ES2715206T3 - Procedimiento de evaluación de medidas de volumen y dispositivo de medida correspondiente - Google Patents

Abstract

Procedimiento para medir un caudal volumétrico (Q) de un fluido en una dirección preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen, que comprende - un circuito electrónico y - una disposición sensora (102) para registrar una variación angular rotativa, concebida preferiblemente como dos sensores de magnetorresistencia gigante (GMR) en un puente de medida doble (102), en el que la disposición sensora (102) - forma una primera señal senoidal, concretamente una señal bruta seno, y - una segunda señal senoidal con frecuencia circular idéntica ω, que está desfasada en 90º con respecto a la primera señal, concretamente una señal bruta coseno, en el que estas señales (S1) - son de preferencia primeramente tratadas (103, S1+), así como - interpoladas y/o digitalizadas (104, S2), y - estas señales interpoladas y/o digitalizadas (S2) se procesan y evalúan en una unidad de evaluación, preferiblemente en una unidad de ordenador de procesos con un contador de codificador en cuadratura (108), en el que la evaluación y procesamiento presenta los pasos siguientes: a) detección del flujo del fluido; b) determinación de la dirección de flujo del fluido; caracterizado por que la evaluación y procesamiento presenta los pasos adicionales siguientes: c) determinación del estado del fluido por comparación de la variación temporal de la primera señal y/o la segunda señal interpolada y/o digitalizada, concretamente: - se presenta un estado de flujo en la dirección preferente cuando, partiendo de una posición cero del dispositivo de medida de volumen, se varía la primera señal antes que la segunda señal con un cambio de flanco y se produce una variación periódica con este desfase; - se presenta un estado de temblor cuando es constante una señal y varía la otra señal, y - se presenta un estado de vibración cuando, partiendo de una posición cero del dispositivo de medida de volumen, se varía la segunda señal antes que la primera señal y se produce una variación periódica con este desfase mediante una vibración de retroceso, y a continuación, después del final de la vibración de retroceso y partiendo de una posición cero del dispositivo de volumen, se varía la primera señal antes que la segunda señal y se produce una variación periódica mediante una vibración de avance con este desfase; d) reenvío de las señales interpoladas y/o digitalizadas (S2), en función del estado del fluido, a una etapa de salida (110) en forma de una señal en cuadratura con filtrado de impulsos (S3), concretamente: - en caso de flujo en la dirección preferente: reenvío de la señal interpolada y/o digitalizada original (S2); - en caso de temblor y/o en caso de vibración: variación de la señal interpolada y/o digitalizada (S2) para obtener una señal de base, es decir, sin movimiento del fluido, y retransmisión de la señal interpolada y/o digitalizada variada que no señaliza caudal alguno y, por tanto, señaliza solamente la señal de base.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de evaluacion de medidas de volumen y dispositivo de medida correspondiente.

La invencion concierne a un procedimiento para medir un caudal volumetrico de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen que comprende un circuito electronico y una disposicion sensora para registrar una variacion angular rotativa, preferiblemente concebida como dos sensores de magnetorresistencia gigante (GMR) en un puente de medida doble, en el que la disposicion sensora forma una primera senal senoidal, concretamente una senal bruta seno, y una segunda senal senoidal con identica frecuencia circular w, que esta desfasada en 90° con respecto a la primera senal, concretamente una senal bruta coseno, en el que, preferiblemente, estas senales primero se tratan, interpolan y/o digitalizan, y estas senales interpoladas y/o digitalizadas son procesadas y evaluadas en una unidad de evaluacion, preferiblemente una unidad de ordenador de procesos con contador de codificador en cuadratura, y en el que la evaluacion y el procesamiento presentan los pasos siguientes:

a) deteccion del flujo del fluido;

b) determinacion de la direccion de flujo del fluido.

Asimismo, la invencion concierne a un dispositivo de medida de volumen para realizar un procedimiento de medida de esta clase.

Las mediciones de cantidades de lfquido y sus velocidades de circulacion se cubren en un gran sector de la tecnica de fluidos y procedimientos con sistemas de medida de caudal o de volumen que trabajan segun el principio de desalojamiento.

En estos sistemas de medida son muy altos sobre todo los requisitos de la precision de medida y la dinamica de medida en los respectivos procesos.

Se trata aqu especialmente de procesos en los que tiene que realizarse con suma precision y rapidez una regulacion, vigilancia o comprobacion.

Ademas, se realiza frecuentemente con una instalacion una gran diversidad de procesos (por ejemplo, lfquidos con propiedades ffsicas diferentes), lo que a su vez impone altos requisitos al ancho de banda de la capacidad de utilizacion del sistema completo.

La invencion pretende satisfacer en muy alto grado los requisitos anteriormente citados. A este fin, se tiene que seleccionar primero del modo mas exactamente idoneo posible la cooperacion funcional entre los componentes mecanicos y los componentes electronicos en el sistema de medida de caudal o de volumen. Seguidamente, la importancia mas esencial reside en la configuracion de la unidad electronica que debe estar configurada tecnicamente de manera correspondiente como mas eficiente, mas potente y mas flexible. El sistema de medida completo y el procedimiento correspondiente y la disposicion correspondiente deben ser mas inteligentes, mas robustos y mas amigables para el usuario que las soluciones conocidas hasta ahora en el estado de la tecnica. Como fundamento para una mayor eficiencia es necesaria una resolucion mas alta, la cual puede generarse ya por medio del documento WO 2005 / 119185 A1. En este caso, una sonda de caudal presenta una camara de medida a la que puede alimentarse un medio y de la que puede evacuarse nuevamente este medio, cuyo volumen y/o velocidad de flujo se debe medir. En la camara de medida se encuentran los elementos de un equipo de medida montados de manera libremente giratoria. Ademas, esta previsto al menos un sensor para medir campos magneticos y/o variaciones de campos magneticos, asf como una disposicion de circuito a la que se alimentan las senales de medida del sensor o los sensores. El sensor o los sensores emiten una senal de salida y la alimentan a la disposicion de circuito. La senal de salida fluctua periodicamente entre un valor mmimo y un valor maximo a cada pasada por un diente individual y un hueco interdental correspondiente de uno de los elementos del equipo de medida. Dependiendo de la posicion del diente con relacion al sensor o los sensores, la senal de salida adopta un valor intermedio reproducible. La disposicion de circuito esta constituida de modo que forme a partir de las senales de salida del sensor o los sensores unas senales de medida propia que conviertan los valores intermedios en valores computables que sean representativos de volumenes parciales del volumen transportado entre dos dientes. Los contadores de desalojamiento estan fijamente empotrados en la columna de lfquido y reconocen asf cualquier movimiento en el circuito de fluido. Esta es una ventaja muy grande para la dinamica del sistema de medida.

