專利名稱：用于確定和/或監(jiān)控過程變量的方法
用于確定和/或監(jiān)控過程變量的方法技術(shù)領(lǐng)域本方面涉及一種用于確定和/或監(jiān)控過程變量的方法。過程變量優(yōu) 選為流經(jīng)管道或通道的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量。相應(yīng)的超聲流量 測量儀表由申請人提供并出售。另外，過程變量還可以是容器中的填 充物質(zhì)的料位，其由超聲行程時間方法確定。通常，本發(fā)明的方法可 應(yīng)用于所有發(fā)送并接收超聲測量信號的測量儀表。
背景技術(shù)：
下面將參考超聲流量計，但其并不是限定性的。在線超聲流量計 通常集成在待測介質(zhì)流經(jīng)的管道中。根據(jù)行程時間差方法工作的超聲 流量計包括至少一對超聲傳感器，其沿確定的聲路發(fā)送和/或接收超聲 測量信號?？刂?分析單元根據(jù)測量信號在測量介質(zhì)流動方向與逆測量 介質(zhì)流動方向上的行程時間之差而確定管道中測量介質(zhì)的體積流量和/ 或質(zhì)量流量。測量介質(zhì)可以是氣體或液體介質(zhì)。除了上述在線超聲流量計之外，還使用夾鉗式流量計，其安裝在 管道外部并且通過發(fā)射聲音穿過管壁而測量體積流量或質(zhì)量流量。上述確定體積流量或質(zhì)量流量的超聲流量計經(jīng)常應(yīng)用于過程及自 動化技術(shù)中。夾鉗式流量計的優(yōu)點在于，可以在容器例如管道中確定體積流量或質(zhì)量流量，而無需接觸介質(zhì)。例如在EP 0 686 255 Bl、 US 4，4S4,478、 DE 43 35 369 Cl、 DE 298 03 911 Ul、 DE 4336370 Cl或US 4，598，593中描述了夾鉗式流量計。在兩種超聲流量計的情況中，超聲測量信號以預(yù)定的角度輻射進 或出測量介質(zhì)流經(jīng)的管道。在超聲流量計中，超聲變送器在測量管(在線)或管道(夾鉗式)上的位置依賴于測量管的內(nèi)徑和測量介質(zhì)的聲 速。在夾鉗式流量計的情況中，還必須考慮以下應(yīng)用參數(shù)管道的壁 厚以及管道材料中的聲速。通常，在兩種類型的超聲流量計的情況中，超聲傳感器被設(shè)置為 使得橫貫的聲路被引導(dǎo)貫穿管道或測量管的中央?yún)^(qū)域。對于流量確定 的測量值反應(yīng)了測量介質(zhì)的平均流量。在許多應(yīng)用情況中，特別是在 較大標稱直徑的管道中的流量測量的情況中，整個平均太不精確。因 此，己知提供多個分布在測量管或管道外圍的傳感器對，從而可以得 到對于測量管或管道的不同片段、角區(qū)域的流量信息。超聲傳感器的基本部件是壓電元件。壓電元件的基本部件是薄膜 形式的壓電陶瓷層。壓電陶瓷至少在部分區(qū)域被金屬化。通過施加激 勵電信號，壓電層振蕩。如果壓電元件精確地跟隨電激勵信號，那么 超聲傳感器將理想地工作；然而，在真實世界中不是這樣的。實際上， 激勵信號通常還激勵諧波和諧振，它們疊加在所謂的有效信號上并改 變其信號形式。以這種方式，基于壓電效應(yīng)的測量方法的測量精度非 常有限。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種方法，利用它在超聲傳感器的情況中獲 得優(yōu)化的信噪比。該目的通過包括以下步驟的方法實現(xiàn)-將有限時間的激勵信號施加于第一壓電元件或壓電元件的第一 極化區(qū)，該激勵信號由至少一個期望量或期望信號形式描述；-第二壓電元件或壓電元件的第二極化區(qū)接收響應(yīng)信號，該響應(yīng) 信號由至少一個對應(yīng)于期望量或期望信號形式的實際量或?qū)嶋H信號形 式描述；-將響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式以及響應(yīng)信號的期望量或期望信號形式彼此比較；-在響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式與響應(yīng)信號的期望量或期 望信號形式存在偏差的情況中，改變激勵信號，使得從第一壓電元件 或壓電元件的第一區(qū)發(fā)送的測量信號的實際量或?qū)嶋H信號形式至少大 約等于響應(yīng)信號的期望量或期望信號形式；-基于可由確定的期望量或確定的期望信號形式描述的測量信 號，經(jīng)由聲傳播方法或回波方法確定過程變量。本發(fā)明的方法利用壓電元件的偏轉(zhuǎn)對于電激勵信號的反饋，該反 饋或者是實時的或者是時移的。正如已經(jīng)提到的，通過應(yīng)用壓電元件 或壓電薄膜而產(chǎn)生超聲測量信號。