专利名称：用于测量流的磁通流量计的制作方法
用于测量流的磁通流量计
背景技术：
本发明涉及磁通流量计，磁通流量计对工业过程工程中的过程流体的流进行感测。更具体地，本发明涉及使用磁通流量计来测量流。磁通流量计在本领域中是周知的，并且利用磁通流量计来对运送过程流体流的流量管进行电绝缘，该过程流体流通过电磁铁线圈并通过电极。该电极磁铁将电磁场施加到流动的过程流体。由于电磁感应的法拉第定律，在流体中的一对电极之间产生电压或电动势(EMF)。该电压是所施加的磁场的强度的函数，并与流体的流速成正比。所感测到的电压与过稈流体通过流量管的体积流谏成ιΗ比。然而，质量流谏与流体的密度以及其速率都有关。可以通过将流体速率的密度与流量管的横截面积相乘来计算质量流速。然而，对于很多流体，流体密度与流体的温度有关。为了使用典型的磁通流量计来测量质量流，可以利用单独的温度传感器来执行质量流计算。

发明内容
用于测量过程流体流的流动的磁通流量计包括被布置为接收过程流体流的流量管。临近该流量管的磁激励线圈被布置为，响应激励信号，将磁场施加到流中。至少一个电极被布置为感测过程流体的电势，该电势与所施加的磁场以及过程流体的流速有关。温度测量电路耦合到磁激励线圈，并被配置为基于激励线圈的电参数，提供对激励线圈的温度进行指示的温度输出。耦合到该至少一个电极的流测量电路被配置为基于所感测到的电势，提供流输出。


图1是示出包括磁通流量计的过程控制系统的图。图2是图1的磁通流量计的部分剖面视图。图3是示出图2的磁通流量计的部件的简化框图。图4A是质量流量计流量管的简化横截面视图。图4B是图4A的流量计的热传导过程的简化电气等效示意图。图5是示出线圈阻抗和线圈电感与温度的关系曲线的图。图6是当线圈温度改变时，线圈阻抗和线圈电感与时间的关系曲线的7是当线圈温度改变时，阻抗与时间的关系曲线的图。
具体实施例方式本发明提供了用于测量质量流的磁通流量计，其中，对流量计的线圈的电参数进行测量，并使用该电参数来提供对质量流测量的温度补偿。在图1中，以100示出了用于磁通流量计102的典型环境。在图1中，将磁通流量计102示出为耦合到过程管道104，过程管道104还耦合到控制阀门112。磁通流量计 102是一种类型的过程变量变送器的示例，可以被配置为对与过程工程中的流体(例如在化学、制浆、石油、煤气、制药、食品以及其他流体处理工程中的浆体、液体、蒸汽和气体)有关联的一个或多个过程变量进行监视。在磁通流量计中，所监视的过程变量涉及过程流体通过流量管108的速率。将磁通流量计102输出配置为经由通信总线106在长距离上向控制器或指示器进行发送。在典型的过程工程中，通信总线106可以是至控制器(例如系统控制器/监视器110或者其他设备)的4-20mA的电流环路、fieldbus连接、脉冲输出/频率输出、HART协议通信、无线通信连接、以太网或者光纤连接。将系统控制器110编程为过程监视器，以向人类操作员显示流信息，或者编程为过程控制器，以使用通信总线106上的控制阀门112来控制过程。在图2中，一般地示出了磁通流量计102的透视剖视图。流量计102包括连接到流量管108的电子外壳120。流量管108包括电磁线圈122，使用电磁线圈122在流过流量管108的流体中感应产生电磁场。流量管108中的电极IM提供了 EMF传感器，EMF传感器感测在流体中由于流的速率和所施加的磁场而产生的EMF，并且EMF传感器也是对噪声敏感的。电子外壳120中的线圈激励(drive)电路130(图3中示出)向电磁线圈122提供激励信号，并且电极124向EMF信号放大器132提供EMF输出134 (同样在图3中示出)。在图3中，框图示出了磁通流量计102的一个实施例，磁通流量计102用于测量通过流量管组件108的传导性过程流体的流。线圈122被配置为响应于从线圈激励器130施加的激励电流，将外部磁场施加到流体流中。EMF传感器(电极)1 电耦合到流体流中， 并向放大器132提供EMF信号输出134，EMF信号输出134与流体流中由于所施加的磁场以及流体速率而产生的EMF有关。模数变换器142向微处理器系统148提供数字化的EMF信号。在流量计电子装置140的微处理器系统148中实现信号处理器150，流量计电子装置 140耦合到EMF输出134，以提供与流体速率有关的输出152。可以使用存储器178来存储程序指令或者在下面讨论的其他信息。微处理器系统148根据法拉第定律所阐述的EMF输出134与流速率之间的关系， 计算通过流量管108的速率，其规定
权利要求