Sin embargo, se pueden presentar vibraciones del sistema. Estas vibraciones pueden presentarse tambien en las fases de reposo del flujo o bien pueden superponerse al flujo de funcionamiento durante las fases del flujo. Se registran entonces tambien estas vibraciones, repercutiendo esto desventajosamente sobre la precision del sistema completo. En consecuencia, se generan tambien por el sistema de medida durante la medicion unos impulsos que se interpreten erroneamente por medio de evaluaciones electronicas. Esta sensibilidad, “negativa” en este caso, se incrementa aun adicionalmente con el aumento de la resolucion o de un factor de interpolacion. Segun el grado de intensidad de las vibraciones, se pueden generar senales erroneas en forma de impulsos monocanal o secuencias de impulsos en la direccion de flujo (direccion preferente) o en sentido contrario a la direccion de funcionamiento. En las disposiciones y procedimientos de medida y evaluacion conocidos hasta ahora en el estado de la tecnica es problematica la dificultad de la medicion exacta teniendo en cuenta eventuales vibraciones del sistema y condiciones perturbadoras y diffciles del proceso y similares.

Entre las condiciones perturbadoras y diffciles del proceso se cuentan, por ejemplo, las fluctuaciones anteriormente comentadas de la columna de ffquido en el sistema de fluido durante las fases de reposo del flujo, los flujos discontinuos con fluctuaciones en la direccion de flujo contraria, un gran ancho de banda de flujo con altos requisitos de resolucion y ffmites de procesamiento de las unidades de evaluacion, asf como elevadas exigencias impuestas a la precision.

En detalle, estos son especialmente los siguientes eventos no deseados y que deben evitarse, asf como sus causas: Cuando estan presenten componentes temporizados del sistema en el circuito de fluido, tal como, por ejemplo, servovalvulas con ruido agregado, o se aplican vibraciones a partes del sistema, tal como, por ejemplo, una bomba de embolo en rotacion libre, se originan fluctuaciones de la columna de ffquido en el sistema de fluido durante las fases de reposo del flujo.

Se originan flujos discontinuos con fluctuaciones en la direccion de flujo contraria, por ejemplo, en la tecnica de procesos para una instalacion de multiples componentes en la que se transportan sustancias adhesivas o densas de alta viscosidad. El transporte se realiza, por ejemplo, por medio de bombas de embolo que, debido a sus movimientos de carrera, pueden generar tambien flujos en sentido contrario a la direccion preferente, por ejemplo durante la fase de aspiracion.

Las propiedades ffsicas de los ffquidos dependen siempre de las propiedades del ambiente. Los ffquidos se adaptan practicamente a su ambiente, con lo que resultan diferentes fenomenos ffsicos que, por tal motivo, son consecuentemente de gran importancia en la medicion de caudales.

Entre las propiedades ffsicas variables bajo determinadas influencias o condiciones del proceso se cuentan especialmente la propiedad de flujo, la fluidez, tambien llamada “rozamiento interior”, la relacion de masa a volumen del ffquido, la capacidad de desplazamiento casi libre de las moleculas de ffquido, los rozamientos entre las superficies del ffquido y las superficies mecanicas, llamado tambien “rozamiento exterior”, los rozamientos entre las superficies mecanicas, como, por ejemplo, cojinetes, y las variaciones de las dimensiones de los componentes metalicos del sistema.

Las condiciones del proceso se determinan por medio de los factores siguientes:

Presion en el sistema de fluido, temperatura del fluido y del ambiente, velocidades de flujo, constitucion y material de los componentes mecanicos del sistema.

Todos estos antecedentes ffsicos repercuten de alguna manera sobre la precision en la tecnica de medida de flujo con, entre otros, contadores de desalojamiento.

El problema planteado es el resultado de la exigencia de una elevada precision. En muchos procesos se exigen mediciones sumamente precisas. La precision en contadores de desalojamiento es influenciada especialmente por las propiedades del ffquido en los ambientes condicionados por el proceso y el flujo propiamente dicho. El volumen desalojado vaffa ligeramente con las propiedades ffsicas del ffquido en las respectivas condiciones, tales como presion, temperatura y velocidad de flujo, con lo que se originan desviaciones en las mediciones.

En el caso de requisitos de medida sumamente precisos, el usuario tiene que ajustar de manera correspondiente en su evaluacion la valencia de impulso de las senales de salida para el respectivo caudal y las propiedades ffsicas del ffquido. Estos parametros para los respectivos rangos y en correspondencia con las propiedades ffsicas del ffquido o el volumen desalojado real en las condiciones del proceso se recogen y archivan normalmente en una tabla de referencia, una tabla de busqueda (abreviadamente: LUT), estando programada esta en una unidad de evaluacion pospuesta. Con los valores de la tabla de busqueda y un algoritmo de reconversion se realiza la evaluacion de la valencia de impulso correspondiente. Sin embargo, este procedimiento significa un mayor coste para el usuario, ya que este tiene que realizar casi siempre una larga puesta en funcionamiento debido a la programacion de los parametros en su unidad de evaluacion y en particular tiene que procesar adicionalmente los resultados de medida de una manera muy costosa, lo que conduce a una perdida de tiempo valioso y a un sobrecoste considerable.

En particular, la adaptacion de la medicion debe efectuarse teniendo en cuenta ya en el dispositivo de medida las condiciones ffsicas secundarias anteriormente citadas y no debe realizarse a continuacion en un procesamiento adicional.

Otro problema viene representado por un alto ancho de banda deseado de los caudales volumetricos a medir, concretamente con un gran ancho de banda de caudal con altos requisitos de resolucion y Ifmites de procesamiento de las unidades de evaluacion.

En algunas instalaciones puede ser posible que el sistema de medida de caudal o de volumen tenga que hacerse funcionar en todo su rango de medida de volumen o de caudal. Ahora bien, puede presentarse incluso el caso de que con la misma instalacion se tengan que procesar diferentes caudales o velocidades en un proceso o en varios procesos.

Sin embargo, el usuario, ademas, quisiera obtener tantas informaciones como sean posibles, lo que puede lograrse mediante la resolucion mas alta del procedimiento de interpolacion aqu descrito. Sin embargo, puede ser problematico en este caso el ajuste exacto del factor de interpolacion correcto. A los altos caudales o velocidades puede ocurrir que ya no se pueda procesar la frecuencia de entrada para la unidad de evaluacion pospuesta. Por otro lado, la resolucion con un menor factor de interpolacion y bajos caudales o velocidades es generalmente demasiado pequena para el usuario. En la mayona de los casos, se emplean para resolver esta problematica varios componentes del sistema, por ejemplo en forma de circuitos de fluido conmutables con contadores de desalojamiento de tamano de construccion diferente. Por tanto, se debe crear una posibilidad para cubrir un alto ancho de banda de volumenes de flujo diferentes con una disposicion de medida.

La presente invencion se basa en el problema de indicar un procedimiento para medir un caudal volumetrico de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen, que tenga en cuenta los problemas anteriormente citados y en particular admita una medicion amigable para el usuario, economizadora de tiempo y precisa, asf como exacta. Ademas, el problema de la invencion consiste en proponer un dispositivo de medida de volumen para realizar un procedimiento de medida de esta clase.