已知的壓電元件被極化并通常由兩 側(cè)被金屬化的圓盤構(gòu)成。表面的偏轉(zhuǎn)是通過在兩個金屬化平面之間施 加電壓而獲得的。通過翻轉(zhuǎn)上述過程而實現(xiàn)接收超聲測量信號。因為 過程是可逆的，所以這是可能的。在本方面的方法的具有優(yōu)點的進一步發(fā)展中，產(chǎn)生由預(yù)定的期望 量或期望信號形式描述的激勵信號，將激勵信號施加于壓電元件的第 一極化區(qū)，在壓電元件的第二極化區(qū)獲得由至少一個實際量或?qū)嶋H信 號形式描述的響應(yīng)信號，并且在響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式與 響應(yīng)信號的期望量或期望信號形式有偏差的情況，改變激勵信號使得 響應(yīng)信號至少大約由預(yù)定的期望量或預(yù)定的期望信號形式描述。該方 法在最簡單的情況中是通過反饋實現(xiàn)的。為了測量由于施加的電壓信號引起的壓電元件偏轉(zhuǎn)，在本方面的 第一實施例中，在壓電元件上提供至少一個附加的金屬化且極化的區(qū)。 在這個附加的第二極化區(qū)上測量電壓，該電壓依賴于壓電元件的偏轉(zhuǎn)。 通過基于施加的電壓信號相對于偏轉(zhuǎn)的參考測量結(jié)果且基于參與振蕩 的機械及電子部件的延遲的相位補償而進行線性化，壓電元件的振蕩 性能可以最優(yōu)地匹配期望的期望信號形式。優(yōu)選地，末級和補償電路 相似，以簡化。另外，在另一實施方式中，由預(yù)定的期望量或期望信號形式描述 的激勵電壓被施加于第一壓電元件；在空間上與第一壓電元件分離的 第二壓電元件處獲得由與期望量或期望信號形式相對應(yīng)的實際量或?qū)?際信號形式描述的響應(yīng)信號；在響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式與 響應(yīng)信號的期望量或期望信號形式存在偏離的情況中，改變激勵信號 使得響應(yīng)信號可以至少大約由預(yù)定的期望量或期望信號形式描述。在本方面的方法的這個第二實施方式中，使用第二壓電元件，其 設(shè)置在第一壓電元件的聲路中。這個第二壓電元件具有控制功能并且 測量從第一壓電元件發(fā)送的信號形式?；跍y量的信號形式改變超聲 測量信號，使得第一壓電元件發(fā)送期望的信號形式。第二壓電元件用 于直接補償除超聲測量信號的不期望的諧波。在某些應(yīng)用場合，會發(fā)生在第一壓電元件和第二壓電元件之間的 超聲測量信號行程時間的相位差過大的情況，該第二壓電元件具有控 制壓電元件的功能，從而不可能有直接反饋。在這種情況中，期望的 信號形式的調(diào)整是利用另一方法實現(xiàn)的，這種方法同樣能夠合適地補 償發(fā)送的超聲測量信號的諧波和諧振。為此，從第一壓電元件發(fā)送的 超聲測量信號同樣被具有控制功能的第二壓電元件測量。測量的超聲 測量信號的信號形式或者其他特征量與期望信號形式或期望量比較。 從兩個測量信號的差，生成并存儲新的激勵信號。對于下一次激勵壓 電元件，使用這個新生成并存儲的激勵信號。發(fā)送的超聲測量信號被 重新測量，與期望的激勵信號比較，并且由差值生成并存儲再次改變 的激勵信號。通過重復(fù)應(yīng)用該方法，當前超聲測量信號的實際信號形 式逐漸靠近超聲測量信號的期望的期望信號形式。在本發(fā)明的方法的兩個上述變型的進一步發(fā)展中，通過改變施加 于壓電元件第一區(qū)的電壓或者通過改變施加于第一壓電元件的電壓， 改變響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式。另外，正如上面已經(jīng)提到的，響應(yīng)信號的期望電壓與響應(yīng)信號的 實際電壓比較，并且通過差分放大器校正兩個電壓之間的偏差。根據(jù)本方面的方法的具有優(yōu)點的實施方式，響應(yīng)信號的期望信號 形式被確定，并被依賴于在過程和/或系統(tǒng)中存在的條件而存儲作為激勵信號的信號形式；并且使用對于存在的過程和/或系統(tǒng)而調(diào)整的信號 形式作為對于壓電元件的至少一個區(qū)的激勵信號或者作為對于第一壓 電元件的激勵信號。另外，在特定的過程和/或系統(tǒng)條件下確定的信號形式被作為激勵 信號饋送至第一壓電元件，并且在第二壓電元件的信號形式與依賴于 過程和/或系統(tǒng)條件而存儲的激勵信號的信號形式存在偏差的情況中， 生成誤差報告。于是，與在預(yù)定的條件下之前確定的超聲測量信號的 校正值的偏移在這里用于誤差識別。正如上面已經(jīng)提到的，壓電元件是盤狀構(gòu)成的元件，其具有兩個 相對的端面。