Устройство вибрирующей трубки с использованием модоселективной фильтрации и способ его функционирования

Устройство вибрирующей трубки с использованием модоселективной фильтрации и способ его функционирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к датчикам и связанным с ними способам, более конкретно к способам и устройствам для измерения массового расхода.

Описание известного уровня техники

Во многих применениях датчиков используется обнаружение механической вибрации или другого движения. Примеры датчиков, в которых используется обнаружение движения, включают в себя кориолисовы массовые расходомеры и денсиметры с вибрирующей трубкой. Эти устройства обычно содержат трубку или другую емкость, которая периодически приводится в движение, например вибрирует. Такие свойства, как массовый расход, плотность и т.п., связанные с материалом, заключенным в трубке или емкости, можно определять посредством обработки сигналов от измерительных преобразователей движения, расположенных на защищенной структуре, так как вибрационные моды вибрирующей системы, заполненной материалом, обычно подвергаются воздействию совокупности характеристик массы, жесткости и демпфирования конструкции вмещающей трубки или емкости и содержащегося в ней материала.

Типичный кориолисов массовый расходомер содержит одну или несколько трубок, подсоединенных вдоль линии трубопровода или другой транспортировочной системы и передающих материал, например текучие среды, суспензии и т.п., в системе. Каждую трубку можно рассматривать как имеющую ряд собственных вибрационных мод, включая, например, простые изгибающие, крутильные, радиальные и связанные моды. В применении типичного кориолисова массового расходомера трубка возбуждается в резонансе с одной из ее собственных вибрационных мод, когда материал течет через трубку, и движение трубки измеряется в точках, расположенных вдоль трубки. Возбуждение типично обеспечивается каким-либо исполнительным механизмом, например электрохимическим устройством, таким как возбудитель типа звуковой катушки, который периодически возбуждает трубку. Примеры кориолисовых массовых расходомеров описаны в патентах США №№4109524 (Smith), 4491025 (Smith et al.) и Re.31450 (Smith).

К сожалению, на точность традиционных кориолисовых массовых расходомеров могут отрицательно влиять нелинейности и асимметрии в конструкции трубки, движение, возникающее под действием внешних сил, например сил, формируемых насосами и компрессорами, подсоединенными к расходомеру, и движение, вызванное силами давления, создаваемыми материалом, протекающим через трубку расходомера. Воздействия этих сил обычно снижаются за счет использования конструкций расходомера, сбалансированных для уменьшения эффектов, относящихся к внешней вибрации, и использования фильтров частотной области, например полосовых фильтров, выполненных с возможностью отфильтровывания тех составляющих сигналов движения, которые находятся за пределами частоты возбуждения. Однако методы механической фильтрации часто ограничены механическими факторами, например ограничениями материала, монтажа, массы, размера и т.п., а частотная фильтрация может быть неэффективной при удалении нежелательных вибрационных составляющих, близких к частоте возбуждения.

Указанные недостатки устраняются заявленным устройством вибрирующей трубки с модоселективным фильтром и способом его функционирования.

Краткое изложение сущности изобретения

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения массовый расход материала в трубке оценивается посредством модоселективной фильтрации множества сигналов на перемещение (сигналов движения), характеризующих движение трубки, для выработки множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, так что сигналы движения, отфильтрованные методом модоселективной фильтрации, преимущественно представляют движение, связанное с вибрационной модой трубки. Из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, формируют множество фазовых оценок. Из множества фазовых оценок вырабатывают оценку массового расхода. Множество фазовых оценок можно оценить, используя опорную фазу, полученную из одного из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

В некоторых вариантах осуществления изобретения к множеству сигналов движения применяется модальное преобразование для формирования множества модальных ответных сигналов в модальной области координат. Модоселективное преобразование применяется к множеству модальных ответных сигналов для формирования множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации. В других вариантах осуществления изобретения оценивается частота сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации. На основе этой оцененной частоты формируются квадратурные первый и второй опорные сигналы. Множество фазовых оценок вырабатывается из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов.

