配置。用作輸入 的參數(shù)可以包括線圈電感、線圈電阻、流量管增益(即,每安培激勵(lì)電流的毫伏輸出)、流量 管額定功率、變送器額定功率和磁通量密度。由數(shù)字處理器22使用的準(zhǔn)則可以包括例如最 快響應(yīng)、基于頻率的最高信噪比、基于準(zhǔn)確度的最高信噪比以及功率效率。操作者可以通過(guò) 本地操作接口 28選擇準(zhǔn)則。可以在本地操作者接口 28處顯示對(duì)要使用的準(zhǔn)則的不同選擇, 可以進(jìn)行選擇并將選擇提供為從操作者向數(shù)字處理器22的輸入。由操作者選擇的準(zhǔn)則可 以表示單個(gè)準(zhǔn)則或兩個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則的組合。
[0025] 參數(shù)包括對(duì)線圈電感和線圈電阻的測(cè)量值,可選地包括流量管增益和/或磁通量 密度的測(cè)量值??梢酝ㄟ^(guò)變送器IOB在安裝時(shí)、在向變送器通電時(shí)自動(dòng)地測(cè)量這些測(cè)量值, 或在操作流量計(jì)10期間連續(xù)地測(cè)量這些測(cè)量值。備選地,可以在安裝之前(例如,在工廠) 測(cè)量線圈電感、線圈電阻和流量管增益值,然后,通過(guò)本地操作接口 28或從與通信接口 26 相耦接的配置設(shè)備(未示出),將其提供為數(shù)字處理器22的輸入。
[0026] 通過(guò)允許變送器IOB基于流量管IOA的增益以及線圈電感和線圈電阻的測(cè)量參數(shù) 來(lái)選擇驅(qū)動(dòng)電流頻率占空比操作設(shè)定點(diǎn),可以根據(jù)流量管IOA和變送器IOB的特定組合,調(diào) 整每個(gè)裝置。根據(jù)由操作者選擇的準(zhǔn)則,變送器IOB將調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)頻率和占空比設(shè) 定點(diǎn),以便根據(jù)由操作者選擇的準(zhǔn)則,最好地實(shí)現(xiàn)所需準(zhǔn)則,例如,最佳信噪比、最佳功率守 恒、或最佳(最快)相應(yīng)時(shí)間。
[0027] 除了所述參數(shù)之外,還可以提供其他輸入,例如,線圈電流(或電流穩(wěn)定性)、電極 噪聲以及電極電壓漂移特性。這些附加輸入可以增強(qiáng)處理器22選擇操作設(shè)定點(diǎn)的能力。
[0028] 由于基于流量管IOA的真實(shí)特性選擇操作設(shè)定點(diǎn),自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)提供更大的靈 活性和更大的操作設(shè)定點(diǎn)。因此,如果具有不同特性的新流量管(例如,更小的電感且更大 的增益)變得可用,則即使在制造變送器IOB時(shí)不存在該新流量管,數(shù)字處理器22也可以 基于新流量管的特性來(lái)選擇操作設(shè)定點(diǎn)。
[0029] 自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)還提供對(duì)操作頻率和操作電流的多種選擇。數(shù)字處理器22提供 的自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)可以從不同頻率、電流和占空比設(shè)定點(diǎn)數(shù)值的多種組合中進(jìn)行選擇,而 不是僅具有一個(gè)或有限數(shù)量的操作電流設(shè)定點(diǎn)數(shù)值和僅具有有限數(shù)量的頻率設(shè)定點(diǎn)數(shù)值。 這樣在將變送器與新流量管相結(jié)合的過(guò)程中提供更大的靈活性,其中所述新流量管的電學(xué) 參數(shù)不同于先前市場(chǎng)上那些流量管的電學(xué)參數(shù)。
[0030] 可以隨著連續(xù)調(diào)節(jié)在后臺(tái)運(yùn)行自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)。這樣允許變送器IOB在可以改變 環(huán)境條件的操作期間,針對(duì)選定準(zhǔn)則保持優(yōu)化的性能。具體地,在操作期間,溫度改變可以 影響線圈18A、18B以及連接線圈驅(qū)動(dòng)24與線圈18A、18B的線纜的電阻。
