用于验证夹持式超声测量装置的方法与流程

1.本发明涉及一种用于验证测量和自动化技术的夹持式超声测量装置以便确定测量装置的状态的方法。


背景技术：

2.在如de102018133476a1所示的夹持式超声测量装置的情况下，测量装置本身的特性在操作过程中改变，如同在所有其它测量装置中一样。这对这些测量装置的测量性能有负面影响，这是测量装置不时经受现状检查的原因。
3.ep2607864b1描述了一种用于流量计的在线检查的方法，其中经校准的夹持式超声测量装置与待校准的流量计串联布置。
4.为了进行现状检查，将夹持式超声测量装置附接到标准测量区段，并对测量变量的测量结果进行评估。检查测量值是否在有效范围内。
5.检查是耗时的，因为测量值首先必须被传输到评估装置，以便随后开始实际的分析。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提出一种对夹持式超声测量装置的简单且鲁棒的验证。
7.该目的通过根据独立权利要求1的方法和根据独立权利要求7的夹持式超声测量装置来实现。
8.在根据本发明的用于验证夹持式超声测量装置的方法中，
9.该测量装置包括：
10.至少两个超声换能器，该至少两个超声换能器被配置成发射和接收超声信号，
11.电子测量/操作电路，该电子测量/操作电路被配置成操作至少一个超声换能器，并且提供至少一个测量变量的测量值，以及执行验证，
12.其中电子测量/操作电路具有存储器，
13.其中该方法具有以下步骤：
14.将测量装置安装在标准测量区段上；
15.开启电子测量/操作电路的验证模式；
16.用至少一个超声换能器发射至少一个超声信号，并用至少一个超声换能器接收该超声信号；
17.检测超声信号的至少一个验证变量的至少一个测量值，并将该测量值与验证变量的、存储在存储器中的规格值进行比较；
18.输出验证结果；
19.终止验证模式。
20.以此方式，验证可以比以前更快、更容易地进行。
21.在该方法的一个实施例中，验证变量是来自以下列表的测量变量：
22.所接收的超声信号的信号幅度；
23.超声信号的信号渡越时间；
24.声速；
25.由两个超声换能器成对地发射和接收的两个超声信号的、特别是在没有流动介质的情况下的运行时间差；
26.信噪比；
27.例如由上升时间、下降时间、幅度、频率给出的信号形式；
28.所接收的超声信号和预期的超声信号之间的相关性。
29.在该方法的一个实施例中，测量区段是来自以下列表的一个：
30.测量管、测量块、测量杆。
31.测量管可以没有液体、部分填充液体或完全填充液体。测量块或测量杆使得能够非常容易地检查是否符合目标值。
32.在该方法的一个实施例中，测量区段由以下材料中的至少一种制成：
33.塑料、金属。
34.通过选择合适的材料，测量区段和超声换能器可以彼此匹配。因此，例如，可以减少由于界面反射引起的传输损耗。
35.在该方法的一个实施例中，验证结果包括测量值相对于规格变量的曲线。
36.因此，可以做出关于测量装置的状态的稳定性的陈述。
37.在该方法的一个实施例中，验证结果包括关于直到离开目标状态为止的最小操作时间的预测。
38.以此方式，可以提前计划测量装置的重新验证。
附图说明
39.现将参考示例性实施例描述本发明。
40.图1描述了根据本发明的用于验证夹持式超声测量装置的示例性方法的序列；
41.图2示出了根据本发明的示例性夹持式超声测量装置；
42.图3示出了示例性超声换能器；
43.图4a)至c)示出了用于实施该方法的示例性标准测量区段。
具体实施方式
44.图1描述了根据本发明的示例性方法100的序列，其中，在第一方法步骤101中，将夹持式超声测量装置(1)安装在标准测量区段40上，该标准测量区段例如可以由测量管41、测量块42或测量杆43形成；参见图4a)至c)。
45.在第二方法步骤102中，在夹持式超声测量装置的电子测量/操作电路20中开启验证模式(参见图2)。在这种情况下，例如，可以存储最后使用的测量点的参数，以使得在肯定的验证结果的情况下，可以在此测量点处毫不费力地重新设置夹持式超声测量装置。
46.在第三方法步骤103中，使夹持式超声测量装置的至少一个超声换能器10发射至少一个超声信号，并且使至少一个超声换能器接收至少一个超声信号。