В других вариантах осуществления изобретения формируется множество оценок разности времени из множества фазовых оценок, и из множества оценок разности времени формируется оценка массового расхода. Множество оценок разности времени можно получить из множества фазовых оценок посредством деления множества фазовых оценок на частоту моды для формирования множества значений разности времени. Множество опорных разностей времени нулевого расхода можно применить к множеству значений разности времени для формирования множества оценок разности времени. Частота моды может оцениваться на основании модального сигнала движения, сформированного из множества сигналов движения. По оцененной частоте моды можно также оценить плотность материала в трубке.

Согласно другим аспектам изобретения массовый расход материала в трубке можно определить посредством обработки множества сигналов движения, характеризующих движение трубки, с использованием одного из множества сигналов движения в качестве опорного времени для формирования подобного множества оценок разности, и оценки параметра наклона масштабной функции, которая связывает друг с другом множество оценок разности и подобное множество опорных разностей, представляющих движение трубки при известном массовом расходе. Оценку массового расхода можно определить из оцененного параметра наклона и известного массового расхода.

В некоторых вариантах осуществления изобретения формируется расширенная матрица, включающая множество опорных разностей. Множество оценок разности умножают на псевдоинверсию расширенной матрицы для определения параметра наклона. В других вариантах множество оценок разности умножают на псевдоинверсию опорных разностей времени для определения параметра наклона. Масштабный параметр можно также оценить итерационным методом для определения параметра наклона, используя, например, метод наименьшей среднеквадратической (НМСК) оценки.

Согласно другим аспектам изобретения устройство содержит трубку, вмещающую материал. Множество измерительных преобразователей движения функционально связано с трубкой и вырабатывает множество сигналов движения, представляющих движение трубки. Схема обработки сигнала принимает множество сигналов движения и осуществляет фильтрацию мод сигналов движения для выработки множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, так что сигналы движения, отфильтрованные методом модоселективной фильтрации, преимущественно представляют движение, связанное с вибрационной модой трубки. Схема обработки сигнала вырабатывает множество фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и формирует оценку массового расхода из множества фазовых оценок. Схема обработки сигнала может формировать множество фазовых оценок, используя опорную фазу, полученную из одного из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения устройство содержит трубку и множество измерительных преобразователей движения, функционально связанных с трубкой, которые вырабатывают множество сигналов движения, характеризующих движение трубки. Схема обработки сигнала принимает множество сигналов движения и обрабатывает их, используя один из множества сигналов движения в качестве опорного времени для выработки аналогичного множества оценок разности. Схема обработки сигнала оценивает параметр наклона масштабной функции, которая связывает между собой множество оценок разности и аналогичное множество опорных разностей, представляющих движение трубки при известном массовом расходе, и формирует оценку массового расхода из оцененного параметра наклона и известного массового расхода. Схема обработки сигнала может формировать расширенную матрицу, включающую множество опорных разностей, и может умножать множество оценок разности на псевдоинверсию расширенной матрицы для определения параметра наклона. Альтернативно, схема обработки сигнала может умножать множество оценок разности на псевдоинверсию опорных разностей времени для определения параметра наклона. Схема обработки сигнала может также оценивать масштабную функцию итеративно.

Можно заметить, что аспектом изобретения является устройство, содержащее устройство, функционально связанное с какой-то конструкцией и вырабатывающее множество сигналов движения, представляющих движение данной конструкции; устройство, фильтрующее множество сигналов движения, характеризующих движение данной конструкции, и устройство, формирующее множество сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, которые предпочтительно представляют движение, связанное с вибрационной модой конструкции.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для формирования множества фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для формирования оценки массового расхода из множества фазовых оценок.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для формирования множества оценок разности времени между множеством сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и устройство для выработки меры корреляции из множества оценок разности времени, и устройство для определения состояния системы массового расходомера из сформированной меры корреляции.

Предпочтительно, устройство для формирования множества фазовых оценок содержит устройство для формирования множества фазовых оценок с использованием опорной фазы, полученной из одного из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, модоселективный фильтр содержит устройство для применения модального преобразования к множеству сигналов движения для формирования множества модальных ответных сигналов в модальной области координат, и устройство для применения модоселективного преобразования к множеству модальных ответных сигналов для формирования множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, устройство для формирования множества фазовых оценок содержит устройство для оценки частоты сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, устройство для формирования квадратурных первого и второго опорных сигналов на основании оцененной частоты, и устройство для формирования множества фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов.

