，那么將最大化科 里奧利(B)項的影響。為此，圖2-11的技術(shù)有效地產(chǎn)生四個積分值，而不是由例如公式(48) /(50)和(52)形成的兩個積分形式。這四個積分值包括兩組正弦和余弦項， 這些項分別包括調(diào)制頻率2k和k，并在上面被稱為CS2、 CC2、 CS1和CC1。 如上所述，從這些積分中，可確定各種驅(qū)動參數(shù)和科里奧利參數(shù)?；诠?l)-(4)和公式(38)-(54)的分析展開，圖12-15和相應(yīng)的討論 在下面說明了圖2-11的這些技術(shù)的擴展。因此，公式(5) - (38)的一 些作為這個擴展的一部分在下面重復(fù)，并因此由與上面相同的數(shù)值標(biāo)識符指 出。圖12是說明CS2積分擴展的時序曲線圖。在圖12中，如圖所示和如剛 剛描述的，傳感器信號304被圖解為具有從驅(qū)動周期的開始和終點對稱展開 的積分極限值，從而形成一個完整的科里奧利周期。調(diào)制函數(shù)1202顯示為 由傳感器信號304相乘，以獲得積信號1204。正如從上面所理解的，調(diào)制函 數(shù)1202具有等于科里奧利頻率k的兩倍的頻率，因此積信號1204包括極少 的或沒有科里奧利信號306的影響或者沒有科里奧利信號306的影響。因此CS2積分，在此忽略zl和z2的影響，可被寫為公式(55):
<formula>formula see original document page 51</formula>公式(55 )因此，可以從公式(55)看到，相應(yīng)于科里奧利模式頻率的兩倍，調(diào)制函數(shù) sin[4兀k[t + ((1/2k) - (1/2f))]]具有頻率4兀k。積分極限值的形式和調(diào)制函數(shù)如下解釋。保持在前的假定即驅(qū)動模式相 位在時間t=0處接近于零，因此積分在0 .. 1/f上對稱展開周期l/2k - 1/2f。 如果科里奧利頻率k低于驅(qū)動頻率f，那么該操作導(dǎo)致積分區(qū)域的擴展。然 而，如果科里奧利模式頻率高于驅(qū)動頻率，那么積分區(qū)域?qū)p小。相關(guān)的等 式是有效的，并且不管怎樣可被適當(dāng)?shù)乇磉_。CS2積分的分析值由公式(56)給出CS2(A,f,B,k，())):一2.k.A公式(56)在公式(56)中，B項已被完全消除，作為B項為sin(2兀kt)的函數(shù)這樣 事實的結(jié)果，并且公式(56)使用調(diào)制函數(shù)sin(47tkt)。如果包括初始時間偏移zl的非零值，那么CS2積分或CS2一zl可被如 上寫為公式(5):<formula>formula see original document page 52</formula>公式(5 )帶有的分析表達式示于公式(6)中:CS2—zl(A,f,B,k,())，zl):=-2.k.Af 、一-7c 'cos(2'f'兀.zl) k 7公式(6 )再一次，B的影響已^L消除。最后，如果使用z2的非零值和相應(yīng)的調(diào)制頻率，那么CS2積分或CS2—z2 可被如上寫為公式(19):CS2—z2—int(A ， f, B' k ，小'z 1 ， z2):f 、2k 2fJ1十zl十z2[B.sm[(2-丌-k.t) + (])]+ A.sin(2兀.ft)].:4.71.1<(1 + k.z2>zl + —— 、2k2f 乂dt2k 2f」公式(19)A項由公式(20)給出CS2—Aonly一z2(A，f，B,k，()),zl，z2) :=-2'A.k.(1 + k.z2).兀.f.l — + z2'cos[兀.f.(2.zl + z2)]兀.(f + f.k.z2+ 2.k).(f + fk.z2 — 2.k)公式(20)B項不再精確為零，如公式(21)中所示:CS2—Bonly_z2(A, f, B, k, zl, z2):2.B.(1 + k.z2)7i.k.(3 + k.z2).(1 — k.z2) cos+ 2.zl + z2公式(21 )但是，它是非常小的，為B本身和sin(z2)的積，兩者可被假定為很小。圖13是說明CC2積分的時序曲線圖。參照圖12中的CS2和上述討論 主要變化是調(diào)制函數(shù)1304是余弦而不是正弦函數(shù)，導(dǎo)致不同的積函數(shù)，而 不是圖12中看到的。53因此，首先假定zl和z2為零，CC2積分采用公式(57)的形式<formula>formula see original document page 54</formula>dt公式(57 )當(dāng)A項和B項消失時，公式(57)具有精確為零的值。