[0031] 自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)還允許根據(jù)需要用一個(gè)流量管代替另一流量管。調(diào)整變送器IOB 以適用于與替代流量管相關(guān)聯(lián)的新參數(shù),一旦基于這些參數(shù)再次選擇操作設(shè)定點(diǎn),將最佳 地滿足由操作者提供的準(zhǔn)則選擇。
[0032] 在一些情況下,數(shù)字處理器22可以通過(guò)本地操作接口 28向操作者顯示針對(duì)相同 準(zhǔn)則選擇的備選設(shè)定點(diǎn)選擇,或針對(duì)多個(gè)不同的可能準(zhǔn)則選擇中每一個(gè)的設(shè)定點(diǎn)選擇。這 樣可以允許操作者進(jìn)行提供磁流量計(jì)10所需性能的準(zhǔn)則選擇。
[0033] 針對(duì)功率敏感的安裝方式,可以確定針對(duì)最高效操作使用的最小占空比。可以將 功率保留(conserved down)在呈現(xiàn)最小指定信噪比的點(diǎn)。這意味著可以隨著過(guò)程流增加 而降低功耗。備選地,當(dāng)流增加時(shí),使用相同電力量可以進(jìn)行更快的更新。在磁流量計(jì)10 的操作期間,后臺(tái)連續(xù)運(yùn)行的數(shù)字處理器22自動(dòng)進(jìn)行這些調(diào)整。
[0034] 可以由數(shù)字處理器22使用的附加參數(shù)包括電極噪聲和電極電壓的零點(diǎn)漂移 (zero shift),其中電極電壓的零點(diǎn)漂移根據(jù)線圈驅(qū)動(dòng)頻率而改變。這些輸入可以影響 (factor)選擇驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定點(diǎn)。
[0035] 圖2是線圈驅(qū)動(dòng)器24以及場(chǎng)線圈18 (線圈18A和18B)和數(shù)字處理器22的框 圖。線圈驅(qū)動(dòng)器24包括:H橋30,由場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) 32、34、36和38形成;數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 40 ;電流控制器42 ;時(shí)鐘邏輯電路44 ;線圈電壓放大器和調(diào)節(jié)電路46 ;線圈電流放大 器和調(diào)節(jié)電路48 ;以及感測(cè)電阻器50。形成場(chǎng)線圈18的線圈18A和18B串聯(lián)在H橋30的 節(jié)點(diǎn)52和54之間。如圖2所示,將線圈18A、18B -同表示為在節(jié)點(diǎn)52和54之間的線圈 電感L和線圈電阻R。
[0036] 數(shù)字處理器22控制線圈電流設(shè)定點(diǎn)、通過(guò)H橋30向線圈18A、18B提供的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的脈沖頻率和占空比。由數(shù)字處理器22通過(guò)時(shí)鐘邏輯電路44控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和占 空比,其中時(shí)鐘邏輯電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CH和CL。時(shí)鐘信號(hào)CH導(dǎo)通和截止H橋30的晶體管 32和38。時(shí)鐘信號(hào)CL導(dǎo)通和截止H橋的晶體管34和36。當(dāng)通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)CH導(dǎo)通晶體管 32和38并通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)CL截止晶體管34和36時(shí),電流從H橋30的節(jié)點(diǎn)56經(jīng)過(guò)晶體管 32流到節(jié)點(diǎn)52,沿第一方向經(jīng)過(guò)線圈18A、18B流到節(jié)點(diǎn)54,經(jīng)過(guò)晶體管38流到H橋30的 節(jié)點(diǎn)58,并經(jīng)過(guò)感測(cè)電阻器50流到地。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CL導(dǎo)通晶體管34和36并且時(shí)鐘信號(hào) CL截止晶體管32和38時(shí),電流從H橋30的節(jié)點(diǎn)56經(jīng)過(guò)晶體管34流到節(jié)點(diǎn)54,沿第二方 向經(jīng)過(guò)線圈18A、18B流到節(jié)點(diǎn)52,經(jīng)過(guò)晶體管36、節(jié)點(diǎn)58和感測(cè)電阻器50流到地。