Estos problemas se resuelven segun la invencion en un procedimiento de la clase generica expuesta por el hecho de que la evaluacion y el procesamiento presentan los pasos adicionales siguientes:

Determinacion del estado del fluido por comparacion de la variacion temporal de la primera senal y/o la segunda senal, concretamente: se presenta un estado de flujo en la direccion preferente cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal con un cambio de flanco y se produce una variacion periodica con este desfase; se presenta un estado de temblor cuando una senal es constante y la otra senal vana, y se presenta un estado de vibracion cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la segunda senal antes que la primera senal y se produce una variacion periodica con este desplazamiento de fase mediante una vibracion de retroceso, y a continuacion, despues del final de la vibracion de retroceso, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal y se produce una variacion periodica con este desfase mediante una vibracion de avance, y reenvfo de las senales interpoladas y/o digitalizadas en funcion del estado del fluido hasta una etapa de salida en forma de una senal en cuadratura con filtrado de impulsos, concretamente durante el flujo en la direccion preferente: reenvfo de la senal interpolada y/o digitalizada original; durante el temblor y/o la vibracion: variacion de la senal interpolada y/o digitalizada convirtiendola en una senal de base, es decir, sin movimiento del fluido, y reenvfo de la senal interpolada y/o digitalizada variada, que no senaliza caudal alguno y, por tanto, solamente senaliza la senal de base.

En un dispositivo de medida de volumen para realizar este procedimiento de medida se resuelve este problema debido a que esta previsto un ordenador de procesos programable, concretamente un microcontrolador, un ASIC, un FPAG y/o un DSP con al menos una interfaz de codificador en cuadratura y/o un contador de codificador en cuadratura, realizando esta disposicion la evaluacion de las senales de medida.

Gracias a la invencion se obtiene un procedimiento para medir un caudal volumetrico por medio de una senal en cuadratura, que comprende una primera senal de un primer sensor y una segunda senal de un segundo sensor con frecuencia circular identica w, las cuales estan desfasadas en 90° una con respecto a otra, sirviendo la senal en cuadratura para determinar el caudal de un fluido en una direccion preferente por un dispositivo de medida de volumen con un circuito electronico, por medio del cual se eleva el ancho de banda de la medicion, aumentandose aun mas la precision de medida.

Ademas, gracias a la invencion se propone un dispositivo de medida de volumen para realizar el procedimiento de medida, que comprende una unidad de ordenador de procesos programable con al menos una interfaz de codificador en cuadratura/contador de codificador en cuadratura, lo que hace posible una medicion sin problemas de un caudal volumetrico.

El usuario esta en condiciones con esta invencion de realizar directamente en la unidad electronica ajustes explfcitos para las respectivas condiciones del proceso. Por tanto, puede suprimir en sus mediciones las influencias perturbadoras del sistema de fluido, puede ser mas flexible en materia de utilizacion y puede conseguir una precision elevada. Con la invencion se obtiene una electronica integrada de tratamiento de senales con unidades de ordenador de procesos para control de senales y mando de senales de salida en cuadratura en sistemas de contador de desalojamiento. La invencion dispone especialmente de las caractensticas principales o mejoras/innovaciones siguientes: Filtrado digital de senales, factor de interpolacion con una funcion de ensenanza o aprendizaje y adaptacion de valencias de impulsos.

La evaluacion y procesamiento se realiza dentro del procedimiento para medir un caudal volumetrico de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen con un circuito electronico y un emisor incremental, es decir, un sensor para registrar una variacion angular rotativa, concebido preferiblemente como dos sensores de magnetorresistencia gigante (GMR) en un puente de medida doble, en que se forma una primera senal senoidal del emisor incremental, concretamente una senal bruta seno, y una segunda senal senoidal del emisor incremental con frecuencia circular identica u>, que esta desfasada en 90° con respecto a la primera senal, concretamente una senal bruta coseno, en el que, preferiblemente, estas senales (S1) son primeramente tratadas (S1+), interpoladas/digitalizadas (S2), y estas senales digitales (S2) se procesan y evaluan en una unidad de evaluacion, preferiblemente en una unidad de ordenador de procesos con contador de codificador en cuadratura, y en el que la evaluacion presenta los pasos siguientes:

a) deteccion del flujo del fluido;

b) determinacion de la direccion de flujo del fluido;

c) determinacion del estado del flujo del fluido, a saber, flujo en la direccion preferente, temblor y/o vibracion; d) reenvfo de las senales digitales (S2) en funcion del estado del fluido a una etapa de salida (110) en forma de una senal en cuadratura con filtrado de impulsos (S3), concretamente:

durante el flujo en direccion preferente: reenvfo de la senal digital original (S2);

durante el temblor y/o durante la vibracion: variacion de la senal digital (S2) convirtiendola en una senal de base (sin movimiento del fluido) y reenvfo de la senal digital modificada que no senaliza caudal alguno (senal de base).

La generacion de la senal bruta para la medicion del caudal se efectua por medio de un sensor con dos puentes de medida GMR y una rueda dentada con una porcion ferromagnetica. Los puentes de medida GMR estan disenados a lo largo de sus distancias entre ellos en el chip para un modulo o paso geometrico de rueda dentada correspondiente. El modulo o el paso de los dientes de esta “rueda polar” se disena de conformidad con el sensor. El campo magnetico es suministrado por un iman de apoyo. La estructurada dentada de la rueda polar modula ahora el campo magnetico del iman de apoyo sobre las distintas capas GMR del sensor debido a que las lmeas del campo magnetico se compactan o se alargan a consecuencia de su variacion de direccion. Esta intensidad de campo modulada se convierte en una senal electrica proporcional en los puentes de medida debido al efecto GMR. Gracias a la estructura dentada se genera durante la medicion una senal sen / cos. Se puede implementar tambien el mismo principio con una rueda polar magnetizada.

Las vibraciones en sistemas de fluido se expresan mediante movimientos continuos de avance y retroceso de la columna de lfquido. Dado que los contadores de desalojamiento estan completamente empotrados en la columna de lfquido, estos movimientos repercuten tambien sobre su equipo de medida mecanico. Se producen movimientos de rotacion continuos en ambas direcciones. Las vibraciones del equipo de medida se registran por el sistema de exploracion electronico y se convierten en secuencias de impulsos o de flancos. Estos reproducen exactamente con sus propiedades el movimiento de la columna de lfquido, es decir que los impulsos de volumen generados son proporcionales a los volumenes parciales desalojados. Por tanto, se mide, por un lado, el volumen de lfquido vibrante y, por otro lado, las diferentes frecuencias en el movimiento de rotacion del equipo de medida mecanico. Cada vibracion genera primeramente con su aparicion un cambio de direccion, es decir que el lfquido permanece quieto durante un breve tiempo y pone despues en rotacion al equipo de medida dentro del contador de desalojamiento, en sentido contrario a la direccion preferente. Por tanto, se produce un “retroceso” de corta duracion. El cambio de direccion puede reconocerse en las senales en cuadratura generadas del interpolador (2 senales rectangulares que estan desfasadas en 90°). Dos flancos de un canal se siguen directamente uno a otro sin ninguna actuacion de conmutacion del otro canal. Giran asf las secuencias de flancos o la fase de 90° de los dos canales. Las actuaciones de conmutacion consecutivas de los dos canales dependen del grado de intensidad de la vibracion o de los volumenes parciales medidos, los cuales, ademas, dependen todavfa del factor de interpolacion ajustado del interpolador.

