СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И КОРИОЛИСОВ РАСХОДОМЕР

1. Способ обработки сигналов для кориолисова расходомера, в котором, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок, которая включена в измерительную расходомерную трубку, выполнена с возможностью управления посредством устройства возбуждения с использованием вибратора для попеременного возбуждения, по меньшей мере, одной расходомерной трубки или пары расходомерных трубок, причем разность фаз и/или частота вибрации, пропорциональная кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, детектируется посредством двух датчиков скорости или двух датчиков ускорения, которые являются датчиками детектирования вибрации, когда, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок вибрируют, чтобы тем самым получать удельный массовый расход и/или плотность измеряемой текучей среды,
отличающийся тем, что способ обработки сигналов содержит этапы, на которых:
выполняют преобразование частоты, чтобы комбинировать произвольную частоту колебаний для каждого из двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования входных сигналов разности фаз и/или частоты вибрации, пропорциональной кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, которые детектируются посредством двух датчиков скорости или двух датчиков ускорения;
измеряют частоту составной формы волны сигнала, ассоциированной, по меньшей мере, с одним из датчиков детектирования вибрации;
передают управляющий сигнал на основе измеренной частоты;
управляют так, что суммарная частотная составляющая, или разностная частотная составляющая составной компоненты составного частотного сигнала является постоянной; и
измеряют фазы суммарного сигнала или разностного сигнала каждой из управляемых преобразованных составных частот, чтобы тем самым получать составляющую сигнала разности фаз.
2. Способ обработки сигналов по п.1, в котором выполнение составного преобразования частоты на основе произвольной частоты колебаний содержит этапы, на которых:
умножают входной сигнал SINθ1 от одного из датчиков детектирования вибрации на передаваемый управляющий сигнал cosθ2; и
извлекают только низкочастотный сигнал из выходного сигнала, выводимого после умножения, через частотный фильтр.
3. Способ обработки сигналов по п.1, в котором выполнение составного преобразования частоты на основе произвольной частоты колебаний содержит этапы, на которых:
умножают входной сигнал SINθ1 из одного из датчиков детектирования вибрации на передаваемый управляющий сигнал cosθ2; и
извлекают только высокочастотный сигнал из выходного сигнала, выводимого после умножения, через частотный фильтр.
4. Способ обработки сигналов по п.1, в котором:
входные сигналы разности фаз и/или частоты вибрации, пропорциональной кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, которые детектируются посредством пары датчиков скорости или пары датчиков ускорения, дискретизируют посредством аналогово-цифрового преобразования, чтобы получать цифровые сигналы; и
каждый из преобразованных составных частотных сигналов, полученных посредством выполнения составного преобразования частоты на основе передаваемого управляющего сигнала, управляется так, что суммирующий компонент или разностный компонент комбинированного составного компонента равен 1/4 частоты дискретизации для аналогово-цифрового преобразования.
5. Устройство обработки сигналов для кориолисова расходомера, в котором, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок, которая включена в измерительную расходомерную трубку, выполнена с возможностью управления посредством устройства возбуждения с использованием вибратора для попеременного возбуждения, по меньшей мере, одной расходомерной трубки или пары расходомерных трубок, причем разность фаз и/или частота вибрации, пропорциональная кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, детектируется посредством датчика скорости или датчика ускорения, который является датчиком детектирования вибрации, когда, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок вибрируют, чтобы тем самым получать удельный массовый расход и/или плотность измеряемой текучей среды,
отличающееся тем, что устройство обработки сигналов содержит:
передающее устройство для передачи и вывода модулируемого частотного сигнала;
модуль преобразования частоты для выполнения преобразования частоты, чтобы суммировать (или вычитать) выходную частоту (FX) передающего устройства с (или из) входной частотой, детектируемой посредством датчика скорости или датчика ускорения, и выполнения частотного сдвига так, что значения частоты, полученные посредством преобразования частоты, являются постоянными; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между частотными сигналами, преобразованными и выводимыми из модуля преобразования частоты.