Предпочтительно, устройство для формирования множества фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов содержит устройство для умножения сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, на соответствующие первый и второй опорные сигналы для формирования соответствующих вещественного и мнимого составляющих сигналов сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и устройство для оценки арктангенса частного вещественного и мнимого составляющих сигналов сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, для формирования фазовой оценки.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для формирования множества оценок разности времени из множества фазовых оценок.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для формирования оценки массового расхода из множества оценок разности времени.

Предпочтительно, устройство для формирования множества оценок разности времени из множества фазовых оценок содержит устройство для деления множества фазовых оценок на частоту моды для формирования множества значений разности времени.

Предпочтительно, устройство для формирования множества оценок разности времени из множества фазовых оценок дополнительно содержит устройство для применения множества опорных разностей времени нулевого расхода к множеству значений разности времени для формирования множества оценок разности времени.

Предпочтительно, устройство для модоселективной фильтрации содержит устройство для применения модального преобразования к множеству сигналов движения для формирования модального сигнала движения в модальной области координат и устройство для оценки частоты моды из модального сигнала движения.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для оценки плотности материала в трубке из оцененной частоты моды.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для оценки параметра масштабной функции, которая связывает между собой множество оценок разности времени и множество опорных разностей времени, характеризующих перемещение конструкции при известном возмущении.

Предпочтительно, возмущением в устройстве является массовый расход.

Предпочтительно, устройство для оценки параметра содержит устройство для формирования расширенной матрицы, включающей множество опорных разностей времени, и устройство для умножения множества оценок разности времени на псевдоинверсию расширенной матрицы для определения параметра.

Предпочтительно, в устройстве для оценки параметра осуществляют итеративную оценку масштабной функции.

Предпочтительно, в устройстве для итеративной оценки параметра применяют процедуру наименьшей среднеквадратичной оценки (НМСК).

Предпочтительно, перед устройством для оценки параметра предусмотрено устройство для обработки множества сигналов движения, характеризующих перемещение конструкции при известном возмущении, для формирования множества опорных разностей времени.

Предпочтительно, параметром масштабной функции является параметр наклона, при этом дополнительно предусмотрено устройство для формирования оценки массового расхода из параметра наклона и известного массового расхода.

Предпочтительно, устройство для оценки параметра наклона содержит устройство для умножения множества оценок разности времени на псевдоинверсию множества опорных разностей времени для определения параметра наклона.

Предпочтительно, параметром масштабной функции является параметр, характеризующий отрезок, отсекаемый на координатной оси (параметр отрезка,) при этом дополнительно предусмотрено устройство для определения состояния системы из параметра отрезка.

Предпочтительно, перед модоселективным фильтром предусмотрено устройство для приема множества сигналов движения из множества измерительных преобразователей движения, функционально связанных с конструкцией, при этом устройство для определения состояния системы содержит устройство для определения состояния измерительного преобразователя движения по параметру отрезка.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для оценки плотности материала в конструкции по оцененной частоте моды.

Предпочтительно, устройство дополнительно содержит устройство для оценки частоты первого сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и устройство для формирования оценки разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и оцененной частоты.

Предпочтительно, устройство для формирования оценки разности содержит устройство для формирования квадратурных первого и второго опорных сигналов на основании оцененной частоты и устройство для формирования оценки разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов.

Предпочтительно, устройство для формирования оценки разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов содержит устройство для формирования фазовой оценки из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов, и устройство для формирования оценки разности времени из фазовой оценки.

Предпочтительно, устройство для формирования фазовой оценки из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов содержит устройство для умножения второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, на первый и второй опорные сигналы для выработки соответствующих вещественного и мнимого составляющих сигналов второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и устройство для оценки арктангенса частного вещественного и мнимого составляющих сигналов второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, для формирования фазовой оценки.

Следует отметить, что дополнительным аспектом изобретения является способ функционирования устройства, заключающийся в том, что оценивают перемещение конструкции, осуществляют модоселективную фильтрацию множества сигналов движения, характеризующих перемещение конструкции, и формируют множество сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, характеризующих перемещение, связанное с модой вибрации конструкции.

Предпочтительно, в способе дополнительно формируют множество фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, в способе дополнительно формируют оценку массового расхода из множества фазовых оценок.