Las secuencias de flancos giran de nuevo inmediatamente, es decir que la siguiente actuacion de conmutacion se encuentra de nuevo sobre el un canal, o bien se generan secuencias de impulsos o de flancos en la direccion contraria. Lo primero se origina en presencia de pequenas vibraciones, tal como, por ejemplo, al “temblar” la mecanica o la columna de lfquido y/o con un factor de interpolacion ajustado en un valor bajo. Se detectan cambios de direccion continuos, es decir que las actuaciones de conmutacion se encuentran solamente sobre un canal. El segundo caso se presenta mas bien en presencia de vibraciones con mayores caudales volumetricos de lfquidos o mayores recorridos de rotacion y/o con un factor de interpolacion ajustado en un valor alto. En este caso, se emiten flancos o secuencias de impulsos en la direccion contraria antes de que tenga lugar nuevamente el cambio de direccion hacia la direccion preferente o el movimiento/rotacion hacia la posicion de partida.

La funcion de filtrado de las senales le ofrece al usuario la posibilidad de filtrar flancos o impulsos durante fases de vibracion para que la unidad de evaluacion no haga una interpretacion falsa de los impulsos erroneos. Una unidad de ordenador de procesos conectada despues del interpolador con una interfaz de codificador en cuadratura (QEI) asume esta funcion. La interfaz de codificador en cuadratura dispone de una evaluacion cuadruple con la que se registra y cuenta cualquier cambio de flanco de las senales en cuadratura generadas. Ademas, la interfaz dispone de una informacion de direccion de computo que funciona tambien bajo control de los flancos.

El ordenador de procesos consulta en funcionamiento este reconocimiento de direccion despues de cada cambio de flanco. Si el sistema de medida de caudal opera en funcionamiento normal o en su direccion preferente, los estados de los dos canales de salida del interpolador son reenviados directamente a las salidas de senal de la electronica. En el caso de una vibracion, se activa el filtrado de senales. Los estados de los dos canales ya no se reenvfan a las salidas durante el cambio de direccion y, por tanto, son suprimidos. El flanco correspondiente del cambio de direccion es contado por un contador de avance-retroceso de la interfaz de codificador en cuadratura. Los flancos sucesivos del interpolador generados en la direccion contraria se suprimen nuevamente y se cuentan en el contador integrado. Ya durante el cambio de vuelta a la direccion preferente se decrementa el valor del contador y se restan adicionalmente los flancos sucesivos hasta que se alcance de nuevo el valor 0 en el contador (compensacion de vibracion en la direccion preferente opuesta - vibracion de retroceso en la direccion preferente) y se alcanza asf tambien nuevamente la posicion de partida de la vibracion. Hasta ahora, todas las actuaciones de conmutacion de los dos canales no se retransmiten al circuito de salida de senales. Los siguientes cambios de flanco de los canales en la direccion preferente se ligan entonces nuevamente a las salidas de senal de la electronica. Esto tiene la ventaja para el usuario de que, por un lado, se suprimen los impulsos durante un retroceso y, por otro lado, unicamente se vuelven a emitir impulsos despues de que la vibracion o la rotacion haya retornado nuevamente a su origen. Por tanto, no se emiten cantidades de flancos demasiado grandes ni demasiado pequenas ni tampoco se miden volumenes parciales (vease la figura 1).

El filtrado digital de senales puede adaptarse de manera correspondiente segun sea necesario, con lo que se filtran y eliminan las senales no deseadas, pudiendo adaptarse en la tasa de filtrado.

Como quiera que la determinacion del estado del fluido se efectua por comparacion de la variacion temporal de la primera senal y/o la segunda senal, concretamente:

- se presenta el estado de flujo en direccion preferente cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal (cambio de flanco) y se produce una variacion periodica con este desfase;

- se presenta el estado de temblor cuando una senal es constante y la otra senal vana, y

- se presenta el estado de vibracion cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la segunda senal antes que la primera senal y se produce una variacion periodica con este desfase (vibracion de retroceso), y a continuacion (final de la vibracion de retroceso), partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal y se produce una variacion periodica con este desfase (vibracion de avance),

se puede precisar el procedimiento de modo que pueda obtenerse la identificacion exacta de los estados no deseados o requeridos.

Cuando, despues de la determinacion del estado vibracion o temblor, se compensa primeramente el volumen del fluido transportado durante la vibracion o el temblor en sentido contrario a la direccion preferente con el volumen del fluido transportado en la direccion preferente (compensacion de los impulsos contados) antes de que se efectue de nuevo la determinacion del estado flujo en la direccion preferente, el usuario obtiene una informacion exacta sobre el volumen de fluido efectivamente transportado.

En particular, para la medicion / deteccion y/o la determinacion de estado se cuentan y/o procesan los cambios de flancos de las senales en la unidad de evaluacion, preferiblemente una unidad de ordenador de procesos con un contador de codificador en cuadratura, en particular preferiblemente en un contador interno.

Cuando se emiten las senales suprimidas (S2) en una salida adicional y/o en la misma salida, senalizandose completamente estas senales (S2) de preferencia unicamente a partir de un rebasamiento de un valor lfmite, el usuario esta en condiciones de ajustar por medio de interruptores un valor lfmite o un numero de flancos limitado para el contador a fin de verificar asf en ultimo termino los caudales en direccion contraria en caso de que esto resulte necesario.

Una ventaja esencial de la invencion es el aspecto adicional de una adaptacion de interpolacion con una funcion de ensenanza o bien de aprendizaje.

La interpolacion de senales de medida sirve aqu para aumentar la resolucion de sistemas de medida. En este caso, se subdividen las senales analogicas (senales brutas de seno y coseno) en secciones uniformes y se las digitaliza. El numero de secciones se denomina tasa de interpolacion. Existen diferentes procedimientos de interpolacion. Entre estos se cuentan la interpolacion por el teorema de adicion, la interpolacion de arcotangente o la interpolacion de Nonius. La interpolacion que se utiliza en este desarrollo se basa en el procedimiento de interpolacion de arcotangente.

En este procedimiento se exploran continuamente la senal seno y la senal coseno y se digitalizan estas por medio de convertidores A/D con suficiente resolucion de bits. A partir de estas senales digitales se puede obtener la “informacion angular” o la “posicion” del diente situado debajo del sensor GMR por medio de la funcion arcotangente. Considerando el drculo unidad (sen2 cos2 = 1) y calculando x = arctg (U sen / U cos) resultan unas zonas parciales lineales periodicas dentro de un periodo del emisor, a partir de las cuales se generan mediante puntos de conmutacion o valores umbral digitales correspondientes las senales de impulsos A - B - Z con la tasa necesaria. Los puntos de conmutacion son valores binarios proporcionales a la informacion angular que se obtienen por medio de una tabla del tipo de tabla de busqueda (basandose en el ancho de bits de los ADCs) o mediante un algoritmo de funcion. La senal Z es una senal que sirve como “marca de referenda” para la medicion angular absoluta. Se genera una vez dentro de un periodo del emisor (en la mayona de los casos a 45°). Esta senal no es verdaderamente necesaria para la medicion de caudal, pero se la utiliza e interpreta aqu para la medicion de la duracion del periodo a efectos de la conmutacion del factor de interpolacion y el reconocimiento de puntas de caudal.