接下來考慮zl的非零值，CC2 zl值可被如上表示為公式(7):CC2—zl—in(A,f,B,k,())，zl)一+|--l+zlf 、2k 2fJ[B.sin[(2.n.k.t) +小]+ A'sin(2.兀.ft)].cos4.7i.k.t — zl +丄 JL、 2k 2。dt—一 l+zl 、2k 2fJ公式(7 )其具有分析形式，其中再一次B項精確為零，如公式(8)中所示:CC2—zl(A,f,B,k,(Kzl) :=, -A'f~^.sin(工.n).sin(2.f.兀.zl) — ti. f2 — 4.k2、 、 k公式(8 )最后，最普通的，允許非零zl和z2和調(diào)制頻率中的結(jié)果誤差，CC2—z2 積分可被寫為公式(22):CC2—z2一im (A ， f， B, k,冷，zl ， z2):f 、 2k 2f;2k 2f J[Bsin[(2.7t.k.t) + 4 ] + Asin(2.7t-f-t)]-'k(I + k.z2)2k 2f 乂公式(22)因此，公式(22)的CC2 z2的A項采用公式(23)的形式:.sin[兀.f (2.zl + z2)]CC2一Aonly—z2(A,f,B,k,()),zl,z2) :=-A.f (1 + k.z2)兀.f」一+ z2 、k )兀.(f屮f.k.z2+ 2.k).(f+ fk.z2-2.k)公式(23 )而B項采用公式(24)的形式:CC2一Bonly—z2( A, f, B ， k, ()), z 1' z2)-B.(l + k.z2)' k'(k.z2+ 3).(k'z2— 1) 公式(24 )k'兀.l —H 2.zl + z2 I + (j)(兀.k.z2)其再一次作為B和sin(z2)的乘積是小的。圖M是說明CS1積分的擴展的時序曲線圖。在圖14中，如圖所示，調(diào) 制函數(shù)1402在積分周期內(nèi)完成單個循環(huán)，具有科里奧利頻率k,因此產(chǎn)生積 函凄t 1404。進行到CS1積分的擴展，第一個CS1積分，即，假定zl和z2都為零， 可被定義為公式(58):CSl一int(A,f,B,k,(l))f 、2k 2f)1 I ' 2k 2f,[B.sin[(2.兀.k.t) +小]+ A.sin(2.7t.f.t)].—-o 1 丫—t +---—_ V 2k2f」—dt公式(58)式(59)給出CSl(A，f，B，k,(j)):一k'A上2k一'7T + ffl 'f 乂公式(59 )接下來假定zl的非零值，CS1 zl積分在公式(9)中顯示為CSl—zl—int(A，f，B，k，(|)，zl):J__|_2k 2f,十zl[B.sin[(2.兀'k't) + + A'sin(2.n'f't)]'2k 2f乂+ zl'k- t — zl2k 2f,dt公式(9 )公式(9)具有由公式(10)給出的A項CS1—Aonly一zl(A，f,B,k,il),zl)-k.An.、廣—k';(2.f.兀.zl)公式(10)公式(10)具有由公式(11 )給出的B項CS1—B。nly一zl(A，f，B，k,())，zl) :=--cos2' kk.丌.l — + 2.zl + <|) 、f J Y公式(11)最后，帶有非零z2項，CS1 z2積分可被寫為公式(25):56CS1—z2—int(A ， f， B ， k, f z 1 ， z2):一+ ^-——+zl + z2 f l 2k 2f乂[B.sin[(2.兀.k't) + (])] + A.sin(2.7i'f.t)]-sink(1 + k'z2)zl丄 J_2k 2i、,dt'一 一一一+zl (2k 2f」公式(25)公式(25)具有針對由公式(26)給出的A項的分析表達式:CSl—Aonly—z2(A，f,B,k,()),zl,z2) :=—A.k.(l + k.z2).兀.f'l — + z2 I'cos[兀.f.(2.zl + z2)]兀.(f十f.k.z2十k).(f十f.k.z2—k)公式(26 )公式(26)具有由公式(27)給出的B項:CS 1 —Bonly—z《A ， f， B, k,小，zl, z2)-B.(l + k.z2) n.k2z2.(2 + k'z2)丌'k.l 一 + 2.zl + z2 1 +小 (f J Y1(兀.k.z2)公式(27 )公式(27)的B項包括正弦函數(shù).sin(兀.k.z2)/ (兀.k.z2)，并且可被顯示為 當(dāng)z2趨向于零時，其趨向于公式(11 )的CSl—Bonly—zl。