本發(fā)明涉及一種用于至少采用電子單元和傳感器單元確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的至少一個(gè)過(guò)程變量的裝置，以及用于操作該裝置的方法。介質(zhì)位于例如容器、儲(chǔ)罐或者管線中。

背景技術(shù)：

應(yīng)用在過(guò)程和/或自動(dòng)化技術(shù)中的是許多不同的用于確定和/或監(jiān)視至少一個(gè)過(guò)程變量尤其是物理或化學(xué)過(guò)程變量的場(chǎng)設(shè)備。在這種情況下涉及的設(shè)備例如是料位測(cè)量設(shè)備、流量測(cè)量設(shè)備、壓力和溫度測(cè)量設(shè)備、ph-氧化還原電位測(cè)量設(shè)備、電導(dǎo)率測(cè)量設(shè)備等，這些設(shè)備分別記錄對(duì)應(yīng)的過(guò)程變量、料位、流量、壓力、溫度、ph值和電導(dǎo)率。場(chǎng)設(shè)備典型地包括至少一個(gè)至少局部地并且至少有時(shí)接觸過(guò)程的傳感器單元以及例如用于信號(hào)記錄、評(píng)估和/或饋送的電子單元。在本發(fā)明的上下文中提到的場(chǎng)設(shè)備原則上是所有的測(cè)量設(shè)備，這些設(shè)備在過(guò)程附近應(yīng)用并且傳遞或處理過(guò)程相關(guān)信息，因此同樣指遠(yuǎn)程i/o、無(wú)線電適配器以及通常在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)置的電子元件。大量的這種場(chǎng)設(shè)備由endress+hauser公司生產(chǎn)和銷(xiāo)售。許多不同的測(cè)量原理應(yīng)用于記錄各個(gè)過(guò)程變量的是，這些原理可從大量的出版物中獲知。單獨(dú)地并且詳細(xì)地討論本發(fā)明技術(shù)方案所適合的每種場(chǎng)設(shè)備將是超過(guò)必要的。因此，如下描述集中于具有可振蕩單元的料位測(cè)量設(shè)備，其中在適當(dāng)?shù)奈恢锰?，參考了本發(fā)明技術(shù)方案的其它可能應(yīng)用。

也被稱(chēng)為電子振動(dòng)傳感器的這種場(chǎng)設(shè)備，尤其是在料位測(cè)量設(shè)備的情況下，具有例如振蕩叉、單桿或膜作為機(jī)械可振蕩單元。在操作期間借助于通常是機(jī)電換能器單元形式的驅(qū)動(dòng)/接收單元進(jìn)行激勵(lì)，以執(zhí)行機(jī)械振蕩。換能器單元可以例如是壓電驅(qū)動(dòng)或者電磁驅(qū)動(dòng)。然而，在具有至少一個(gè)可振蕩單元的流量測(cè)量設(shè)備的情況下，該單元也可以被實(shí)施為介質(zhì)流動(dòng)通過(guò)的可振蕩管，可振蕩管的一個(gè)示例是根據(jù)coriolis原理工作的測(cè)量設(shè)備。

申請(qǐng)人生產(chǎn)了品種繁多各種各樣的相應(yīng)場(chǎng)設(shè)備，并且在料位測(cè)量設(shè)備的情況下例如以商標(biāo)liquiphant和soliphant進(jìn)行銷(xiāo)售?；A(chǔ)的測(cè)量原理基本上是已知的。另一方面，驅(qū)動(dòng)/接收單元借助于電子激發(fā)信號(hào)電氣激勵(lì)信號(hào)來(lái)激發(fā)激勵(lì)機(jī)械可振蕩單元，以便執(zhí)行機(jī)械振蕩。另一方面，驅(qū)動(dòng)/接收單元接收機(jī)械可振蕩單元的機(jī)械振蕩并將它們轉(zhuǎn)化為電子接收信號(hào)電氣接收信號(hào)。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)/接收單元或者是獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器單元和獨(dú)立的接收單元，或者是組合的驅(qū)動(dòng)/接收單元。

為了激勵(lì)機(jī)械可振蕩單元，已經(jīng)研發(fā)了非常多樣化的模擬和數(shù)字方法兩者。在許多情況下，驅(qū)動(dòng)/接收單元是反饋電氣振蕩電路的部分，借助于其激勵(lì)機(jī)械可振蕩單元，從而發(fā)生執(zhí)行機(jī)械振蕩。例如，對(duì)于諧振振蕩，放大因子必須≥1，并且必須滿(mǎn)足振蕩電路條件，根據(jù)振蕩電路條件，在振蕩電路中產(chǎn)生的所有相位總計(jì)達(dá)360°的倍數(shù)。