En un procedimiento para medir un caudal volumetrico por medio de una senal en cuadratura que comprende una primera senal de un primer sensor y una segunda senal de un segundo sensor con frecuencia circular identica w, que estan desfasadas en 90° una con respecto a otra, sirviendo la senal en cuadratura para determinar el caudal de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen con un circuito electronico, se adapta en funcion del caudal volumetrico un factor de interpolacion que se emplea para la resolucion del caudal del fluido que se debe determinar.

Preferiblemente, se comunica por separado el factor de interpolacion ajustado y/o empleado, senalizandose preferiblemente los diferentes factores de interpolacion por medio de niveles de tension diferentes.

En funcionamiento, un ordenador de procesos reconoce por medio de la senal de frecuencia autonoma del interpolador los instantes de conmutacion que se introducen entonces por este.

Las unidades de evaluacion pospuestas pueden reconocer las diferentes activaciones de los factores de interpolacion para los respectivos rangos de caudal por medio de un nivel de tension correspondiente en la lmea de senal separada. Se emiten los niveles de tension siguientes: IPF1 a 0 V (por ejemplo, GND); IPF2 a 2,25 V (por ejemplo, Vo); IPF3 a 3,3 V (por ejemplo, VDD); IPF4 a 5 V (por ejemplo, VDDA).

Con la funcion de ensenanza o aprendizaje en relacion con el factor de interpolacion le es posible al usuario prefijar explfcitamente un factor de interpolacion para el respectivo rango de caudal. Los puntos de conmutacion de los factores de interpolacion se indican o se aprenden una vez durante la puesta en funcionamiento y son almacenados por la electronica. Durante el funcionamiento normal subsiguiente se produce automaticamente la conmutacion de los factores de interpolacion. A traves de una lmea de senal separada se envfa el estado de activacion del factor de interpolacion al sistema de evaluacion conectado.

El usuario puede prefijar exactamente la conmutacion entre factores de interpolacion con los ajustes de filtrado de senal correspondientes (“FILT”). El modo para la funcion de aprendizaje del factor de interpolacion se activa mediante un ajuste en interruptores de codificacion y en puentes de enchufe y despues del accionamiento de un pulsador. Se le senaliza la activacion al usuario en la electronica por medio de dispositivos de aviso (LEDs y similares). Seguidamente, el usuario tiene que ajustar el numero de rangos de caudal con los diferentes factores de interpolacion en un interruptor de codificacion y tiene que confirmar estos mediante el accionamiento del pulsador. Se pueden ajustar convenientemente en particular 2 a 4 rangos de caudal con factores de interpolacion correspondientes.

A continuacion, el usuario puede establecer ya en el estado exento de caudal de la instalacion el primer factor de interpolacion y el FILT correspondiente, para lo cual ajusta el factor de interpolacion y el FILT en los respectivos interruptores de codificacion y acciona el pulsador. Se le senalizan nuevamente la recepcion y la disponibilidad para la programacion del siguiente factor de interpolacion. A continuacion, el usuario tiene que ajustar el caudal en el que se debe activar el siguiente factor de interpolacion. Como es natural, durante este tiempo son activas las senales en las salidas para poder realizar correctamente el ajuste. Cuando se ha ajustado el caudal correspondiente, el usuario tiene que ajustar el siguiente factor de interpolacion y el siguiente FILT con los interruptores de codificacion y tiene que realizar nuevamente el almacenamiento por medio del pulsador.

En este procedimiento de ajuste se mide y analiza preferiblemente en primer lugar por la unidad electronica la senal de frecuencia autonoma. Debido a los componentes del sistema en los circuitos de fluido, como, por ejemplo, bombas, los caudales no presentan en general un valor constante, sino que se mueven en torno a un valor medio. Durante el analisis del caudal se obtienen los valores maximos y los valores mmimos de la frecuencia de flujo. A partir de estos valores se establece una histeresis de conmutacion para el punto de conmutacion que corresponde al valor medio del caudal medido. Gracias a esta histeresis de conmutacion se evita un cambio continuo no deseado de los factores de interpolacion en la zona del punto de conmutacion.

Un ejemplo: El cambio de un primer factor de interpolacion IPF1 y el segundo factor de interpolacion IPF2 se realiza unicamente cuando el caudal esta en el rango del valor maximo medido por el punto de conmutacion. En este caso, la conmutacion del IPF2 al IPF1 se efectua unicamente cuando la frecuencia del caudal esta en el rango del valor mmimo medido por el punto de conmutacion durante el aprendizaje.

Este procedimiento se realiza en cada punto de conmutacion. Despues del ultimo punto de conmutacion almacenado la electronica le senaliza al usuario que se ha concluido y activado la configuracion de la funcion de ensenanza. Se puede desactivar nuevamente la funcion de ensenanza por medio de variaciones en los puentes de enchufado.

Otra posibilidad para la programacion de la funcion de los factores de interpolacion es el ingreso completo de parametros a traves de los interruptores de codificacion o a traves de una interfaz electronica. En este procedimiento de ajuste se programan paso a paso por medio de los interruptores de codificacion o una interfaz electronica las cifras de los distintos parametros, es decir, particularmente el numero de factores de interpolacion IPF, la frecuencia de conmutacion, los factores de interpolacion IPF y los ajustes de filtrado de senal FILT y el grado de histeresis (en %).

Este procedimiento de ajuste alternativo puede emplearse, por ejemplo, cuando le sea imposible al usuario realizar los ajustes en el preamplificador durante la puesta en funcionamiento. En este caso, el usuario puede activar ya de antemano la parametrizacion para la conmutacion de los factores de interpolacion.

Otro aspecto es la adaptacion de la valencia de los impulsos.

En el procedimiento para medir un caudal volumetrico por medio de una senal en cuadratura, que comprende una primera senal de un primer sensor y una segunda senal de un segundo sensor con frecuencia circular identica u>, que estan desfasadas en 90° una con respecto a otra, sirviendo la senal en cuadratura para determinar el caudal de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen con un circuito electronico, se efectua una adaptacion de la valencia de los impulsos de las senales en cuadratura antes de su reenvfo a la unidad de salida.

A este fin, se recurre para la adaptacion de la valencia de los impulsos a un banco de datos con valores de proceso predefinidos, preferiblemente una tabla de busqueda, y se seleccionan los valores de correccion para las condiciones del proceso actualmente existentes y se realiza por medio de los valores de correccion una correccion de las senales en cuadratura. A este respecto, se hace referencia especialmente a la figura 3.

La funcion integrada “adaptacion de valencia de impulso” de esta electronica le ofrece ahora al usuario unos impulsos de salida que disponen directamente de la valencia o longitud de impulso correcta para la condicion correspondiente del proceso. Esta adaptacion de la “respuesta de frecuencia” se realiza tambien en la electronica por medio de una tabla de busqueda y algoritmos de reconversion. La unidad electronica necesita tambien parametros correspondientes derivados de los volumenes desalojados reales que reinan en las respectivas condiciones del proceso.

Sin embargo, la gran diferencia con respecto a los procedimientos conocidos por el estado de la tecnica consiste en que esta adaptacion o aumento de la precision se produce ya en la electronica de los sensores de volumen y no solo en la evaluacion, la cual ya no tiene que ser programada adicionalmente por el cliente ni tampoco adquirida a mayor coste. Ademas, esto le ofrece al usuario un enorme potencial de ahorro de tiempo.