公式15是說明CCl積分的擴展的是時序曲線圖。在圖15中，如圖所 示，調(diào)制(余弦)函數(shù)1502在積分周期內(nèi)完成單個循環(huán)，具有科里奧利頻 率k,并產(chǎn)生積函數(shù)1504。以類似方式繼續(xù)到上面，并以都假定為零的zl和Z2開始，CCl積分采 用公式(60)的形式CCl一int(A,f，B,k，(j))2k 2f,[B.sin[(2.兀.k.t) +小]+ A.sin(2'兀.f.t)].2.7i.k.t +丄 2k2f,iA項消失，只留下下面公式(61 )的B項:—B 卩k 、 CCl(A，f，B，k，())) = 二.sin —'7t +小 2k 、 f 乂公式(61 )利用zl的非零值，CC1 zl積分可如上顯示在公式(12)中CC1 zl int (A ，f,B,k,(]),zl) :二f V 2k2k2f ,[B'sin[(2-7t'k-t) +小]+ A sin(2'7r.f、-t)]-公式(12 )丄 丄2k 2r公式(12)產(chǎn)生公式(13)的A項:CCl_A。nly—zl(A，f,B,k,((),zl)-f.A f f.sm| ti.sin(2.f.7i.zl)公式(13 )公式(13 )產(chǎn)生公式(14)的B項:CC1—B。nly—zl(A，f,B,k,()),zl) := ^.sin — 2.kk.?！挂?+ 2'zl +小 、f J Y公式(14)最后，利用非零z2， CC1—z2積分在公式(28)中表示為<formula>formula see original document page 59</formula>公式(28 )對于公式(28)， A項可被寫為公式(29):<formula>formula see original document page 59</formula>公式(29 )而且對于公式(29), B項可被寫為公式(30)，其中再一次包括正弦函 凄史sin(兀.k.z2)/ (兀.k.z2):<formula>formula see original document page 59</formula>公式(30)因此，圖12-15的上述討論說明了所有CS2—zl、 CC2_zl、 CS1—zl、 CC1—zl、 CS2—z2、 CC2—z2、 CS1—z2和CC1—z2積分的展開，該展開是 基于執(zhí)行傳感器信號304的傅立葉分析的現(xiàn)有技術(shù)的擴展。圖16-22說明上面圖2-11技術(shù)的實施結(jié)果的例子。在圖16-22中， 除非另有說明，說明了參數(shù)值為A = 0.3，f=100Hz, k二fW3和B = 0.005的 數(shù)據(jù)。當(dāng)然，這些參數(shù)純粹時為了示例。圖16A和16B是說明兩個傳感器信號304之間的相位差的曲線圖，例 如來自兩個傳感器205的兩個信號的兩個偏移zl之間的相位差。圖16A說 明在上述討論的校正之前的原始相位差，圖16B說明在校正之后的相位差。圖17A和17B是說明平均頻率f (在圖17A中)和校正頻率frevlsed (在 圖17B中)的曲線圖。如圖示，通過使用上面參照圖9 (916)描述的技術(shù)， 可獲得頻率值的顯著改進和誤差的降低。例如，依賴于科里奧利噪聲級，可 獲得10- 1000的標(biāo)準推導(dǎo)的降低。圖18是說明沿著上面參照圖9 (916)描述的線的科里奧利頻率估計的 例子的曲線圖。即，圖18說明了在給定時間周期內(nèi)平均科里奧利頻率的計算。如上所述，可確定圖17B的f^sed和圖18的k之間的比例和其它關(guān)系。圖19A-19D是說明驅(qū)動信號振幅和相位的原始和校正值的曲線圖。具 體講，圖19A和19B說明驅(qū)動信號的原始和校正振幅，而圖19C和19D說 明原始和校正相位差zl。如圖所示，可獲得標(biāo)準偏離中的明顯降低。而且， 可消除參考上面典型地發(fā)生在驅(qū)動頻率和科里奧利頻率之間的差處的拍頻 圖形(beating pattern)。圖20A-20D是說明驅(qū)動信號的振幅調(diào)制的曲線圖。在圖20A和20B 中，分別說明了原始和校正振幅。在圖20C和20D中，分別說明了原始和 校正相位差。圖21A-21D是說明驅(qū)動信號的相位差中的階躍變化的曲線圖。在圖 ^A和21B中，分別說明了原始和校正振幅。在圖21C和21D中，分別說 明了原始和校正相位差。正如可看到的，在圖21C中相位差中的階躍變化通 過噪聲而模糊，但在圖21D中清楚可見。