壓電元件是薄膜或箔片。優(yōu)選地，壓電元件在不同的區(qū)具有彼此獨立的極性；另外，當具 有彼此獨立極性的區(qū)位于壓電元件的同一端面上時，是具有優(yōu)點的。 這在許多情況中簡化了布線。適用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的裝置包括信號發(fā)生器，其將由量或信 號形式描述的有限時間的激勵信號提供給壓電元件的第一極化區(qū)。另 外，提供校正電路，其從壓電元件的第二極化區(qū)獲得響應(yīng)信號相應(yīng)的 實際量或相應(yīng)的實際信號形式，并將其與響應(yīng)信號的期望量或期望信 號形式比較；在響應(yīng)信號的期望量和實際量之間或者期望信號形式和 實際信號形式之間不一致的情況中，校正電路向第一極化區(qū)施加補償 信號，這樣定補償信號的大小，使得響應(yīng)信號的實際量或?qū)嶋H信號形式大約等于響應(yīng)信號的期望量或期望信號形式。代替具有不同極化區(qū)的壓電元件的影響，裝置的另一實施方式包 括兩個壓電元件，它們彼此臨近設(shè)置。通常，可以說，兩個壓電元件 設(shè)置在第一壓電元件的聲路上。為了避免反射，這里具有優(yōu)點的是， 在兩個壓電元件之間設(shè)置耦合介質(zhì)。如果使用該方法將發(fā)送的超聲測量信號迭代地匹配至具有預(yù)定期 望信號形式的超聲測量信號，那么提供存儲單元，響應(yīng)信號的量或信 號形式被依賴于在過程和/或系統(tǒng)中存在的條件而存儲在其中。在這個方面， 一種選擇是將本發(fā)明的裝置應(yīng)用于識別系統(tǒng)或過程 中的誤差。為此，提供分析單元，其識別響應(yīng)信號的實際量或信號形 式與在確定的過程和/或系統(tǒng)條件下記錄的響應(yīng)信號的相應(yīng)期望量或期 望信號形式之間的偏差，并且生成相應(yīng)的誤差報告。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細解釋本發(fā)明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)已知的壓電元件的端面的平面圖；圖la是沿圖1的切割平面A-A得到的截面；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中用于激勵壓電元件的電壓信號；圖3是圖2中顯示的電壓信號的響應(yīng)信號；圖4是壓電元件的第一實施例，其具有兩個不同極化的區(qū)；圖4a是沿圖4的切割平面A-A得到的截面；圖5是壓電元件的第二實施例，其具有兩個不同極化的區(qū)；圖5a是沿圖5的切割平面A-A得到的截面；圖6是第一電路布置，其適于激活具有兩個不同極化的區(qū)的壓電元件；圖7是第二電路布置，其適于激活具有兩個不同極化的區(qū)的壓電元件；圖8是用于激活第一壓電元件的電路布置，第一壓電元件之后設(shè) 置了具有補償功能的第二壓電元件；和圖9是用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的優(yōu)選方案的流程圖。
具體實施方式
圖1是現(xiàn)有技術(shù)已知的壓電元件1的端面6的俯視圖。圖la顯示 了根據(jù)圖1的切割線A-A得到的圖1的壓電元件1的截面。這種壓電 元件1是例如用于流量測量或料位及距離測量的超聲傳感器的基本部 件。形成壓電元件1的壓電陶瓷層是在兩側(cè)涂敷導(dǎo)電涂層的薄膜或箔 片。從現(xiàn)有技術(shù)已知例如不同地極化壓電元件1的相對端面5、 6。壓 電層的厚度T決定壓電元件的本征頻率。利用電激勵信號U(t)激勵壓電元件1振蕩。當從壓電元件1發(fā)送 的超聲測量信號精確地跟隨電激勵信號U(t)的信號形式時，超聲傳感器 的功能是理想的；然而在現(xiàn)實世界中往往不是這樣的。而是通過激勵 信號U(t)除了基本頻率通常還激勵了諧波和諧振。它們疊加在所謂的有 效信號上并改變其信號形式。圖2和3示意性顯示了一個例子?；趫D3中顯示的響應(yīng)信號Ua(t)，可以看出，與激勵信號U(t)相 比，響應(yīng)信號Ua(t)的延遲時間顯著更長。激勵信號U(t)是通過信號發(fā) 生器7產(chǎn)生的。很清楚，當超聲測量信號的行程時間相對于測量信號 較小時，這個信號形式的改變能夠?qū)е嘛@著的測量誤差。圖4顯示了具有兩個不同極化的區(qū)2、 4的壓電元件1的第一實施 例。這個壓電元件1適用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的第一變型。