1.一种磁通流量计，用于测量过程流体的流的流动，包括 流量管，被布置为接收通过其的过程流体的流；磁激励线圈，临近所述流量管，被布置为响应于激励信号，将磁场施加到流量管中； 至少一个电极，被布置为感测过程流体的电势，所述电势与所施加的磁场以及过程流体的流速有关；温度测量电路，耦合到所述磁激励线圈，被配置为基于所述激励线圈的电参数，提供对所述激励线圈的温度进行指示的温度输出；以及流测量电路，耦合到所述至少一个电极，被配置为基于所感测到的电势，提供流输出。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流输出还基于温度输出。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述流输出包括质量流输出。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电阻抗。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电感。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电阻抗和电感。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流测量电路被配置为基于所述温度输出推断过程流体的温度。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述流电路还被配置为基于环境温度推断过程流体的温度。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流电路被配置为基于存储在存储器中的校正系数推断过程流体的温度。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述温度输出被配置为用于执行诊断。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述温度输出被用来与界限相比较，并且被用来识别所述界限外的过程流体温度。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，使用所述温度输出来识别流体管的过高的温度。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流测量电路基于热阻值确定过程流体的温度。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述热阻值是计算而得的。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述热阻值是根据经验测量而得的。
16.根据权利要求13所述的设备，其中，所述热阻值被存储在存储器中。
17.—种测量过程流体的流的流动的方法，包括 接收通过流量管的过程流体的流；使用磁激励线圈将磁场施加到所述流体管中的过程流体的流； 感测过程流体的电势，所述电势与所施加的磁场以及所述过程流体的流速有关； 感测所述激励线圈的电参数，所述电参数与所述激励线圈的温度有关；以及基于感测到的过程流体的电势，确定通过所述流量管的过程流体的流。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述流包括质量流。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，对流进行确定还基于所测量的电参数。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电阻抗。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电感。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电参数包括所述激励线圈的电阻抗和电感。
23.根据权利要求18所述的方法，包括基于所述温度输出推断所述过程流体的温度。
24.根据权利要求23所述的方法，包括基于环境温度推断所述过程流体的温度。
25.根据权利要求18所述的方法，基于存储在存储器中的校正系数推断所述过程流体的温度。
26.根据权利要求18所述的方法，包括，基于所述电参数执行诊断。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中，所述温度输出被用来与界限相比较，并且被用来识别所述界限外的过程流体温度。
28.根据权利要求沈所述的方法，包括基于所述电参数识别所述流体管的过高的温度。
29.根据权利要求18所述的方法，其中，基于热阻值确定流。
30.根据权利要求四所述的方法，其中，所述热阻值是计算而得的。
31.根据权利要求四所述的方法，其中，所述热阻值是根据经验测量而得的。
32.根据权利要求四所述的方法，其中，所述热阻值被存储在存储器中。
全文摘要
用于测量过程流体流的流动的磁通流量计(102)，包括流量管(108)，流量管(108)被布置为接收通过其的过程流体流。临近该流量管(108)的磁激励线圈(122)被布置为响应激励信号，将磁场施加到流中。至少一个电极(124)被布置为感测过程流体的电势，该电势与所施加的磁场以及过程流体的流速有关。温度测量电路(180)耦合到磁激励线圈(122)，并被配置为基于激励线圈(122)的电参数，提供对激励线圈(122)的温度进行指示的温度输出。耦合到该至少一个电极(124)的流测量电路(148)被配置为基于所感测到的电势，提供流输出。
文档编号G01F1/58GK102365530SQ201080014252
公开日2012年2月29日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年5月4日
发明者斯科特·R·弗斯, 罗伯特·K·舒尔兹 申请人:罗斯蒙德公司