最后，圖22A-22E是說明科里奧利振幅B中變化的曲線圖。在圖22A 中，說明了傳感器信號的原始振幅，而在圖22B中說明了校正的振幅。在圖 22C中顯示了原始相位差，而在圖22D中顯示了校正的相位差。最后，圖22E說明了由參考上面的任意不同效應(yīng)例如流管215的外部振 動產(chǎn)生的科里奧利振幅中的變化。在圖22E中，如圖所示，科里奧利振幅 在.00SV和.00乃V之間變化。如圖所示，可將科里奧利振幅B確定到高精度 級，因此可識別、表現(xiàn)和/或確定B中變化的始發(fā)原因。在上面描述了這樣的技術(shù)，即，其中可分析具有主(驅(qū)動)信號分量和 次(例如，科里奧利)分量的傳感器信號，以便特性化信號分量，并最終以 高精度級識別信號分量的參數(shù)。結(jié)果，可對可振動流管內(nèi)的流體進行高精確 度、穩(wěn)定的和響應(yīng)的測量，可產(chǎn)生保持流管的所希望振蕩的新驅(qū)動信號。在這些和相關(guān)技術(shù)中，應(yīng)當(dāng)理解圖2和7的信號分析器255和信號識別60器260可在分離的位置實施。例如，如上面所參考的，信號分析器255可在 專門的處理器諸如FPGA內(nèi)實施，以用于積分值的高速計算。然后，F(xiàn)PGA 可將這些積分的結(jié)果發(fā)送到分離處理器上的信號識別器260，所以以最小的 計算負擔(dān)執(zhí)行從積分結(jié)果中提取各個信號參數(shù)的信號識別器260的動作。已經(jīng)描述了許多的具體實施方式
。然而，將理解，可進行各種修改。因 此，其它的具體實施方式
在下面權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種方法，包括從傳感器接收傳感器信號，該傳感器可操作來感測具有流經(jīng)其中的流體的流管的振動，該傳感器信號具有與施加到所述流管的驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的主信號分量和與所述傳感器信號混雜相關(guān)聯(lián)的次信號分量；在關(guān)于所述次信號分量定義的時間周期內(nèi)基于所述傳感器信號的分析確定所述主信號分量的主信號參數(shù)；和基于所述主信號參數(shù)確定所述流體的流動參數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述流動參數(shù)包括確定所述 流體的質(zhì)量流率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述流動參數(shù)包括確定所述 流體的密度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括基于所述主信號參數(shù)修改所述驅(qū) 動信號以進一步應(yīng)用到所述流管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在關(guān)于所述次信號分量定義的時 間周期內(nèi)基于所述傳感器信號的分析確定所述次信號分量的次信號參數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括基于所述次信號參數(shù)特性化所述 流管的外部"l尤動。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括基于所述次信號參數(shù)修改所述所 述驅(qū)動信號以進一步應(yīng)用到所述流管。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括 確定所述次信號分量的次振幅；和基于所述次振幅修改所述驅(qū)動信號，以便降低所述次信號分量對所述傳 感器信號的影響。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，包括 從第二傳感器接收第二傳感器信號；確定所述第二傳感器信號的第二主信號分量的第二主信號參數(shù)； 確定所述傳感器信號的第 一真實零交叉點和所述傳感器信號的第 一觀 測零交叉點之間的第一時間偏移；和確定所述第二傳感器信號的第二真實零交叉點和所述第二傳感器信號的第二觀測零交叉點之間的第二時間偏移。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中確定所述流動參數(shù)包括 確定所述第 一時間偏移和所述第二時間偏移之差；和 基于該差確定所述流體的質(zhì)量流率。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與所述傳感器信號的混雜相關(guān)聯(lián) 的次信號分量包括與所述流管的科里奧利模式振動相關(guān)聯(lián)的科里奧利模式 分量。