為了滿(mǎn)足振蕩電路條件，必須確保激勵(lì)信號(hào)和接收信號(hào)之間的某個(gè)相移。為此，已知非常多樣化的技術(shù)方案。原則上，例如使用適當(dāng)?shù)臑V波器，或者也借助于被控制成提供可預(yù)定的相移即預(yù)期值的控制回路，能夠?qū)崿F(xiàn)相移的調(diào)節(jié)。例如，從de102006034105a1中可知的是使用可調(diào)諧相移器。相反，在de102007013557a1中描述了具有可調(diào)節(jié)的放大因子的放大器的附加集成，用于振蕩幅度的附加控制。de102005015547a1使用了全通濾波器。而且，借助于頻率搜索操作來(lái)調(diào)節(jié)相移是可能的，諸如例如在de102009026685a1、de102009028022a1和de102010030982a1中所公開(kāi)的。然而，借助于鎖相回路，相移也可以被控制到可預(yù)定值。這種激勵(lì)方法是de00102010030982a1的主題。

激勵(lì)信號(hào)以及還有接收信號(hào)兩者由頻率、幅度和/或相位表征。為了確定特定的過(guò)程變量，諸如例如容器中介質(zhì)的預(yù)定料位或者介質(zhì)的密度和/或粘度，或者在流量測(cè)量設(shè)備的情況下通過(guò)管或管道的介質(zhì)流量，通?？紤]這些變量中的變化。在用于液體的電子振動(dòng)限制水平開(kāi)關(guān)的情況下，例如區(qū)分可振蕩單元是被液體覆蓋還是自由地振蕩。在這種情況下，例如基于不同的諧振頻率從而基于頻移來(lái)區(qū)分這兩種狀態(tài)，即自由態(tài)和覆蓋狀態(tài)。

反過(guò)來(lái)，僅當(dāng)可振蕩單元被介質(zhì)覆蓋時(shí)，可以采用這種測(cè)量設(shè)備確定密度和/或粘度。從de10050299a1、de102006033819a1和de102007043811a1中可知的是基于頻率-相位曲線(φ＝g(f))來(lái)確定介質(zhì)的粘度。該過(guò)程是基于可振蕩單元的阻尼對(duì)所涉及介質(zhì)的粘度的相關(guān)性。為了消除密度對(duì)測(cè)量的影響，基于由相位的兩個(gè)不同值導(dǎo)致的頻率改變從而借助于相對(duì)測(cè)量來(lái)確定粘度。

相反，根據(jù)de10057974a1，為了確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的密度，確定并補(bǔ)償了例如粘度的至少一個(gè)擾動(dòng)變量對(duì)機(jī)械可振蕩單元的振蕩頻率的影響。在de102006033819a1中進(jìn)一步公開(kāi)了設(shè)定激勵(lì)信號(hào)和接收信號(hào)之間的可預(yù)定相移，在這種情況下，來(lái)自于介質(zhì)的粘度變化對(duì)機(jī)械可振蕩單元的機(jī)械振蕩的影響是可忽略的。在該相移處，能夠建立用于確定密度的經(jīng)驗(yàn)公式。

為了采用某種場(chǎng)設(shè)備記錄不同的過(guò)程變量，因此在每種情況下，必須應(yīng)用不同的實(shí)施例和方法來(lái)操作場(chǎng)設(shè)備。即使當(dāng)許多過(guò)程變量是可借助于場(chǎng)設(shè)備確定時(shí)，在許多情況下，必須中斷對(duì)第一過(guò)程變量的確定，以便能確定第二過(guò)程變量。然而，期望借助于一個(gè)場(chǎng)設(shè)備可同時(shí)并且連續(xù)地確定許多過(guò)程變量，并且變量之間無(wú)相互影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于確定和/或監(jiān)視至少一個(gè)過(guò)程變量的裝置以及用于操作該裝置的方法，其中能夠確定至少一條其它信息，例如另外的物理或者化學(xué)變量或者過(guò)程變量。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的至少第一過(guò)程變量的包括電子單元和傳感器單元的裝置得以實(shí)現(xiàn)，其中所述電子單元被實(shí)施為向所述傳感器單元提供由具有激勵(lì)載波頻率的激勵(lì)載波信號(hào)和具有激勵(lì)調(diào)制頻率的激勵(lì)調(diào)制信號(hào)組成的激勵(lì)信號(hào)，并且從所述傳感器單元接收由接收的載波信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)組成的接收信號(hào)，并且其中所述電子單元被實(shí)施為從激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移中確定至少第一過(guò)程變量。由于激勵(lì)信號(hào)是由激勵(lì)載波信號(hào)和激勵(lì)調(diào)制信號(hào)組成的，接收的載波信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)能夠彼此獨(dú)立地被評(píng)估。因此，對(duì)借助于場(chǎng)設(shè)備由傳感器單元接收的接收信號(hào)的評(píng)估，許多通道是可能的。調(diào)制、優(yōu)選幅度調(diào)制不會(huì)影響載波信號(hào)的評(píng)估。有利地，激勵(lì)調(diào)制頻率相對(duì)于激勵(lì)載波頻率是小的。