Existe ahora la posibilidad de hacer que los parametros para las respectivas condiciones del proceso sean obtenidos por un punto externo o en el propio fabricante y se transfieran a la memoria de la electronica en forma de parametros de correccion. El usuario recibe entonces un aparato que ya dispone de los elevados requisitos de precision para la medicion correspondiente.

La proporcion mas alta de las desviaciones se origina en primer lugar por la fluidez del lfquido, la velocidad de flujo, la presion y la temperatura, que se pueden reproducir facilmente.

Asimismo, le queda tambien al cliente la posibilidad de obtener el mismo los parametros de correccion in situ dentro de su instalacion en las condiciones del proceso (por ejemplo, por medicion de los litros en una balanza) y transferir estos a la memoria de la electronica con ayuda de un software de PC y una interfaz especial. Cuando el usuario opera varias unidades de evaluacion, este ya no necesita adaptarlas individualmente.

El hardware para el control de Valencia de impulso se compone de un interpolador de alta resolucion y una o varias unidades de ordenador de procesos. Estas se componen de dos contadores de codificador en cuadratura (eventualmente tambien solo uno), un contador con un alto ancho de bits (por ejemplo, 32 bits) y un ordenador de procesos de rango superior para controlar los distintos componentes del software por medio de una comunicacion de interfaz (por ejemplo, SPI, I2C, BISS, UART o CAN).

Previamente, durante un proceso de medida con aparatos de comparacion especiales altamente precisos se puede establecer y documentar en uso la desviacion de medida en las respectivas condiciones del proceso. Estas desviaciones de medida o los valores de medida reales tienen que reconvertirse despues en valores de correccion mediante calculos a traves de un software de PC usual en el mercado o un software de PC especialmente confeccionado, y dichos valores de correccion tienen que transferirse a la memoria electronica.

En el curso del funcionamiento ulterior, la electronica selecciona primeramente la frecuencia actual o el valor de caudal. Esta tarea se realiza con ayuda del contador de alto ancho de bits. Un alto ancho de bits es una condicion previa para mediciones de frecuencia en un gran ancho de banda. El principio de medida se basa en el procedimiento de medida de la duracion del periodo o del ancho del impulso. En el procedimiento de medida de la duracion del periodo o del ancho del impulso se mide el ancho de cada impulso individual y se calcula la frecuencia a partir del mismo. El ancho del impulso y, por tanto, el tiempo de duracion del impulso se calibran en este procedimiento de medida por medio de una frecuencia de cadencia constante. A partir del valor inverso de la duracion del periodo se calcula despues la frecuencia. Dado que se mide la duracion del periodo con una frecuencia de cadencia de, por ejemplo, 40 MHz (esto corresponde a una resolucion de 0,025 s), esta medicion sigue siendo muy precisa incluso a altas frecuencias. Con esta alta resolucion se pueden registrar tambien inmediata y continuamente pequenas variaciones de frecuencia. Por tanto, este procedimiento de medida es perfectamente adecuado para mediciones exactas de frecuencia o de caudal y flujo masico. La senal que se debe evaluar es proporcionada por el interpolador mediante la senal cero (senal no interpolada). A partir de este valor de 32 bits se obtiene entonces el valor de correccion correspondiente en la tabla de busqueda.

En la tabla de busqueda esta registrado un cierto numero de valores de correccion con las frecuencias o duraciones de periodo correspondientes (valor de 32 bits). A partir de estos “puntos de apoyo” se calculan mediante calculos de interpolacion (aqrn: aproximacion) los valores de correccion correspondientes entre los puntos de apoyo, es decir, para cada valor de frecuencia periodicamente ingresado del contador de 32 bits puede determinarse un valor de correccion correspondiente a partir de la funcion de los puntos de apoyo. Esta interpolacion se efectua de manera lineal, cuadratica o cubica.

Los valores de correccion reproducen un numero correspondiente de flancos con el que se realiza la adaptacion de valencia de impulso propiamente dicha. El interpolador tiene que ser ajustable en una etapa muy alta, tal como, por ejemplo, 2048 flancos por incremento de volumen desalojado. Estas senales altamente interpoladas se reenvfan a los dos contadores de codificador en cuadratura. Estos contadores trabajan nuevamente en el modo cuadruple para la evaluacion de los flancos y cuentan continuamente en paralelo las secuencias de flancos de las senales de salida dependientes de la direccion.

En cada uno de los dos contadores de codificador en cuadratura se pueden programar al menos dos valores lfmite en forma de numeros de flancos determinados. Cuando se alcanzan los valores lfmites, los dos contadores emiten unas senales de impulso correspondientes. Estas senales le sirven a un circuito de salida para conmutar entre alto y bajo. Los valores lfmite para el primer contador de codificador en cuadratura estan situados normalmente en: 512 y 1536, y los valores lfmite para el segundo contador de codificador en cuadratura son: 1024 y 2048(0).

Puede apreciarse que se trata aqrn de los cuatro puntos de conmutacion estandar dentro del periodo de senal no interpolado o de un incremento de volumen desalojado. Con los valores de correccion se pueden determinar ahora nuevamente los valores lfmite o puntos de conmutacion correspondientes y se puede variar asf explfcitamente la valencia del impulso o la frecuencia de las senales de salida.

A continuacion, se explica la adaptacion con ayuda de un ejemplo. La frecuencia de entrada asciende a 900 Hz, mientras que la frecuencia de salida con adaptacion de valencia de impulso asciende a 910 Hz, consiguiendose esto por medio del valor de correccion de -6 flancos en direccion positiva. Para el calculo se aprovechan las formulas siguientes:

Los puntos de conmutacion o valores hmite de los canales estan situados en: 506 y 1518 flancos y en 1012 y 2024 flancos (vease la figura 3). Ambos contadores comienzan un nuevo arranque de computo (indicacion de contador 0) al alcanzar su segundo valor lfmite.

Otras funciones son una funcion automatica de tarado de sensores, una vigilancia de puntas de caudal, una vigilancia de sobretemperatura, una vigilancia de rebasamiento de frecuencia y un aviso de error en caso de un defecto de sensor o una rotura.

El dispositivo de medida de volumen destinado a realizar un procedimiento de medida para determinacion de volumen presenta un ordenador de procesos programable, tal como un microcontrolador, un ASIC, un FPAG y/o un DSP con al menos una interfaz de codificador en cuadratura / contador de codificador en cuadratura, realizando esta disposicion la evaluacion de las senales de medida.

La unidad constituida por una unidad de ordenador de procesos programable con al menos una interfaz de codificador de cuadratura / contador de codificador en cuadratura para uso en un dispositivo de medida de volumen destinada a medir un caudal volumetrico es de especial importancia por el lado del hardware para la realizacion de una medicion de caudal volumetrico.

Otras ejecuciones ventajosas pueden deducirse de las figuras. A continuacion, se describen ejemplos de realizacion de la invencion ayudandose de los dibujos adjuntos.

Muestran en estos:

La figura 1, un ejemplo de utilizacion del procedimiento de filtrado de impulsos con ayuda de una vibracion de retroceso existente;

La figura 2, un ejemplo de un flujo de fluido variable con el tiempo, produciendose una variacion del factor de interpolacion;

La figura 3, un ejemplo de la adaptacion de valencia de impulso;

La figura 4, un ejemplo de procesamiento de senal, especialmente para las funciones filtrado de impulsos y funcion de factor de interpolacion;

La figura 5, un ejemplo de circuito para el filtrado de impulsos y para la funcion de factor de interpolacion y

La figura 6, un ejemplo de circuito para la adaptacion de valencia de impulso.