圖5顯示 了適用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的壓電元件1的第二實施例。圖4a和5a 分別顯示了沿圖4和5的切割線A-A得到的相應(yīng)截面。在兩個實施例中，在壓電元件1的一個端面5上提供不同極性的 兩個區(qū)2、 4。不同極化的區(qū)2、 4在圖4所示的實施例中同心設(shè)置，而圖5所示實施例的區(qū)2、 4非對稱地設(shè)置。在激勵信號U(t)的影響下， 第一區(qū)2發(fā)送響應(yīng)信號Ua(t)，其被壓電元件1的第二區(qū)4實時接收。正如由圖6的電路所示，第二區(qū)4接收的響應(yīng)信號Ua(t)被饋送至 校正電路8，并經(jīng)由末級/放大器12回到壓電元件1的第一區(qū)2，其中 校正電路優(yōu)選地是差分放大器。通過這個反饋電路，固有振蕩狀態(tài)的 響應(yīng)信號lUt)至少大約具有激勵信號U(t)的信號形式。圖8顯示了模擬反饋電路，用于激活第一壓電元件1，在其之后設(shè) 置了具有補償功能的第二壓電元件3。在兩個壓電元件1、 3之間是耦 合介質(zhì)9，其特性例如在衰減和反射性方面與兩個壓電元件1、 3的特 性匹配。在這個實施例中，位于第一壓電元件1的聲路中的第二壓電 元件3將響應(yīng)信號Ua(t)發(fā)送至差分放大器8。圖7所示的電路布置與圖6所示的不同在于附加的存儲單元IO和 分析單元11。這個電路布置適用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例， 其中系統(tǒng)起振過程被縮短。根據(jù)這個實施例，響應(yīng)信號U"t)的期望信 號形式被確定并依賴于過程和/或系統(tǒng)中存在的條件Xj而作為激勵信號 U(t; Xi)的信號形式存儲；這個信號形式最優(yōu)地匹配存在的過程和/或系 統(tǒng)條件Xi，并且之前確定的信號形式隨后被用作用于壓電元件1的至 少一個區(qū)2的激勵信號U(t;Xj)或者用于第一壓電元件1的激勵信號。另外，在確定的過程和/或系統(tǒng)條件Xi下確定的信號形式被作為激 勵信號U(t; Xi)饋送至第一壓電元件1，并且在由第二壓電元件1發(fā)送 的響應(yīng)信號Ua(t; Xi)的信號形式偏離在確定的過程和/或系統(tǒng)條件Xj下 存儲的激勵信號U(t;Xi)的信號形式時，生成誤差報告。于是，在由第 二壓電元件1或者壓電元件1的第二區(qū)3發(fā)送的響應(yīng)信號Ua(t; Xi)之間 的不一致用于誤差識別。圖9顯示了用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的優(yōu)選變型的流程圖，其中激勵信號的實際信號形式被迭代地逼近期望信號形式。利用這種方法， 可以執(zhí)行衰減測量或阻抗測量，或者與聲速測量結(jié)合而執(zhí)行密度測量。 而且，通過下面介紹的方法，可以識別在作為發(fā)送器實現(xiàn)的壓電元件1 處的磨損或誤差。通常，在這個實施例中，為了確定過程變量而發(fā)送的超聲測量信 號的信號形式迭代地逼近激勵信號U(t)的期望的期望信號形式。一旦激 勵信號的實際信號形式匹配期望信號形式，以后的變化就能夠得到有 關(guān)可能的系統(tǒng)或過程誤差的結(jié)論。程序從點20開始。在點21，期望的期望信號形式作為電壓信號 U(t)施加至第一壓電元件1。該第一壓電元件還具有發(fā)送器的功能。在 點22，第二壓電元件3接收響應(yīng)信號Ua(t)。于是，第二壓電元件具有 麥克風(fēng)的功能。在點23，期望信號形式被分析并由合適的參數(shù)描述。這些確定的 參數(shù)在點25被存儲。另外，期望信號形式被采樣、存儲，或者這些數(shù) 據(jù)在程序點24已經(jīng)被數(shù)字存儲。在點26，具有存儲的期望信號形式的電壓信號U(t)被施加于第一 壓電元件1。在點28,第二壓電元件3測量存儲的期望信號形式的實 際時間分布。在點29，響應(yīng)信號的實際信號形式被采樣并存儲。然后， 在程序點30，在點24被采樣并存儲的激勵信號的期望信號形式以及響 應(yīng)信號的實際信號形式被相移并彼此比較或相關(guān)。因為由于第一壓電 元件1和第二壓電元件3之間的行程時間而使響應(yīng)信號相對于激勵信 號有時移，所以相移是必要的。通過合適的算法，例如通過FFT，在 點31確定經(jīng)校正的期望信號形式。這個經(jīng)校正的期望信號形式被饋送 回程序點25并被存儲。程序點26至31被連續(xù)進行，直至實際信號形 式和期望信號形式重合。附圖標記1第一壓電元件 2第一極化區(qū) 3第二壓電元件 4第二極化區(qū)5第一端面 6第二端面 7信號發(fā)生器 8校正電路 9耦合介質(zhì) 10存儲單元 11分析單元 12末級/放大器