在本發(fā)明的優(yōu)選進(jìn)一步發(fā)展中，所述電子單元被實(shí)施為從所述激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)之間的相移中確定至少第二過(guò)程變量。然而，應(yīng)當(dāng)理解，多于兩個(gè)過(guò)程變量也是可確定的。因此，從接收的調(diào)制信號(hào)中、例如從激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移中計(jì)算第一過(guò)程變量，并且從接收的載波信號(hào)中計(jì)算第二過(guò)程變量。第二過(guò)程變量隨后可以例如從激勵(lì)載波頻率中計(jì)算，諸如尤其是在確定料位的情況下，例如借助于liquiphant器具從接收的載波信號(hào)的幅度中或者從激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)之間的相移中計(jì)算。借助于本發(fā)明的裝置，兩個(gè)過(guò)程變量在有利地?zé)o相互影響的情況下可確定。

在本發(fā)明的優(yōu)選進(jìn)一步發(fā)展中，所述傳感器單元包括至少一個(gè)機(jī)械可振蕩單元，尤其是振蕩叉、單桿或膜。然而，它同樣可以包括可振蕩保持的管。所述裝置因此是電子振動(dòng)傳感器，或料位測(cè)量設(shè)備或流量測(cè)量設(shè)備。

有利地，所述電子單元被實(shí)施為確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的預(yù)定料位、密度或者粘度。所述第一或第二過(guò)程變量因此可以尤其是預(yù)定料位、密度或者粘度。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)之間的相移被控制到可預(yù)定值。例如，可預(yù)定的相移能夠以這種方式進(jìn)行控制，使得可振蕩單元執(zhí)行諧振振蕩。例如，這可以對(duì)應(yīng)于90°的相移。反過(guò)來(lái)，為了確定密度，有利的是控制相移使得其對(duì)應(yīng)于所謂的粘度獨(dú)立角，例如，對(duì)于liquiphant設(shè)備，粘度獨(dú)立角是45°。

本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例涉及所述電子單元被實(shí)施為從所述激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移中確定阻尼。所述激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移取決于激勵(lì)載波頻率、激勵(lì)調(diào)制頻率和阻尼。由于前兩個(gè)變量是已知的，因此能夠確定阻尼。在電子振動(dòng)傳感器的情況下，阻尼例如由可振蕩單元的內(nèi)部阻尼和由可振蕩單元在介質(zhì)中的振蕩運(yùn)動(dòng)所引起的外部阻尼組成。外部阻尼取決于介質(zhì)的粘度，并且能夠在已知內(nèi)部阻尼的情況下相應(yīng)地被確定。相反地，在已知外部阻尼的情況下可以確定內(nèi)部阻尼，這取決于傳感器的狀態(tài)，并且能夠指示發(fā)生吸積形成、腐蝕或者甚至老化效應(yīng)?，F(xiàn)在，真實(shí)情況是內(nèi)部阻尼相對(duì)于總阻尼而言通常是小的。因此通過(guò)簡(jiǎn)化，同樣有可能考慮內(nèi)部阻尼作為用于計(jì)算外部阻尼的典型值。在這種情況下，甚至可以在沒(méi)有為內(nèi)部阻尼獨(dú)立確定的值的情況下確定粘度。

相應(yīng)地，有利的是包含電子單元，以便從阻尼中確定至少介質(zhì)的粘度。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)調(diào)制頻率將激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移控制到45°。以這種方式，可以以減少的計(jì)算工作確定阻尼，諸如下面將結(jié)合對(duì)附圖的描述進(jìn)行解釋的。