En lo que sigue se emplean los mismos sfmbolos de referencia para elementos iguales.

En la figura 1 se representa un ejemplo de utilizacion del procedimiento de filtrado de impulsos con ayuda de una vibracion de retroceso existente. El volumen de medida asciende a 5 ml (cuadruple; 1,25 ml por incremento).

Se representan especialmente las distintas etapas de la vibracion, concretamente:

1: Parada

Numero de flancos: 0

Volumen diferencia 0 ml

2: Inicio de la vibracion y activacion de filtrado de impulsos; supresion de la senal

Numero de flancos: 0

Volumen diferencia 0 ml

3: Movimiento del fluido en sentido contrario a la direccion preferente

Numero de flancos: 8

Volumen diferencia 10 ml

4: Cambio de la vibracion a la direccion preferente

Numero de flancos: 24

Volumen diferencia 30 ml

5: Movimiento del fluido en la direccion preferente

Numero de flancos: 16

Volumen diferencia 20 ml

6: Vibracion compensada del fluido y del volumen transportado; final del filtrado de impulsos; se emite nuevamente la senal.

Numero de flancos: 0

Volumen diferencia 0 ml

En la figura 2 se representa un ejemplo de un flujo de fluido Q variable con el tiempo t, produciendose una variacion del factor de interpolacion IPF.

En este caso, se pueden apreciar los diferentes factores de interpolacion, concretamente IPF1, IPF2 e IPF3, y estos se pueden correlacionar asf con los caudales correspondientes Q en litros por minuto.

Se efectua una adaptacion de la sensibilidad.

La senalizacion de los IPFs aplicados se comunica por medio de una lmea separada (tension).

La figura 3 muestra un ejemplo de la adaptacion de valencia de impulso.

En esta representacion se recoge nuevamente y se muestra graficamente el ejemplo citado mas arriba.

La resolucion de las senales de impulso importadas IMP asciende a 2048 flancos.

En la figura 4 se representa un ejemplo de procesamiento de senal, especialmente para las funciones filtrado de impulsos y funcion de factor de interpolacion.

Como se describe anteriormente, se genera por la combinacion del sensor GMR, los imanes de apoyo y la rueda polar una o las diversas senales brutas seno y/o coseno. Estas senales brutas se tratan primero en varios pasos. Esto es necesario debido a que para una interpolacion exacta tienen que venir dadas las propiedades funcionales trigonometricas de la senal seno y la senal coseno, y estas tienen que ser identicas. El tratamiento de las senales incluye para ello especialmente las etapas siguientes, concretamente amplificacion, correccion de desplazamiento, correccion de fase, atenuacion de ruido y/o regulacion de senal.

En la etapa amplificadora se amplifican las amplitudes de las senales brutas hasta una magnitud procesable para el interpolador. Debido a las tolerancias mecanicas y ffsicas las senales senoidales estan afectadas de una proporcion de paridad (desplazamiento). Mediante potenciometros digitales se taran estos “desplazamientos”. Esto tiene lugar en un circuito antes de la amplificacion o en las entradas del interpolador (circuitos existentes). El tarado del desplazamiento se realiza automaticamente por pulsacion de una tecla en los circuitos existentes mediante un modo especial del interpolador en union de una medicion de la duracion del periodo del microcontrolador pC.

Las demas etapas son asumidas en los circuitos existentes del desarrollo por funciones dentro del interpolador. Sin embargo, esto puede materializarse tambien por medio de otras superestructuras de hardware.

Debido a la correccion del desfase se produce el decalaje de 90° que es necesario tambien para la interpolacion correcta. Se atenuan seguidamente mediante un filtro pasabajos los efectos de ruido superpuestos sobre las senales senoidales.

La regulacion de la senal garantiza un cierto rango de tolerancia en presencia de fluctuaciones de desplazamiento y amplitud de la senal sen / cos. Se utilizan aqrn nuevamente convertidores ADCs.

En la invencion se encuentra internamente dentro del interpolador una regulacion de amplificacion y desplazamiento. Seguidamente, se digitalizan las senales con alta resolucion mediante los metodos de interpolacion anteriormente descritos.

El procesamiento adicional de las senales de impulsos ABZ se realiza por el ordenador de procesos correspondiente (aqrn un microcontrolador). El microcontrolador asume las funciones de la unidad de control y evaluacion del sistema.

Gracias a la capacidad de las entradas del codificador en cuadratura para contar flancos y detectar muy rapidamente cambios de direccion, se puede realizar el filtrado de impulsos a patentar antes de la emision definitiva a traves de la etapa de salida.

El usuario tiene la posibilidad de realizar con los interruptores de codificacion los ajustes correspondientes: factor de interpolacion, grado de filtrado, direccion preferente, tamano de construccion, tarado de desplazamiento automatico y otras caractensticas.

La figura 5 muestra un ejemplo de circuito para el filtrado de impulsos y para la funcion de factor interpolacion.

En esta representacion se muestran con mas detalle los componentes individuals del circuito para el filtrado de impulsos y la funcion de factor de interpolacion.

La figura 6 muestra un ejemplo de circuito para la adaptacion de valencia de impulso.

La generacion, tratamiento e interpolacion de senales es identica a la de un circuito para el filtrado de impulsos y/o la funcion de factor de interpolacion.

La senal tratada se digitaliza, entre otros modos, por medio de un circuito bascula de Schmitt. Estos impulsos de salida tienen la resolucion simple normal, es decir, un impulso por diente. Estos impulsos A/B se emplean a traves de una interfaz de codificador en cuadratura del ordenador de procesos para el filtrado de impulsos a fin de que no entren perturbaciones debidas a las vibraciones del sistema en el proceso de adaptacion de Valencia.

Las salidas se “bloquean” en este caso. La senal Z del interpolador reproduce tambien la frecuencia simplificada. Esta se mide continuamente por medio del contador de 32 bits con el procedimiento de medida de la duracion del periodo. El valor de medida se evalua por el ordenador de procesos (aqrn un controlador DSP) y los puntos de apoyo correspondientes del respectivo rango de desviacion se toman de la tabla de busqueda. La tabla de busqueda contiene valores de contador proporcionales para las desviaciones respecto del protocolo de calibracion del medidor de volumen.

Con estos valores se obtienen mediante un calculo de aproximacion o mediante algoritmos correspondientes en el ordenador de procesos (aqrn llamado tambien interpolacion) los valores lfmite (valores de contador) para la correccion de la valencia de los impulsos en los dos contadores de codificador en cuadratura y se envfan tales valores a estos.

Las senales A/B altamente resueltas del interpolador se registran y se cuentan continuamente por los contadores de codificador en cuadratura. Estos retransmiten una senal al circuito de salida con cada registro de valor lfmite y se reponen espontaneamente por efecto de un reacoplamiento. Los canales de la etapa de salida cambian con cada senal de los contadores de codificador en cuadratura, con lo que se obtiene una senal de codificador en cuadratura A/B con una longitud del periodo que depende de los valores lfmite o del calculo de aproximacion. La valencia del impulso se adapta al nivel correcto (resolucion simple).