[0037] 通過(guò)數(shù)字處理器22利用DAC 40來(lái)控制傳送到H橋30的電流。來(lái)自數(shù)字處理器 22的數(shù)字控制信號(hào)引起DAC 40向電流控制器42的輸入產(chǎn)生表示設(shè)定點(diǎn)電流的模擬電壓。 線圈電流I。從電流控制器42流向H橋30的節(jié)點(diǎn)56,然后,在導(dǎo)通晶體管32和38時(shí)沿第 一方向或在導(dǎo)通晶體管34和36時(shí)沿第二方向流經(jīng)線圈18A、18B,所述線圈電流I c根據(jù)向 電流控制器42提供的電流設(shè)定點(diǎn)信號(hào)而改變。然后,線圈電流Ic經(jīng)過(guò)感測(cè)電阻器50流到 地。
[0038] 線圈驅(qū)動(dòng)器24包括:放大器和調(diào)節(jié)電路46,感測(cè)線圈電壓;以及放大器和調(diào)節(jié)電 路48,感測(cè)線圈電流。將放大器和調(diào)節(jié)電路46的輸入與H橋30的節(jié)點(diǎn)56和58相連。將 放大器和調(diào)節(jié)電路46的輸出提供給數(shù)字處理器22的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入。將放 大器和調(diào)節(jié)電路48的輸入連接到H橋30的節(jié)點(diǎn)58并接地。放大器和調(diào)節(jié)電路48輸入處 的電壓V2等于線圈電流I c乘以傳感器電阻器50的電阻Rs,即,V2 = ICRS。
[0039] 基于從放大器和調(diào)節(jié)電路46以及放大器和調(diào)節(jié)電路48接收到信號(hào),數(shù)字處理器 22產(chǎn)生表示線圈電壓V c和線圈電流Ic的數(shù)字值。根據(jù)這些值,數(shù)字處理器22可以確定線 圈電阻和線圈電感。
[0040] 可以使用數(shù)字處理器22以及放大器和調(diào)節(jié)電路46和48測(cè)量到的線圈電流和 線圈電壓測(cè)量值來(lái)計(jì)算線圈18A、18B使用的功率。線圈電流I e = V2/Rs。線圈電壓Vc = V1-V2。一旦測(cè)量到線圈電流Ic和線圈電壓Vc,可以通過(guò)以下公式R = Vc/Ic來(lái)計(jì)算傳感器 線圈18A、18B的電阻R(包括將線圈驅(qū)動(dòng)器24與線圈18A和18B相連的線纜的電阻)。數(shù) 字處理器22使用線圈的電流穩(wěn)定時(shí)間以及電阻R來(lái)計(jì)算線圈電感L (包括由線圈18A、18B 和線圈驅(qū)動(dòng)器24之間的線纜導(dǎo)致的任何電感)。
[0041] 圖3是示出了由數(shù)字處理器22執(zhí)行的自動(dòng)選擇設(shè)定點(diǎn)70的流程圖。處理70在 起始72處開(kāi)始。數(shù)字處理器22獲得輸入?yún)?shù)(步驟34),輸入?yún)?shù)可以包括例如線圈電感 值、線圈電阻值、流量管增益、流量管額定功率、變送器額定功率、線圈電流、電極噪聲、磁通 量密度、根據(jù)頻率改變的零點(diǎn)漂移特性。
[0042] 線圈電感值和電阻值可以是由數(shù)字處理器22以及線圈驅(qū)動(dòng)器24電路執(zhí)行的測(cè)量 的結(jié)果,或可以是通過(guò)本地操作接口 28或通信接口 26施加到數(shù)字處理器22的輸入值。數(shù) 字處理器22還可以啟動(dòng)測(cè)試,以便測(cè)量流量管增益,或提示操作者通過(guò)本地操作接口 28或 通過(guò)經(jīng)由通信接口 26發(fā)送的消息來(lái)提供測(cè)量到的增益值。
[0043] 數(shù)字處理器22還可以提示操作者提供在設(shè)定點(diǎn)選擇中使用的其它參數(shù),例如,流 量管IOA的額定功率以及變送器IOB的額定功率。在一些情況下,數(shù)字處理器22還可以提 示操作者提供線圈電流、電極噪聲、信噪比以及電極電壓零點(diǎn)漂移特性中的一個(gè)或多個(gè)。根 據(jù)需要,還可以通過(guò)測(cè)量或操作者輸入獲得其它參數(shù),以便利用特定準(zhǔn)則選擇。
[0044] 數(shù)字處理器22提示操作者提供