而且，本發(fā)明的目的通過(guò)用于至少使用電子單元和傳感器單元確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的至少第一過(guò)程變量的方法得以實(shí)現(xiàn)，其中所述傳感器單元被提供由具有激勵(lì)載波頻率的激勵(lì)載波信號(hào)和具有激勵(lì)調(diào)制頻率的激勵(lì)調(diào)制信號(hào)組成的激勵(lì)信號(hào)，其中接收由接收的載波信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)組成的接收信號(hào)，并且其中從激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移中確定至少第一過(guò)程變量。本發(fā)明的方法因此使得能夠彼此獨(dú)立地評(píng)估接收的載波信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)。調(diào)制、優(yōu)選幅度調(diào)制不會(huì)影響載波信號(hào)的評(píng)估。有利地，激勵(lì)調(diào)制頻率相對(duì)于激勵(lì)載波頻率而言是小的。

在本發(fā)明方法的情況下，有利的是從接收的載波信號(hào)中確定至少第二過(guò)程變量。

有利地，確定和/或監(jiān)視容器中介質(zhì)的預(yù)定料位或者介質(zhì)通過(guò)管線的流量。然后，這些變量之一尤其是第一或第二過(guò)程變量。

本發(fā)明的方法的進(jìn)一步發(fā)展涉及激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)之間的相移被控制到可預(yù)定值。可預(yù)定相移的值尤其是以這樣一種方式進(jìn)行選擇，使得可振蕩單元執(zhí)行諧振振蕩，或者使得可預(yù)定的相移對(duì)應(yīng)于粘度獨(dú)立角。

有利地，從激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移中確定阻尼。在電子振動(dòng)傳感器的情況下，阻尼例如由可振蕩單元的內(nèi)部阻尼和由可振蕩單元在介質(zhì)中的振蕩運(yùn)動(dòng)所引起的外部阻尼組成。

同樣有利地，從阻尼中確定至少介質(zhì)的粘度。因此，借助于電子振蕩料位測(cè)量設(shè)備可以連續(xù)地確定預(yù)定料位或密度和粘度。而且，與諸如上面所描述的那些的現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法相比，連續(xù)地確定預(yù)定料位和粘度的機(jī)會(huì)提供的優(yōu)勢(shì)是傳感器振蕩并不需要總是被重新啟動(dòng)。因此，與這些現(xiàn)有的方法相比，僅在介質(zhì)的明顯較高粘度處發(fā)生振蕩終止。而且，在本發(fā)明技術(shù)方案的情況下，實(shí)際的諧振振蕩即由激勵(lì)載波信號(hào)所引起的振蕩不受調(diào)制振蕩的影響，密度或者粘度借助于振蕩被確定，并且振蕩由激勵(lì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)。

最后，通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)調(diào)制頻率，激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移能夠有利地被控制到45°。這導(dǎo)致計(jì)算工作減少，諸如下面在對(duì)附圖的描述中所指示的那樣。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將基于附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明及其有利的實(shí)施例，如下顯示了本發(fā)明的圖1-4：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子振動(dòng)傳感器的示意圖，

圖2(a)是隨時(shí)間而變的激勵(lì)載波信號(hào)，并且(b)是隨時(shí)間而變的激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)，

圖3是本發(fā)明的電子單元的方框圖，以及

圖4是本發(fā)明的電子單元的第二實(shí)施例的方框圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了電子振蕩料位測(cè)量設(shè)備1。具有振蕩叉形式的機(jī)械可振蕩單元4的傳感器單元2部分地伸入到位于容器中的介質(zhì)3內(nèi)。借助于激勵(lì)/接收單元5來(lái)激勵(lì)可振蕩單元4，以便執(zhí)行機(jī)械振蕩，并且可振蕩單元4可以是例如壓電堆或者雙壓電晶片驅(qū)動(dòng)。也可以采用電子振蕩料位測(cè)量設(shè)備的其它實(shí)施例。而且，示出了執(zhí)行信號(hào)記錄、信號(hào)評(píng)估和/或信號(hào)饋送的電子單元6。

根據(jù)本發(fā)明，用于驅(qū)動(dòng)可振蕩單元4的激勵(lì)信號(hào)7由激勵(lì)載波信號(hào)8和激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9組成，并且通過(guò)示例的方式在圖2a中被示出為隨時(shí)間而變。具有激勵(lì)調(diào)制頻率fm的激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9可見(jiàn)為具有激勵(lì)載波頻率ft的激勵(lì)載波信號(hào)8的包絡(luò)。從可振蕩單元4接收的接收信號(hào)10與激勵(lì)信號(hào)7一起被示出在圖2b中，同樣隨時(shí)間而變。接收信號(hào)10同樣由兩部分組成，即接收的載波信號(hào)11和接收的調(diào)制信號(hào)12。盡管激勵(lì)載波信號(hào)8和激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9的頻率未改變，但是接收信號(hào)10具有與激勵(lì)信號(hào)7的幅度不同的幅度。而且，在激勵(lì)信號(hào)7和接收信號(hào)10之間出現(xiàn)相移，二者均關(guān)于載波信號(hào)(8、11)以及關(guān)于調(diào)制信號(hào)(9、12)。