12、 一種流量計控制系統(tǒng)，包括信號混雜檢測系統(tǒng)，其可操作來從第一傳感器接收第一傳感器信號，該 第 一傳感器可操作來對于混雜信號的第 一循環(huán)檢測其中具有流體的流管的 振動和確定傳感器信號中的混雜信號第 一混雜參數(shù)的第 一值，并且可進一步 操作來對于混雜信號的第二循環(huán)確定所述傳感器信號中的混雜信號第二混 雜參數(shù)的第二值；和流動參數(shù)確定系統(tǒng)，其可操作來基于所述傳感器信號、所述第一混雜參 數(shù)的第一值、和所述第二混雜參數(shù)的第二值確定所述流體的流動參數(shù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第一混雜參數(shù)的第一值和 所述第二混雜參數(shù)的第二值分別包括所述混雜信號的振幅和相位的值。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述流動參數(shù)確定系統(tǒng)可操作 來通過確定對于所述傳感器信號內(nèi)的驅(qū)動模式信號的第一驅(qū)動模式循環(huán)的 第一驅(qū)動參數(shù)，和通過確定對于所述驅(qū)動模式信號的第二驅(qū)動模式循環(huán)的第 二驅(qū)動參數(shù)，而確定所述流動參數(shù)，其中所述驅(qū)動模式信號對應(yīng)于施加于所 述流管以保持其振蕩的驅(qū)動信號。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述流動參數(shù)確定系統(tǒng)可操作 來基于所述第一混雜參數(shù)和所述第二混雜參數(shù)而確定所述第一驅(qū)動參數(shù)和 所述第二驅(qū)動參數(shù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所迷混雜信號包括科里奧利模 式信號。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中由于所述流管或所述流體的條 件變化，所述第一混雜參數(shù)和所述第二混雜參數(shù)彼此不同。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中混雜確定系統(tǒng)可操作來基于所 述第一混雜參數(shù)和所述第二混雜參數(shù)之間的差而執(zhí)行所述流管或所述流體的條件診斷。
19、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，包括驅(qū)動發(fā)生器，其可操作來輸出 修改的驅(qū)動參數(shù)，該參數(shù)用于產(chǎn)生要被施加到所述流管用于保持其振蕩的驅(qū) 動信號，其中該驅(qū)動發(fā)生器可操作來基于所述第一混雜參數(shù)和所述第二混雜 參數(shù)而確定修改的驅(qū)動參數(shù)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動發(fā)生器可操作來確定 所述修改的驅(qū)動參數(shù)，以使得所述修改的驅(qū)動參數(shù)包括混雜消除參數(shù)，該參 數(shù)被設(shè)計來降低所述傳感器信號內(nèi)的混雜信號的影響。
全文摘要
本申請涉及科里奧利模式處理技術(shù)。描述了流量計，其中從附接到可振動流管的傳感器中接收傳感器信號，以便確定流管內(nèi)流體的性質(zhì)，該傳感器信號包含驅(qū)動信號分量和科里奧利模式分量。該流量計可操作來確定驅(qū)動信號分量的驅(qū)動參數(shù)，以及科里奧利模式分量的科里奧利參數(shù)。通過基于驅(qū)動信號參數(shù)而不是基于科里奧利信號參數(shù)來分析傳感器信號，流量計能夠提供流體性質(zhì)的穩(wěn)定和精確的確定。
文檔編號G01F1/84GK101324458SQ20081009597
公開日2008年12月17日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者馬努斯·P·亨利 申請人:因萬西斯系統(tǒng)股份有限公司