權(quán)利要求
1.用于確定和/或監(jiān)控過程變量的方法，其中，將由至少一個期望量或期望信號形式描述的有限時間的激勵信號(U(t))饋送至第一壓電元件(1)或壓電元件(1)的第一極化區(qū)(2)；第二壓電元件(3)或壓電元件(1)的第二極化區(qū)(4)接收響應(yīng)信號(Ua(t))，該響應(yīng)信號由至少一個與期望量或期望信號形式相對應(yīng)的實際量或?qū)嶋H信號形式描述；將響應(yīng)信號(Ua(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式以及響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望信號形式彼此比較；在響應(yīng)信號(Ua(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式與響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望信號形式存在偏差的情況中，改變激勵信號(U(t))，使得從第一壓電元件(1)或壓電元件(1)的第一區(qū)(2)發(fā)送的超聲測量信號的實際量或?qū)嶋H信號形式至少大約等于響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望信號形式；并且基于能夠由確定的期望量或確定的期望信號形式描述的超聲測量信號，通過聲傳播方法或回波方法確定過程變量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，產(chǎn)生由預(yù)定的期望量或期望信號形式描述的激勵信號(U(t));將激勵信號(U(t))饋送至壓電 元件(1)的第一極化區(qū)(2);在壓電元件(1)的第二極化區(qū)(4) 獲得由至少一個實際量或?qū)嶋H信號形式描述的響應(yīng)信號(Ua(t));并且在響應(yīng)信號(Ua(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式與響應(yīng)信號(ua(tp的期望量或期望信號形式偏差的情況，改變激勵信號(U(t))，使得響 應(yīng)信號(ua(t))至少大致由預(yù)定的期望量或期望信號形式描述。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，由預(yù)定的期望量或期望信 號形式描述的激勵信號(U(t))被饋送至第一壓電元件(1);第二壓 電元件(3)獲得由與期望量或期望信號形式相對應(yīng)的實際量或?qū)嶋H信號形式描述的響應(yīng)信號(Ua(t));并且在響應(yīng)信號(Ua(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式與響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望信號形式偏差的 情況中，改變激勵信號(U(t))，使得響應(yīng)信號(Ua(t))至少大致由預(yù)定的期望量或期望信號形式描述。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的方法，其中，通過改變施加于 壓電元件O)第一區(qū)(2)的電壓或者通過改變施加于第一壓電元件(1)的電壓，改變響應(yīng)信號(Ua(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，響應(yīng)信號(Ua(t))的期望電壓與響應(yīng)信號(Ua(t))的實際電壓比較；并且通過差分放大器校正兩個電壓之間的偏差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5之一所述的方法，其中，響應(yīng)信號(Ua(t)) 的期望信號形式被確定，并被依賴于在過程和/或系統(tǒng)中存在的條件(Xi)而存儲作為激勵信號(U(t; X0)的信號形式；并且使用對于存 在的過程和/或系統(tǒng)條件而調(diào)整的信號形式作為對于壓電元件(1)的至 少一個區(qū)(2， 4)的激勵信號(U(t; Xi))或者作為對于第一壓電元件(1)的激勵信號(U(t;Xi))。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在特定的過程和/或系統(tǒng)條 件下確定的信號形式被作為激勵信號(U(t; Xi))饋送至第一壓電元件(1);并且在第二壓電元件(3)的信號形式與依賴于過程和/或系統(tǒng) 條件(Xi)而存儲的激勵信號(U(t; Xi))的信號形式存在偏差的情況 中，生成誤差報告。