6. Устройство обработки сигналов для кориолисова расходомера, в котором, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок, которая включена в измерительную расходомерную трубку, выполнена с возможностью управления посредством устройства возбуждения с использованием вибратора для попеременного возбуждения, по меньшей мере, одной расходомерной трубки или пары расходомерных трубок, причем разность фаз и/или частота вибрации, пропорциональная кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, детектируется посредством пары датчиков скорости или пары датчиков ускорения, которые являются датчиками детектирования вибрации, когда, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок вибрируют, чтобы тем самым получать удельный массовый расход и/или плотность измеряемой текучей среды,
отличающееся тем, что устройство обработки сигналов содержит:
передающее устройство для передачи и вывода модулируемого частотного сигнала;
первый модуль преобразования частоты для выполнения преобразования частоты, чтобы суммировать (или вычитать) выходную частоту, выводимую из передающего устройства, с (или из) частотой входного сигнала, полученной преобразованием сигнала одного из пары датчиков детектирования вибрации, в цифровой сигнал, посредством первого аналого-цифрового преобразователя;
второй модуль преобразования частоты для выполнения преобразования частоты, чтобы суммировать (или вычитать) выходную частоту, выводимую из передающего устройства, с (или из) частотой входного сигнала, полученной преобразованием сигнала другого из пары датчиков детектирования вибрации, в цифровой сигнал, посредством второго аналого-цифрового преобразователя; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между первым частотным сигналом, преобразованным и выводимым из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, преобразованным и выводимым из второго преобразования частоты.
7. Устройство обработки сигналов для кориолисова расходомера, в котором, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок, которая включена в измерительную расходомерную трубку, выполнена с возможностью управления посредством устройства возбуждения с использованием вибратора для попеременного возбуждения, по меньшей мере, одной расходомерной трубки или пары расходомерных трубок, причем разность фаз и/или частота вибрации, пропорциональная кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, детектируется посредством пары датчиков детектирования вибрации, которые являются датчиками детектирования вибрации, когда, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок вибрируют, чтобы тем самым получать удельный массовый расход и/или плотность измеряемой текучей среды,
отличающееся тем, что устройство обработки сигналов содержит:
передающее устройство для передачи и вывода модулируемого частотного сигнала;
первый модуль преобразования частоты для сдвига по частоте, к сигналу постоянной частоты, частоты входного сигнала, полученной преобразованием сигнала одного датчика скорости из пары датчиков детектирования вибрации, в цифровой сигнал, посредством первого аналого-цифрового преобразователя и выводимой из первого аналого-цифрового преобразователя, на основе выходной частоты, выводимой из передающего устройства, чтобы перемещать частоту входного сигнала в другую полосу частот;
второй модуль преобразования частоты для сдвига по частоте, к сигналу постоянной частоты, частоты входного сигнала, полученной преобразованием сигнала другого датчика скорости из пары датчиков детектирования вибрации в цифровой сигнал посредством второго аналого-цифрового преобразователя и выводимой из второго аналого-цифрового преобразователя, на основе выходной частоты из передающего устройства, чтобы перемещать частоту входного сигнала в другую полосу частот;
модуль измерения частоты для измерения частоты первого частотного сигнала, который получается преобразованием, как сигнал постоянной частоты и выводится из первого модуля преобразования частоты, и вывода измеренного частотного значения первого частотного сигнала в передающее устройство, чтобы управлять выходными частотами из первого модуля преобразования частоты и второго модуля преобразования частоты так, что частота, полученная посредством модуля преобразования частоты преобразованием частоты для входной частоты, полученной посредством преобразования, в цифровой сигнал, посредством первого аналого-цифрового преобразователя, входной частоты сигнала датчика скорости из одного из пары датчиков скорости вибрации, является требуемой частотой; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между первым частотным сигналом, полученным посредством преобразования как сигнал постоянной частоты, который выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным посредством преобразования как сигнал постоянной частоты, который выводится из второго модуля преобразования частоты,
8. Устройство обработки сигналов по пп.5, 6 или 7, отличающееся тем, что модуль преобразования частоты содержит:
умножитель для умножения опорного сигнала cosθ2 из передающего устройства на входной сигнал SINθ1 из первого аналого-цифрового преобразователя; и
фильтр нижних частот для фильтрации выходного сигнала, полученного посредством умножения посредством умножителя и выводимого из него, через частотный фильтр, чтобы извлекать только низкочастотный сигнал.