47.在第四方法步骤104中，由电子测量/操作电路评估所接收的超声信号，以便确定
超声信号的至少一个验证变量的至少一个测量值。
48.用于确定夹持式超声测量装置的状态的验证变量是例如来自以下列表的测量变量：
49.所接收的超声信号的信号幅度；
50.超声信号的信号渡越时间；
51.声速；
52.由两个超声换能器成对地发射和接收的两个超声信号的、特别是在没有流动介质的情况下的运行时间差；
53.信噪比；
54.例如由上升时间、下降时间、幅度、频率给出的信号形式；
55.所接收的超声信号和预期的超声信号之间的相关性。
56.本领域技术人员不受此列表的限制，并且还可以使用进一步的验证变量。
57.接着检查该至少一个测量值是否在目标范围内。当确定若干验证变量的测量值时，对应地检查是否所有的测量值都在相关联的目标范围内。在这种情况下，参考存储在电子测量/操作电路的存储器/存储器单元中的至少一个规格值。
58.当检查完成时，在第五方法步骤105中输出验证结果。验证结果例如可以显示出是否可以继续使用夹持式超声测量装置。在该方法的一个实施例中，可以通过对该至少一个测量值的扩展评估来确定夹持式超声测量装置的最小运行时间，以使得可以预先计划夹持式超声测量装置的新的验证。例如，扩展评估可以基于测量值与相关联的目标范围的极限值的偏差。如果若干验证变量用于验证，那么可以例如通过经训练的神经网络来确定验证结果，其中网络的训练可以通过输入验证变量的已知的测量值和夹持式超声测量装置的相关联的状态/状况来进行。
59.在第六方法步骤106中，结束验证模式，并且如果结果是肯定的，那么准备在测量点处重新使用夹持式超声测量装置。
60.图2示出了根据本发明的示例性夹持式超声测量装置1，其具有安装在测量管30的外侧上的两个超声换能器10，并且具有用于操作超声换能器并用于提供位于测量管中的介质的至少一种特性的测量值的电子测量/操作电路20。例如，介质特性可以是以下测量变量之一：声速、流量、体积流量等。
61.根据本发明，电子测量/操作电路具有存储了至少一个规格值的存储器单元21，以使得可以执行根据本发明的方法。
62.夹持式超声测量装置的操作模式本身对于本领域技术人员来说是已知的。
63.图3示出了示例性超声换能器10，该超声换能器具有布置在耦合元件/超声发射器12上的换能器元件11，特别是压电元件。耦合元件/超声发射器在背离换能器元件的一侧上方与测量管30接触，并且被配置成在换能器元件与测量管之间传输超声信号，反之亦然。
64.图4a)至c)描绘了示例性的标准测量区段40，通过该标准测量区段，可以在根据本发明的方法的意义上验证夹持式超声测量装置，特别是夹持式超声测量装置的超声换能器。
65.图4a)示出了具有测量管41的标准测量区段，超声换能器10附接到该测量管。如此处所述，该布置可以被设计成使得超声信号容易在测量管的壁上、在测量管41的与超声换
能器相反的一侧上反射。因为测量管专门用于验证目的，所以测量管保留了其特性，并因此可以重复用于验证。测量管可以至少部分地填充用于验证的液体介质。当使用测量管作为标准测量区段时，在两种不同介质的不同界面处发生若干超声信号反射，以使得若干超声信号反射可以用于验证。
66.图4b)示出了具有测量块42的标准测量区段。对于测量块，超声信号反射主要发生在测量块的周围区域与测量块之间的界面处。这在接收超声换能器处产生了更清晰且噪声更小的超声信号。
67.图4c)描绘了具有测量杆43的标准测量区段，其中超声换能器布置在测量杆的相反端处。在这种情况下，超声信号不经历任何反射，而是经由测量杆在超声换能器之间直接地(即，没有偏转)传输。
68.附图标记列表
69.1 夹持式超声测量装置
70.10 超声换能器
71.11 换能器元件
72.12 耦合主体
73.20电子测量/操作电路
74.21 存储器单元
75.30 测量管
76.40 标准测量区段
77.41 测量管
78.42 测量块
79.43 测量杆
80.100 方法
81.101 第一方法步骤
82.102 第二方法步骤
83.103 第三方法步骤
84.104 第四方法步骤
85.105 第五方法步骤
86.106 第六方法步骤