Предпочтительно, в способе дополнительно формируют множество оценок разности времени из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и формируют меру корреляции из множества оценок разности времени, и определяют состояние системы массового расходомера из полученной меры корреляции.

Предпочтительно, при формировании множества фазовых оценок формируют множество фазовых оценок с использованием опорной фазы, полученной из одного из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, при применении модоселективного фильтра применяют модальное преобразование к множеству сигналов движения для формирования множества модальных ответных сигналов в модальной области координат и применяют модоселективное преобразование к множеству модальных ответных сигналов для формирования множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации.

Предпочтительно, при формировании множества фазовых оценок оценивают частоту сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, формируют квадратурные первый и второй опорные сигналы на основании оцененной частоты и формируют множество фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов.

Предпочтительно, при формировании множества фазовых оценок из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов умножают сигнал движения, отфильтрованный методом модоселективной фильтрации, на соответствующие первый и второй опорные сигналы для формирования соответствующих вещественного и мнимого составляющих сигналов сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и оценивают арктангенс частного вещественного и мнимого составляющих сигналов сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, для формирования фазовой оценки.

Предпочтительно, в способе дополнительно формируют множество оценок разности времени из множества фазовых оценок.

Предпочтительно, в способе дополнительно формируют оценку массового расхода из множества оценок разности времени.

Предпочтительно, при формировании множества оценок разности времени из множества фазовых оценок делят множество фазовых оценок на частоту моды для получения множества значений разности времени.

Предпочтительно, при формировании множества оценок разности времени из множества фазовых оценок дополнительно применяют множество опорных разностей времени нулевого расхода к множеству значений разности времени для получения множества оценок разности времени.

Предпочтительно, при формировании множества оценок разности времени из множества фазовых оценок корректируют множество фазовых оценок с использованием множества значений фазы нулевого расхода.

Предпочтительно, при модоселективной фильтрации применяют модальное преобразование к множеству сигналов движения для получения модального сигнала движения в модальной области координат и дополнительно оценивают частоту моды из модального сигнала движения.

Предпочтительно, дополнительно оценивают плотность материала в трубе по оцененной частоте моды.

Предпочтительно, дополнительно оценивают параметр масштабной функции, связывающей между собой множество оценок разности времени и множество опорных разностей времени, представляющих движение конструкции при известном возмущении.

Предпочтительно, возмущением в способе является массовый расход.

Предпочтительно, при оценке параметра формируют расширенную матрицу, включающую множество опорных разностей времени, и умножают множество оценок разности времени на псевдоинверсию расширенной матрицы для определения параметра.

Предпочтительно, при оценке параметра итеративно оценивают масштабную функцию.

Предпочтительно, при итеративной оценке применяют метод наименьшей среднеквадратичной оценки (НМСК).

Предпочтительно, перед оценкой параметра обрабатывают множество сигналов движения, характеризующих перемещение конструкции при известном возмущении, для формирования множества опорных разностей времени.

Предпочтительно, параметром масштабной функции является параметр наклона, при этом дополнительно формируют оценку массового расхода из параметра наклона и известного массового расхода.

Предпочтительно, при оценке параметра наклона умножают множество оценок разности времени на псевдоинверсию множества опорных разностей времени для определения параметра наклона.

Предпочтительно, параметром масштабной функции является параметр отрезка, при этом дополнительно определяют состояние системы по параметру отрезка.

Предпочтительно, перед модоселективной фильтрацией принимают множество сигналов движения из множества измерительных преобразователей движения, функционально связанных с конструкцией, и при определении состояния системы определяют состояние измерительных преобразователей движения по параметру отрезка.

Предпочтительно, дополнительно оценивают плотность материала в конструкции по оцененной частоте моды.

Предпочтительно, оценивают частоту первого сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и формируют оценку разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, из множества сигналов движения, отфильтрованных методом модоселективной фильтрации, и оцененной частоты.

Предпочтительно, при формировании оценки разности формируют квадратурные первый и второй опорные сигналы на основании оцененной частоты и формируют оценку разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов.

Предпочтительно, при формировании оценки разности из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов формируют фазовую оценку из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов и формируют оценку разности времени из фазовой оценки.