Los ejemplos de realizacion representados no deben considerarse como exhaustivos, sino que representan unicamente posibles ejemplos de realizacion de los procedimientos de medida y evolucion de volumen y de los dispositivos de medida correspondientes.

Lista de simbolos de referencia

100 Unidad de interpolacion

101 Rueda polar

102 Sensor de magnetorresistencia gigante (GMR) con puente de medida doble

103 Tratamiento de senal (amplificacion y tarado de desplazamiento)

1031 Fase

1032 Pasabajos

1033 Regulacion de senal (ganancia+desplazamiento)

104 Interpolador

105 Primera EEPROM

106 Potenciometros digitales

107 Segunda EEPROM

108 Unidad de ordenador de procesos con contador de codificador en cuadratura (QEI) [^j C]

109 Interruptor de codificacion

110 Etapa de salida

111 Circuito bascula de Schmitt para simplificacion de impulsos

112 EEPROM para configuracion (Config) y tabla de busqueda (LUT)

113 Cadencia del sistema

114 Contador de 32 bits para medicion de duracion de periodo 115 Contador en cuadratura ABZ 1

116 Contador en cuadratura ABZ 2

S1 Senales brutas sen / cos

51 Senales sen / cos tratadas

S1i Senales de impulsos simples

52 Senales ABZ (senales de impulsos de interpolacion) 521 Senal AB altamente resuelta

522 Senal Z

53 Senales en cuadratura con filtrado de impulsos

54 Senales A/B con adaptacion de Valencia

SL1 Bus 1

SL2 Bus 2

Ga Valor lfmite A

Gb Valor lfmite B

Ka Canal A

Kal Canal A con adaptacion de Valencia de impulso

Kb Canal B

Kbl Canal B con adaptacion de Valencia de impulso

Imp Senales de impulso importadas

X Direccion de transporte preferida

-X Direccion de transporte contraria (retroceso)

Co Senal de salida sin filtrado

Cf Senal de salida con filtrado

Af Activacion de la funcion de filtro

Df Desactivacion de la funcion de filtro

IPF1 Factor de interpolacion 1

IPF2 Factor de interpolacion 2

IPF3 Factor de interpolacion 3

Dg Emision de senales de la lmea de control

Do Emision de senales sin funcion de ensenanza

Dt Emision de senales con funcion de ensenanza

Q Caudal (l/min)

U Tension

t Tiempo

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para medir un caudal volumetrico (Q) de un fluido en una direccion preferente por medio de un dispositivo de medida de volumen, que comprende

- un circuito electronico y

- una disposicion sensora (102) para registrar una variacion angular rotativa, concebida preferiblemente como dos sensores de magnetorresistencia gigante (GMR) en un puente de medida doble (102), en el que la disposicion sensora (102)

- forma una primera senal senoidal, concretamente una senal bruta seno, y

- una segunda senal senoidal con frecuencia circular identica w, que esta desfasada en 90° con respecto a la primera senal, concretamente una senal bruta coseno, en el que estas senales (S1)

- son de preferencia primeramente tratadas (103, S1+), asf como

- interpoladas y/o digitalizadas (104, S2), y

- estas senales interpoladas y/o digitalizadas (S2) se procesan y evaluan en una unidad de evaluacion, preferiblemente en una unidad de ordenador de procesos con un contador de codificador en cuadratura (108),

en el que la evaluacion y procesamiento presenta los pasos siguientes:

a) deteccion del flujo del fluido;

b) determinacion de la direccion de flujo del fluido;

caracterizado por que

la evaluacion y procesamiento presenta los pasos adicionales siguientes:

c) determinacion del estado del fluido por comparacion de la variacion temporal de la primera senal y/o la segunda senal interpolada y/o digitalizada, concretamente:

- se presenta un estado de flujo en la direccion preferente cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal con un cambio de flanco y se produce una variacion periodica con este desfase;

- se presenta un estado de temblor cuando es constante una senal y vana la otra senal, y

- se presenta un estado de vibracion cuando, partiendo de una posicion cero del dispositivo de medida de volumen, se vana la segunda senal antes que la primera senal y se produce una variacion periodica con este desfase mediante una vibracion de retroceso, y a continuacion, despues del final de la vibracion de retroceso y partiendo de una posicion cero del dispositivo de volumen, se vana la primera senal antes que la segunda senal y se produce una variacion periodica mediante una vibracion de avance con este desfase;

d) reenvfo de las senales interpoladas y/o digitalizadas (S2), en funcion del estado del fluido, a una etapa de salida (110) en forma de una senal en cuadratura con filtrado de impulsos (S3), concretamente:

- en caso de flujo en la direccion preferente: reenvfo de la senal interpolada y/o digitalizada original (S2);

- en caso de temblor y/o en caso de vibracion: variacion de la senal interpolada y/o digitalizada (S2) para obtener una senal de base, es decir, sin movimiento del fluido, y retransmision de la senal interpolada y/o digitalizada variada que no senaliza caudal alguno y, por tanto, senaliza solamente la senal de base.

2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que, despues de la determinacion del estado vibracion o temblor, el volumen del fluido transportado durante la vibracion o el temblor en sentido contrario a la direccion preferente es compensado primeramente con el volumen del fluido transportado en la direccion preferente por medio de una compensacion de los impulsos contados antes de que se produzca nuevamente la determinacion del estado flujo en la direccion preferente.

3. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que, para la medicion y/o la deteccion y/o la determinacion de estado, se cuentan y/o se procesan, de manera especialmente preferida en un contador interno, los cambios de flanco de las senales (S2) en la unidad de evaluacion, preferiblemente una unidad de ordenador de procesos con contador de codificador en cuadratura (108).

4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se emiten las senales suprimidas (S2) en una salida adicional, senalizandose completamente estas senales (S2) preferiblemente tan solo a partir de un rebasamiento de un valor lfmite.

5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que, en funcion del caudal volumetrico (Q), se adapta un factor de interpolacion (IPF1, IPF2, IPF3) que se emplea para la resolucion del caudal (Q) del fluido que se debe determinar.

6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado por que se comunica por separado el factor de interpolacion ajustado y/o empleado (IPF1, IPF2, IPF3), senalizandose preferiblemente los diferentes factores de interpolacion (IPF1, IPF2, IPF3) por medio de niveles de tension diferentes.

7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se efectua una adaptacion de valencia de impulso (S4) de las senales en cuadratura antes de su reenvfo a la unidad de salida (110).

8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por que, para la adaptacion de valencia de impulso, se recurre un banco de datos con valores de proceso predefinidos, recurriendose preferiblemente a una tabla de busqueda, y se seleccionan los valores de correccion para las condiciones del proceso actualmente existentes y se realiza una correccion de las senales en cuadratura por medio de los valores de correccion.

9. Dispositivo de medida de volumen para realizar el procedimiento de medida segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que esta previsto un ordenador de procesos programable, concretamente un microcontrolador, un ASIC, un FPAG y/o un DSP con al menos una interfaz de codificador en cuadratura y/o un contador de codificador en cuadratura (108), realizando esta disposicion la evaluacion de las senales de medida.