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 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 способ обработки сигналов содержит этапы, на которых:
измеряют частоту, на основе частоты входного сигнала, по меньшей мере, одного из датчиков детектирования вибрации, двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для двух 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 пары датчиков скорости или пары датчиков ускорения;
передают управляющий сигнал на основе измеренной частоты;
выполняют составное преобразование частоты на основе передаваемого управляющего сигнала для каждого из двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для 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 пары датчиков скорости или пары датчиков ускорения; и
измеряют фазы из суммарного сигнала или разностного сигнала каждой из управляемых преобразованных составных частот, чтобы тем самым получать составляющую сигнала разности фаз.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарным сигналом или разностным сигналом каждой из преобразованных составных частот, полученных посредством выполнения составного преобразования частоты на основе передаваемого управляющего сигнала, управляют так, что суммарная составляющая или разностная составляющая комбинированной составной составляющей является постоянной.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что 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 низкочастотный сигнал из выходного сигнала, выводимого после умножения, через частотный фильтр.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что 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.
5. Способ 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 для получения цифровых сигналов; и
управляют каждым из преобразованных составных частотных сигналов, полученных посредством выполнения составного преобразования частоты на основе передаваемого управляющего сигнала, так, что суммарная составляющая или разностная составляющая комбинированной составной составляющей равна 1/4 частоты дискретизации для аналогово-цифрового преобразования.
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 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,
при этом устройство обработки сигналов содержит:
модуль измерения частоты для измерения частоты, на основе частоты входного сигнала, по меньшей мере, одного из датчиков детектирования вибрации, двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для двух 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 датчика скорости или датчика ускорения;
передающее устройство для передачи и вывода требуемого частотного сигнала на основе частоты, измеренной посредством модуля измерения частоты;
модуль преобразования частоты для выполнения преобразования частоты, чтобы суммировать (или вычитать) выходную частоту передающего устройства с (или из) каждым из 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 датчика скорости или датчика ускорения; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между частотными сигналами, которые детектируются посредством датчика скорости или датчика ускорения и получаются преобразованием посредством модуля 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 датчиков скорости или 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,
при этом устройство обработки сигналов содержит:
модуль измерения частоты для измерения частоты, на основе частоты входного сигнала, по меньшей мере, одного из датчиков детектирования вибрации, двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для двух 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 датчиков детектирования вибрации;
передающее устройство для передачи и вывода требуемого частотного сигнала на основе частоты, измеренной посредством модуля измерения частоты;
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 датчика детектирования вибрации 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 датчика детектирования вибрации 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 модуля преобразования частоты.
8. 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,
при этом устройство обработки сигналов содержит:
модуль измерения частоты для измерения частоты, на основе частоты входного сигнала, по меньшей мере, одного из датчиков детектирования вибрации, двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для двух 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 датчиков детектирования вибрации;
передающее устройство для передачи и вывода требуемого частотного сигнала на основе частоты, измеренной посредством модуля измерения частоты;
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, выводимой из передающего устройства, чтобы перемещать частоту входного сигнала в другую полосу частот; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между первым частотным сигналом, полученным как сигнал постоянной частоты, который преобразуется и выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным как сигнал постоянной частоты, который преобразуется и выводится из второго модуля преобразования частоты.
9. Устройство по п.6, 7 или 8, 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 умножением посредством умножителя и выводимого из него, через частотный фильтр, для извлечения только низкочастотного сигнала.
10. Устройство по п.6, 7 или 8, 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 умножением посредством умножителя и выводимого из него, через частотный фильтр для извлечения только высокочастотного сигнала.
11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым аналого-цифровым преобразователем;
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;
причем умножитель сравнивает фазу сигнала sinθ датчика, полученного преобразованием сигнала одного из пары датчиков детектирования вибрации в цифровой сигнал посредством аналого-цифрового преобразователя, 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 для извлечения только низкочастотного сигнала; и
фазовая величина V формы волны выходного сигнала основного типа формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым аналого-цифровым преобразователем;
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;
причем умножитель сравнивает фазу сигнала sinθ датчика, полученного преобразованием сигнала одного из пары датчиков детектирования вибрации в цифровой сигнал посредством аналого-цифрового преобразователя, 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 для извлечения только низкочастотного сигнала; и
фазовая величина V формы волны выходного сигнала основного типа формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что модуль измерения частоты содержит:
умножитель, соединенный с первым аналого-цифровым преобразователем;
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;
причем умножитель сравнивает фазу сигнала sinθ датчика, полученного преобразованием сигнала одного из пары датчиков детектирования вибрации в цифровой сигнал посредством аналого-цифрового преобразователя, 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 для извлечения только низкочастотного сигнала; и
фазовая величина V формы волны выходного сигнала основного типа формируется на основе низкочастотного сигнала, выводимого из фильтра нижних частот, и всегда удовлетворяет условию V=0 посредством передающего устройства для измерения частоты.
14. Устройство по п.8, или 11, дополнительно содержащее 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 по п.9, дополнительно содержащее 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 по п.10, дополнительно содержащее 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 по п.12, дополнительно содержащее 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 по п.13, дополнительно содержащее 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.
19. Устройство по п.8 или 11, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
20. Устройство по п.9, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
21. Устройство по п.10, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
22. Устройство по п.12, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
23. Устройство по п.13, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
24. Устройство по п.14, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
25. Устройство по п.15, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
26. Устройство по п.16, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
27. Устройство по п.17, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
28. Устройство по п.18, в котором модуль измерения фазы выполняет обработку дискретного преобразования Фурье (DFT) или быстрого преобразования Фурье (FFT).
29. 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 датчиков скорости или 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 содержит устройство обработки сигналов, содержащее:
модуль измерения частоты для измерения частоты, на основе частоты входного сигнала, по меньшей мере, одного из датчиков детектирования вибрации, двух сигналов расхода, полученных посредством аналогово-цифрового преобразования для двух 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 датчиков детектирования вибрации;
передающее устройство для передачи и вывода требуемого частотного сигнала на основе частоты, измеренной посредством модуля измерения частоты;
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, выводимой из передающего устройства, чтобы перемещать частоту входного сигнала в другую полосу частот; и
модуль измерения разности фаз для измерения разности фаз между первым частотным сигналом, полученным преобразованием как сигнал постоянной частоты, который выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным преобразованием как сигнал постоянной частоты, который выводится из второго модуля преобразования частоты,
причем устройство обработки сигналов предоставляет разность фаз между первым частотным сигналом, полученным преобразованием как сигнал постоянной частоты, который выводится из первого модуля преобразования частоты, и вторым частотным сигналом, полученным преобразованием как сигнал постоянной частоты, который выводится из второго модуля преобразования частоты.