Предпочтительно, при формировании фазовой оценки из второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и первого и второго опорных сигналов умножают второй сигнал движения, отфильтрованный методом модоселективной фильтрации, на первый и второй опорные сигналы для получения соответствующих вещественного и мнимого составляющих сигналов второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, и оценивают арктангенс частного вещественного и мнимого составляющих сигналов второго сигнала движения, отфильтрованного методом модоселективной фильтрации, для формирования фазовой оценки.

Глоссарий терминов

Модоселективный фильтр. Модоселективный фильтр функционирует в физической-модальной-физической области, пропуская только требуемые моды в остальную цепь обработки сигнала. Фильтр пропускания мод состоит из модального фильтра, матрицы выбора и матрицы преобразования модальной информации обратно в физическую область (обычно с использованием матрицы формы моды, Ф, или некоторой ее подгруппы).

Матрица селекции мод. Диагональная матрица с единицами на местах, соответствующих требуемым модам.

Матрица формы мод. Модальная матрица, приведенная к требуемым физическим местам; преобразование из модальной области в физическую область.

Мода вибрации. Уникальное свойство конструкции, которое можно использовать для определения, как конструкция отреагирует (осуществит движение) на силу. В математическом выражении это собственный вектор матрицы уравнений движения конструкции (иногда именуемой динамической матрицей).

Фазовая оценка. Разность (в радианах или градусах) между двумя синусоидальными сигналами. Любой синусоидальный сигнал можно разложить на 3 постоянных параметра - амплитуду, фазу и частоту, которые определяют значение (величину) сигнала в любое время t. Сигналы преобразователя можно почти точно представить в виде синусоид с общей частотой и индивидуальной амплитудой и фазой для каждого. Разность фаз между сигналами преобразователя пропорциональна расходу.

Мера корреляции. Корреляция - это мера того, насколько выходная величина (например, движение, энергия, дельта t и т.п.) связана с входной величиной (например, силой, энергией, расходом и т.п.). Ее можно использовать для подтверждения, что предполагаемое соотношение (например, массовый расход пропорционален задержке времени) между измеренным и/или вычисленным значениями является верным. Переход от правильной корреляции к плохой может означать, что предполагаемое соотношение больше не является верным, например, из-за отказа датчика. Плохая корреляция может также объясняться вводом в систему дополнительной энергии, которой не было при первоначальной установке или калибровке. Например, кориолисов датчик (преобразователь), хорошо работающий в лабораторных условиях, где единственным вводом энергии является рабочий орган, может выдавать ошибки в поточных измерениях, когда он подвергается воздействию шумовых потоков, вызванных попаданием воздуха, при возникновении значительной дополнительной энергии из-за потока. Мера корреляции, например стандартная погрешность оценки, может указывать на изменение системы.

Модальное преобразование. Изменение системы координат из физической области в модальную область, определяемое как х=Фη, где η - модальная координата. Модальная координата - это одна из тех математических концепций, которые можно принять в качестве определяющих что-то и затем анализировать, является ли это определение полезным. Ее можно также рассматривать как нечто настолько простое, что оно идет от определения круга в плоскости х-у с использованием полярных координат, требующего, чтобы изменялись и х, и у, к использованию полярных координат r и Θ, где должно изменяться только Θ. Преобразование в новые координаты упрощает описание системы.

Квадратурные первый и второй опорные сигналы. Стандартный путь демодуляции синусоидальных сигналов. Демодуляция - это способ оценки амплитуды и фазы любой синусоиды, когда известна ее частота. Узкополосный режекторный фильтр обеспечивает частотную оценку сигналов преобразователей. Из частотной оценки функция "тильды" формирует две синусоиды с одинаковой частотой, но со сдвигом фазы на 90 градусов относительно друг друга (определение квадратуры: сдвиг фазы на 90 градусов), обычно при некоторой единице амплитуды.

Масштабная функция. Умножение сигнала на константу или вектор констант.

Расширенная матрица. Расширение матрицы - это добавление строк и столбцов к данной матрице. Используется для объединения неизвестной матрицы с известной константой для использования полного размера решения задачи, т.е. добавления к матрице столбца единиц или строки нулей. Пополнение параметра наклона параметром отрезка является стандартным подбором кривой методом наименьших квадратов.