技术特征：
1.一种用于验证夹持式超声测量装置(1)的方法(100)，其中所述测量装置包括：至少两个超声换能器(10)，所述至少两个超声换能器被配置成发射和接收超声信号，电子测量/操作电路(20)，所述电子测量/操作电路被配置成操作至少一个超声换能器，并且提供至少一个测量变量的测量值，以及执行所述验证，其中所述电子测量/操作电路具有存储器单元(21)，其中所述方法具有以下步骤：在第一方法步骤(101)中，将所述测量装置安装在标准测量区段(30)上；在第二方法步骤(102)中，开启所述电子测量/操作电路的验证模式；在第三方法步骤(103)中，用至少一个超声换能器发射至少一个超声信号，以及用至少一个超声换能器接收所述超声信号；在第四方法步骤(104)中，确定所述超声信号的至少一个验证变量的至少一个测量值，并将所述测量值与所述验证变量的、存储在所述存储器单元中的至少一个规格值进行比较；在第五方法步骤(105)中，输出验证结果；在第六方法步骤(106)中，终止所述验证模式。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述验证变量是来自以下列表的变量：所接收的超声信号的信号幅度；超声信号的信号渡越时间；声速；由两个超声换能器成对地发射和接收的两个超声信号的、特别是在不存在流动介质的情况下的运行时间差；信噪比；例如由上升时间、下降时间、幅度、频率给出的信号形式；所接收的超声信号和预期的超声信号之间的相关性。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述标准测量区段(40)是来自以下列表的一个：测量管(41)、测量块(42)、测量杆(43)。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述标准测量区段(40)由以下材料中的至少一种制成：塑料、金属。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述验证结果包括测量值相对于规格变量的曲线。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述验证结果包括关于直到离开目标状态为止的最小操作时间的预测。7.一种被配置成实施根据前述权利要求中的一项所述的方法的夹持式超声测量装置(1)，包括：至少两个超声换能器(10)，所述至少两个超声换能器被配置成发射和接收超声信号，
并且被安装或可安装在测量管上，电子测量/操作电路(20)，所述电子测量/操作电路被配置成操作至少一个超声换能器，并且提供至少一个测量变量的测量值，以及执行所述验证，其中所述电子测量/操作电路具有其中存储至少一个规格值的存储器单元(21)。

技术总结
本发明涉及一种用于验证夹持式超声测量装置(1)的方法(100)，其中该测量装置包括：至少两个超声换能器(10)，其被配置成发射和接收超声信号；电子测量/操作电路(20)，其被配置成操作至少一个超声换能器，并且提供至少一个测量变量的测量值，以及执行验证，其中电子测量/操作电路具有存储器(21)，其中该方法具有以下步骤：将测量装置安装在标准测量区段上(101)；开启电子测量/操作电路的验证模式(102)；使用至少一个超声换能器发射至少一个超声信号，并使用至少一个超声换能器接收该超声信号(103)；记录超声信号的至少一个验证变量的至少一个测量值，并将该测量值与存储在存储器中的验证变量的规格值进行比较(104)；输出验证结果(105)；结束验证模式(106)。结束验证模式(106)。结束验证模式(106)。


技术研发人员：托马斯
受保护的技术使用者：恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
技术研发日：2021.09.13
技术公布日：2023/7/7