下面將解釋為什么可振蕩單元4的阻尼可以借助于激勵(lì)信號(hào)7的幅度調(diào)制而被確定。為此，需要可振蕩單元4的振蕩運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)描述。根據(jù)選擇了哪個(gè)幾何學(xué)和哪個(gè)邊界條件，可以建立不同的方程。然而，計(jì)算很快變?yōu)榇罅康模瑸榇?，下面選擇了一個(gè)非常簡(jiǎn)化的表示，也就是將可振蕩單元4作為具有傳遞函數(shù)g(s)的理想阻尼諧波振蕩器：

在這種情況下，持有如下定義：v是角頻率ω＝0處的放大率，d是阻尼，ω0是無(wú)阻尼情況下的諧振頻率，并且s1和s2是在振蕩情況下的諧振頻率，這意味著在這種情況下，其中d＜1，由下式給出：

諸如在圖2a中示出的激勵(lì)信號(hào)7l(t)可以在數(shù)學(xué)上被表示為：

l(t)＝ampc·cos(ωc·t)·[(mo)·cos(ωm·t)+1]

其中ampc和ωc是載波信號(hào)的幅度和頻率，并且mo和ωm是調(diào)制信號(hào)的幅度和角頻率。

為了計(jì)算可振蕩單元4對(duì)激勵(lì)信號(hào)7的系統(tǒng)響應(yīng)，借助于部分分式分解將激勵(lì)信號(hào)7分解為三個(gè)被加數(shù)。對(duì)于每個(gè)被加數(shù)，隨后可以進(jìn)行拉普拉斯變換，并且可以獨(dú)立地計(jì)算系統(tǒng)響應(yīng)。對(duì)于諧振激勵(lì)，因此對(duì)于其中ωc＝ω0的這種情況，其隱含地意味著激勵(lì)載波信號(hào)和接收的載波信號(hào)之間的相移為90°，這隨后導(dǎo)致總的系統(tǒng)響應(yīng)，除了可能的暫態(tài)振蕩現(xiàn)象之外?；谀孀儞Q的系統(tǒng)響應(yīng)，可以依次從以下的復(fù)值振幅中計(jì)算激勵(lì)調(diào)制信號(hào)和接收的調(diào)制信號(hào)之間的相移：

系統(tǒng)響應(yīng)gl_mod的調(diào)制振蕩是

有并且相移是

當(dāng)假定調(diào)制振蕩頻率明顯小于振蕩系統(tǒng)在無(wú)阻尼的情況下的諧振頻率時(shí)，該方程可以被顯著地簡(jiǎn)化，因此在ωm＜＜ω0的情況下：

通過(guò)變換，獲得可振蕩單元在諧振激勵(lì)處的阻尼

當(dāng)通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)調(diào)制頻率將激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9和接收的調(diào)制信號(hào)12之間的相移設(shè)定為45°時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)另一種簡(jiǎn)化；在這種情況下，阻尼變?yōu)?/p>

對(duì)于ωc≠ω0時(shí)的載波信號(hào)的任何頻率，考慮是更加復(fù)雜的。

最后，圖3和4示出了兩個(gè)方框圖，具有對(duì)電子振動(dòng)料位測(cè)量設(shè)備的用于本發(fā)明的電子單元6‘和6“的兩個(gè)可能實(shí)施例。

在圖3示出的實(shí)施例的情況下，借助于機(jī)電換能器單元5(未示出)來(lái)激勵(lì)可振蕩單元4，機(jī)電換能器單元5是反饋振蕩電路的部分，為此，借助于濾波器(90°濾波器)和放大器13以及自動(dòng)放大器控制(agc)14來(lái)設(shè)定激勵(lì)載波信號(hào)8和接收的載波信號(hào)10之間的相移。采用調(diào)制振蕩，其同時(shí)是控制回路的操控變量，可以確定振蕩系統(tǒng)的阻尼。