Параметр наклона и отрезка. Уравнение y=mx+b является параметрическим представлением линии. При этом m - параметр наклона, a b - параметр отрезка.

Псевдоинверсия расширенной матрицы. Математически линию можно подогнать точно к двум точкам. Однако любые две точки данных также имеют неизвестную шумовую составляющую. Подгонка линии к любым двум точкам дает шумовую оценку линии. Использование множества наборов точек данных может усреднить реальный шум, обеспечив лучшую, менее шумовую оценку параметров наклона и отрезка. Одним из путей подгонки прямой линии через множество точек с большим количеством шума является использование метода наименьших квадратов. Метод наименьших квадратов уменьшает сумму расстояний всех точек данных от подогнанной линии. Псевдоинверсия является эффективным стандартным способом реализации процесса подгонки по методу наименьших квадратов. Использование расширенной матрицы в псевдоинверсии позволяет найти параметры наклона и отрезка за одно вычисление. Расширение матрицы для псевдоинверсии позволяет наилучшим образом подогнать линию к ненулевому параметру отрезка, т.е. она не должна проходить через начало.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена принципиальная схема конструкции датчика расхода с изогнутой трубкой.

На фиг.2 представлена принципиальная схема конструкции датчика расхода с прямой трубкой.

На фиг.3 представлено схематически устройство для оценки массового расхода согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.4 представлена схематически схема обработки сигнала согласно другим вариантам реализации изобретения.

На фиг.5 представлено схематически устройство для оценки массового расхода согласно другим вариантам реализации изобретения.

На фиг.6 представлено схематически устройство для оценки массового расхода и плотности согласно вариантам реализации изобретения

На фиг.7 представлено схематически устройство для формирования фазовых оценок согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.8 представлено схематически устройство для формирования фазовых оценок согласно другим вариантам реализации изобретения.

На фиг.9 представлено схематически устройство для формирования оценок разности времени согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.10 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции оценки массового расхода согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.11 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции оценки массового расхода согласно другим вариантам реализации изобретения.

На фиг.12 и 13 представлены временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие операции оценки массового расхода согласно изобретению.

На фиг.14 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции итеративной оценки масштабного вектора массового расхода согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг.15 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции формирования фазовых оценок согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.16 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции оценки массового расхода согласно другим вариантам реализации изобретения.

На фиг.17 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции формирования оценок разности согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.18 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции оценки массового расхода согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.19 представлен алгоритм, иллюстрирующий операции оценки плотности согласно вариантам реализации изобретения.

На фиг.20А, 20В и 21-27 представлены временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие примерные эффекты изменения системы согласно аспектам изобретения.

На фиг.28-30 представлены алгоритмы, иллюстрирующие операции контролирования состояния системы и компенсации изменений системы согласно вариантам реализации изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

В дальнейшем настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие его предпочтительные варианты осуществления. Однако изобретение можно реализовать и во многих других формах, поэтому не следует толковать его как ограниченное изложенными вариантами, напротив, эти варианты предусмотрены для того, чтобы данное раскрытие было всесторонним и полностью передавало сущность изобретения специалистам. Одни и те же элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными номерами. Специалистам будет понятно, что настоящее изобретение может быть реализовано в системах (устройствах), способах или программных продуктах для вычислительных машин.

Описанные варианты реализации настоящего изобретения относятся к кориолисовым массовым расходомерам. Однако специалистам будет понятно, представленное изобретение можно в общем применить для определения движения в широком спектре механических конструкций и поэтому предложенные устройства и способы не ограничены кориолисовым расходомером.

Как будет понятно специалистам, настоящее изобретение можно реализовать в форме устройства, и/или способа, и/или программного продукта для вычислительной машины. Соответственно, настоящее изобретение может быть реализовано в аппаратных средствах или в комбинации аппаратных и программных средств. Кроме того, настоящее изобретение может также быть реализовано в форме программного продукта для вычислительной машины, включая машиночитаемую запоминающую среду, имеющую используемый компьютером программный код, реализованный в запоминающей среде. Можно использовать любую машиночитаемую запоминающую среду, включая полупроводниковые запоминающие устройства (например, ОЗУ, ПЗУ