9. Устройство обработки сигналов по пп.5, 6 или 7, отличающееся тем, что модуль преобразования частоты содержит:
умножитель для умножения опорного сигнала cosθ2 из передающего устройства на входной сигнал SINθ1 из первого аналого-цифрового преобразователя; и
фильтр верхних частот для фильтрации выходного сигнала, полученного посредством умножения посредством умножителя и выводимого из него, через частотный фильтр, чтобы извлекать только высокочастотный сигнал.
10. Устройство обработки сигналов по п.7, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым модулем преобразования частоты;
фильтр нижних частот, соединенный с умножителем; и
передающее устройство для измерения частоты, которое соединяется с фильтром нижних частот и вводит выходной сигнал из фильтра нижних частот; при этом
умножитель сравнивает фазу выходного сигнала sin(θ+θXn), выводимого из первого модуля преобразования частоты, с фазой выходного сигнала cosδ, выводимого из передающего устройства для измерения частоты, и выводит разностный сигнал и суммарный сигнал в следующий фильтр нижних частот;
фильтр нижних частот фильтрует выходной сигнал, выводимый из умножителя, через частотный фильтр, чтобы извлекать только низкочастотный сигнал; и
фазовая величина V основной формы волны выходного сигнала формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
11. Устройство обработки сигналов по п.8, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым модулем преобразования частоты;
фильтр нижних частот, соединенный с умножителем; и
передающее устройство для измерения частоты, которое соединяется с фильтром нижних частот и вводит выходной сигнал из фильтра нижних частот; при этом
умножитель сравнивает фазу выходного сигнала sin(θ+θXn), выводимого из первого модуля преобразования частоты, с фазой выходного сигнала cosδ, выводимого из передающего устройства для измерения частоты, и выводит разностный сигнал и суммарный сигнал в следующий фильтр нижних частот;
фильтр нижних частот фильтрует выходной сигнал, выводимый из умножителя, через частотный фильтр, чтобы извлекать только низкочастотный сигнал; и
фазовая величина V основной формы волны выходного сигнала формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
12. Устройство обработки сигналов по п.9, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым модулем преобразования частоты;
фильтр нижних частот, соединенный с умножителем; и
передающее устройство для измерения частоты, которое соединяется с фильтром нижних частот и вводит выходной сигнал из фильтра нижних частот; при этом
умножитель сравнивает фазу выходного сигнала sin(θ+θXn), выводимого из первого модуля преобразования частоты, с фазой выходного сигнала cosδ, выводимого из передающего устройства для измерения частоты, и выводит разностный сигнал и суммарный сигнал в следующий фильтр нижних частот;
фильтр нижних частот фильтрует выходной сигнал, выводимый из умножителя, через частотный фильтр, чтобы извлекать только низкочастотный сигнал; и
фазовая величина V основной формы волны выходного сигнала формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
13. Устройство обработки сигналов по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит задающий генератор для синхронизации выходного сигнала первого аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала второго аналого-цифрового преобразователя, чтобы синхронизировать цифровой сигнал одного из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из первого аналого-цифрового преобразователя, и цифровой сигнал другого из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из второго аналого-цифрового преобразователя.
14. Устройство обработки сигналов по п.8, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит задающий генератор для синхронизации выходного сигнала первого аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала второго аналого-цифрового преобразователя, чтобы синхронизировать цифровой сигнал одного из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из первого аналого-цифрового преобразователя, и цифровой сигнал другого из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из второго аналого-цифрового преобразователя.
15. Устройство обработки сигналов по п.9, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит задающий генератор для синхронизации выходного сигнала первого аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала второго аналого-цифрового преобразователя, чтобы синхронизировать цифровой сигнал одного из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из первого аналого-цифрового преобразователя, и цифровой сигнал другого из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из второго аналого-цифрового преобразователя.