激勵(lì)載波信號(hào)8或載波振蕩的頻率ft(信號(hào)a)根據(jù)振蕩電路條件在振蕩電路中建立其本身。被調(diào)制到該信號(hào)上的是具有激勵(lì)調(diào)制頻率fm的激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9(信號(hào)b)。從這里產(chǎn)生總激勵(lì)信號(hào)c，該信號(hào)在首次經(jīng)過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器15之后被提供到可振蕩單元4。隨后從可振蕩單元4接收的接收信號(hào)10(信號(hào)d)在載波頻率ft和調(diào)制頻率fx方面等同于激勵(lì)信號(hào)7(信號(hào)c)。然而，激勵(lì)信號(hào)7(信號(hào)c)和接收信號(hào)10(信號(hào)d)在幅度方面不同。而且，關(guān)于載波信號(hào)8、11并且關(guān)于調(diào)制信號(hào)9、12兩者，兩個(gè)信號(hào)之間存在相移。

在經(jīng)過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器16之后，接收信號(hào)10(信號(hào)d)到達(dá)由90°濾波器和放大器組成的單元13。由于載波信號(hào)8、11產(chǎn)生的諧振振蕩相移由90°濾波器13確定，并且產(chǎn)生可振蕩單元4的諧振的+90°相移。然而，小得多的調(diào)制振蕩9、12未被濾波器13相移。

在agc14內(nèi)，接收信號(hào)10(信號(hào)e)隨后被清除調(diào)制振蕩9、12并且再次變?yōu)榧?lì)載波信號(hào)(信號(hào)a)。agc14的操縱變量(信號(hào)f)現(xiàn)在只包括接收的調(diào)制信號(hào)12(信號(hào)f)。激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9(信號(hào)b)和接收的調(diào)制信號(hào)12(信號(hào)f)之間的相移由相位計(jì)17確定并饋送到相位評(píng)估單元18，相位評(píng)估單元18考慮激勵(lì)調(diào)制頻率fm從激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9(信號(hào)b)和接收的調(diào)制信號(hào)12(信號(hào)f)之間的相移中確定阻尼，并且例如，從阻尼中確定粘度。

本發(fā)明的電子單元的第二種變體6“是圖4的主題。用于確定可振蕩單元4的諧振振蕩的振蕩電路未發(fā)生改變，從而該方面不再進(jìn)行描述。與圖3相比，區(qū)別在于激勵(lì)調(diào)制頻率fm現(xiàn)在是可調(diào)節(jié)的。因此，僅電路頻率ω0和ωm仍進(jìn)入評(píng)估。而且，如已經(jīng)解釋的，激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9(信號(hào)b)和接收的調(diào)制信號(hào)12(信號(hào)f)之間45°相移導(dǎo)致用于粘度的簡(jiǎn)化公式。因此，除了用于確定激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9(信號(hào)b)和接收的調(diào)制信號(hào)12(信號(hào)f)之間的相移的相位計(jì)17和相位評(píng)估單元18之外，也提供了相位控制電路19，以便獲得可調(diào)節(jié)的預(yù)期相位(45°)。經(jīng)由相位控制回路19，激勵(lì)調(diào)制頻率fm以這樣一種方式被設(shè)定，使得激勵(lì)調(diào)制信號(hào)9和接收的調(diào)制信號(hào)11之間的相移合計(jì)為45°。隨后從測(cè)量的對(duì)應(yīng)于激勵(lì)載波頻率ft的諧振頻率ω0和設(shè)定的激勵(lì)調(diào)制頻率ωm中獲得阻尼。

參考符號(hào)列表

1電子振動(dòng)傳感器

2介質(zhì)

3容器

4可振蕩單元

5機(jī)電換能器單元

6電子單元

7激勵(lì)信號(hào)

8激勵(lì)載波信號(hào)

9激勵(lì)調(diào)制信號(hào)

10接收信號(hào)

11接收的載波信號(hào)

12接收的調(diào)制信號(hào)

1390°濾波器和放大器

14agc

15d/a轉(zhuǎn)換器

16a/d轉(zhuǎn)換器

17相位計(jì)

18相位評(píng)估單元

19相位控制單元

ua激勵(lì)信號(hào)

ue接收信號(hào)

fm激勵(lì)載波頻率

ft激勵(lì)調(diào)制頻率

d阻尼

ω0無(wú)阻尼振蕩器的諧振頻率

ωm調(diào)制的頻率

ωc載波頻率

v諧振器在ω＝0處的放大率

ampc載波頻率的激勵(lì)幅度

mo調(diào)制幅度