8. 用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求l-7之一所述方法的裝置，其中壓電元 件(1; 3)盤狀構(gòu)成并且具有兩個相對的端面(5， 6)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，壓電元件(1)在不同的 區(qū)(2， 4)具有彼此獨立的極性；并且具有彼此獨立極性的區(qū)(2, 4) 位于壓電元件(1)的同一端面(5， 6)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其中，提供信號發(fā)生器(7)， 其將由量或信號形式描述的有限時間的激勵信號(U(t))饋送至壓電元 件(1)的第一極化區(qū)(2);提供校正電路(8)，其從壓電元件(1) 的第二極化區(qū)(4)獲得響應(yīng)信號(Ua(t))相應(yīng)的實際量或相應(yīng)的實際 信號形式，并將其與響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望信號形式比較； 在響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量和實際量之間或者期望信號形式和實際 信號形式之間存在偏差的情況中，校正電路(8)向第一極化區(qū)(2) 施加補償信號(UK(t)),這樣定補償信號的大小，使得響應(yīng)信號(Ua(tp 的實際量或?qū)嶋H信號形式大約等于響應(yīng)信號(Ua(t))的期望量或期望 信號形式。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，提供兩個壓電元件(1, 3)，它們彼此臨近設(shè)置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，兩個壓電元件通過耦合 介質(zhì)(9)彼此耦合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其中，提供存儲單元(10)， 響應(yīng)信號(U(t;Xi))的量或信號形式被依賴于在過程和/或系統(tǒng)中存在 的條件而存儲在該存儲單元中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，提供分析單元(11)， 其識別響應(yīng)信號(U(t; Xi))的實際量或?qū)嶋H信號形式與在確定的過程 和/或系統(tǒng)條件(Xi)下記錄的響應(yīng)信號(U(t; Xi))的相應(yīng)期望量或期 望信號形式之間的偏差，并且生成相應(yīng)的誤差報告。
全文摘要
本方面涉及一種用于確定和/或監(jiān)控過程變量的方法，其中將有限時間的激勵信號(U(t))施加于第一壓電元件(1)或壓電元件(1)的第一極化區(qū)(2)，該激勵信號由至少一個期望量或期望信號形式描述；其中第二壓電元件(3)或壓電元件(1)的第二極化區(qū)(4)接收響應(yīng)信號(U_a(t))，該響應(yīng)信號由至少一個對應(yīng)于期望量或期望信號形式的實際量或?qū)嶋H信號形式描述；其中將響應(yīng)信號(U_a(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式以及響應(yīng)信號(U_a(t))的期望量或期望信號形式彼此比較；其中在響應(yīng)信號(U_a(t))的實際量或?qū)嶋H信號形式與響應(yīng)信號(U_a(t))的期望量或期望信號形式存在偏差的情況中，改變激勵信號(U(t))，使得從第一壓電元件(1)或壓電元件(1)的第一區(qū)(2)發(fā)送的超聲測量信號的實際量或?qū)嶋H信號形式至少大約等于響應(yīng)信號(U_a(t))的期望量或期望信號形式；并且其中基于可由確定的期望量或確定的期望信號形式描述的超聲測量信號，經(jīng)由聲傳播方法或回波方法確定過程變量。
文檔編號G01F1/66GK101228416SQ200680026756
公開日2008年7月23日 申請日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者安德里亞斯·貝格爾, 弗蘭克·萬德勒, 阿希姆·維斯特 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司