16. Устройство обработки сигналов по п.11, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит задающий генератор для синхронизации выходного. сигнала первого аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала второго аналого-цифрового преобразователя, чтобы синхронизировать цифровой сигнал одного из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из первого аналого-цифрового преобразователя, и цифровой сигнал другого из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из второго аналого-цифрового преобразователя.
17. Устройство обработки сигналов по п.12, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит задающий генератор для синхронизации выходного сигнала первого аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала второго аналого-цифрового преобразователя, чтобы синхронизировать цифровой сигнал одного из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из первого аналого-цифрового преобразователя, и цифровой сигнал другого из пары датчиков детектирования вибрации, который выводится из второго аналого-цифрового преобразователя.
18. Устройство обработки сигналов по п.7 или 10, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
19. Устройство обработки сигналов по п.8, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
20. Устройство обработки сигналов по п.9, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
21. Устройство обработки сигналов по п.11, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
22. Устройство обработки сигналов по п.12, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
23. Устройство обработки сигналов по п.13, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
24. Устройство обработки сигналов по п.14, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
25. Устройство обработки сигналов по п.15, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
26. Устройство обработки сигналов по п.16, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
27. Устройство обработки сигналов по п.17, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
28. Кориолисов расходомер, в котором, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок, которая включена в измерительную расходомерную трубку, выполнена с возможностью управления посредством устройства возбуждения с использованием вибратора для попеременного возбуждения, по меньшей мере, одной расходомерной трубки или пары расходомерных трубок, причем разность фаз и/или частота вибрации, пропорциональная кориолисовой силе, действующей, по меньшей мере, на одну расходомерную трубку или пару расходомерных трубок, детектируется посредством пары датчиков скорости или пары датчиков ускорения, которые являются датчиками детектирования вибрации, когда, по меньшей мере, одна расходомерная трубка или пара расходомерных трубок вибрируют, чтобы тем самым получать удельный массовый расход и/или плотность измеряемой текучей среды,
отличающийся тем, что кориолисов расходомер содержит устройство обработки сигналов, содержащее:
передающее устройство для передачи и вывода модулируемого частотного сигнала;
первый модуль преобразования частоты для сдвига по частоте, к конкретному сигналу постоянной частоты, частоты (θ) входного сигнала, полученной преобразованием сигнала одного датчика скорости из пары датчиков детектирования вибрации, в цифровой сигнал, посредством первого аналого-цифрового преобразователя, на основе выходной частоты (θXn), выводимой из передающего устройства, чтобы перемещать частоту (θ) входного сигнала в требуемую полосу частот;
второй модуль преобразования частоты для сдвига по частоте, к конкретному сигналу постоянной частоты, частоты (θ) входного сигнала, полученной преобразованием сигнала другого датчика скорости из пары датчиков детектирования вибрации в цифровой сигнал посредством второго аналого-цифрового преобразователя, на основе выходной частоты (θXn), выводимой из передающего устройства, чтобы перемещать частоту (θ) входного сигнала в требуемую полосу частот;
модуль измерения частоты для измерения частоты первого частотного сигнала, который получается преобразованием как конкретный сигнал постоянной частоты и выводится из первого модуля преобразования частоты, и вывода измеренного частотного значения первого частотного сигнала в передающее устройство, чтобы управлять выходными частотами так, что частота после преобразования частоты посредством модуля преобразования частоты всегда является постоянной частотой; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между первым частотным сигналом, полученным преобразованием как конкретный сигнал постоянной частоты, который выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным преобразованием как конкретный сигнал постоянной частоты, который выводится из второго модуля преобразования частоты,
при этом устройство обработки сигналов предоставляет разность фаз между первым частотным сигналом, полученным преобразованием как конкретный сигнал постоянной частоты, который выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным преобразованием как конкретный сигнал постоянной частоты, который выводится из второго модуля преобразования частоты.