Autodiagnóstico de un indicador de nivel vibrante.

Un procedimiento para diagnosticar la funcionalidad de la unidad de oscilación electromecánica (1,

2,3) de un indicador de nivel vibrante (46) que comprende las etapas de:

- suministrar al menos un transductor electromecánico (3) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) conuna señal de onda eléctrica, cuya frecuencia está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad deoscilación electromecánica (1, 2, 3) y, por lo tanto, no está adaptada para provocar la resonancia de una porciónoscilante (1) de la unidad de oscilación mecánica (1, 2, 3), a fin de que la señal de onda eléctrica se convierta enoscilaciones mecánicas y de tal forma que un impacto de la porción oscilante (1) de la unidad de oscilaciónelectromecánica (1, 2, 3) y su entorno se vuelva insignificant

e,- registrar las oscilaciones mecánicas convertidas usando al menos un transductor electromecánico (3) de la unidadde oscilación electromecánica (1, 2, 3), que reconvierte las oscilaciones mecánicas en una señal de onda eléctrica,- analizar las características de transmisión del transductor electromecánico (3) comparando al menos una de lascaracterísticas de señal de la señal de onda eléctrica reconvertida con características de señal típicas que se handeterminado previamente,

- editar una información de estado sometida al análisis de las características de transmisión.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05016711.

Solicitante: VEGA GRIESHABER KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HAUPTSTRASSE 1 - 5 77709 WOLFACH ALEMANIA.

Inventor/es: GRIESSBAUM,KARL, FEHRENBACH,JOSEF, MELLERT,MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01F23/296 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01F MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO O NIVEL DE LIQUIDOS; DOSIFICACION VOLUMETRICA.G01F 23/00 Indicación o medida del nivel de líquidos o materiales sólidos fluyentes, p. ej. indicación en términos de volumen, indicación por medio de una señal de alarma. › Ondas acústicas.

PDF original: ES-2395934_T3.pdf

 

Autodiagnóstico de un indicador de nivel vibrante.

Fragmento de la descripción:

Autodiagnóstico de un indicador de nivel vibrante.

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para detectar y/o para controlar el nivel de un medio almacenado en un recipiente. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para diagnosticar la funcionalidad de la unidad de oscilación electromecánica de un indicador de nivel de vibración. Además, la invención se refiere a un indicador de nivel de vibración que está adaptado para realizar un autodiagnóstico.

Antecedentes de la invención Generalmente, para detectar el nivel de un material almacenado en un recipiente se emplean indicadores vibrantes que funcionan en base a porciones oscilantes, como por ejemplo, osciladores de tubo coaxial o diapasones. Para detectar si se alcanza o no un nivel de conmutación predeterminado, estos sistemas analizan la atenuación y/o el desplazamiento de frecuencia de la frecuencia de resonancia del sistema de oscilación electromecánica una vez que la porción oscilante del indicador de nivel de vibración se sumerge en el material de llenado.

Por ejemplo, se conoce un indicador de nivel de vibración a partir del documento DE 33 48 119 C2 que está adaptado para detectar un nivel de llenado predeterminado y que comprende porciones oscilantes, como por ejemplo, una sonda de varilla o un diapasón que sobresalen en un recipiente y que se excitan por medio de una unidad de actuación eléctrica. Ya que la sonda de varilla o el diapasón son parte de un circuito de realimentación, la frecuencia de la sonda de varilla o del diapasón depende del nivel de llenado del recipiente. Por tanto, mediante la amplificación, y debido a la realimentación de la señal de oscilación detectada eléctricamente en la entrada de actuación, un sistema oscilante es aquel que se conoce generalmente como un oscilador.

En contraste con dicho procedimiento, que usa una porción mecánica oscilante como parte de un oscilador electromecánico, se conoce a partir del documento DE102 03 461 la detección de un nivel de llenado predeterminado mediante la actuación externa de un sistema oscilante en su frecuencia de resonancia por medio de un oscilador eléctrico, midiendo al menos una característica de la respuesta del sistema en dicha actuación, y analizando estas características. Sin embargo, este procedimiento sólo está adaptado para detectar un nivel de llenado si el sistema funciona en su frecuencia de resonancia o al menos en una banda de frecuencia que esté muy cerca de dicha frecuencia de resonancia.

Sin embargo, ya que un fallo en la funcionalidad de un indicador de nivel de vibración de este tipo puede causar graves daños, como, por ejemplo, el derrame de un recipiente o el funcionamiento en seco de una bomba, se conoce suministrar un indicador de nivel vibrante de este tipo con diversas opciones de prueba internas con el fin de detectar un fallo en el funcionamiento y generar un aviso de fallo apropiado.

Por lo tanto, se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 198 40 796 D1, el ajuste de la ganancia de un amplificador de realimentación con fines de autoprueba, por lo que es posible forzar un aviso de que se ha alcanzado un nivel de llenado predeterminado de un recipiente a modo de prueba.

Se desvela otro procedimiento de prueba en el documento DE 100 23 305 A1, en el que la capacidad o inductividad entre los cables de alimentación a un elemento piezoeléctrico se detectan durante la agitación vibracional. Una vez que el valor detectado de la capacidad o la inductividad difieren de un punto de referencia predeterminado, tiene lugar un aviso de fallo.

Finalmente, el documento DE 44 02 234 describe la interrupción temporal de la conexión entre un amplificador y un transductor de actuación y el análisis de fallos del sistema de un desfase detectado debido a la interrupción de la conexión.

El documento EP 1 333 256 A2 describe un detector de vibración que se alimenta con una señal de atascamiento 55 alrededor de la frecuencia de resonancia.

Sin embargo, los procedimientos que se han ilustrado anteriormente tienen la desventaja de que el resultado de la autoprueba no es totalmente independiente del nivel que prevalece en el momento de la autoprueba o de que no todo el elemento de actuación requerido para la agitación vibracional está implicado en la autoprueba. Por lo tanto,

la fiabilidad de dicho autodiagnóstico es limitada. Además, los procedimientos que se han ilustrado anteriormente están meramente adaptados para detectar y señalizar un fallo total de un indicador, mientras que pasan sin ser detectados los fallos en los subconjuntos del indicador. Además, los resultados de estos procedimientos de diagnóstico se obtienen únicamente a partir de una característica física del indicador, que normalmente es al mismo tiempo la cantidad medida a partir de la cual puede obtenerse un aviso de que se ha alcanzado un nivel de llenado predeterminado.

Resumen de la invención Partiendo de las deficiencias que se han ilustrado anteriormente, junto con los procedimientos de diagnóstico que se han ilustrado anteriormente, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para el diagnóstico que permite probar de forma fiable un indicador de nivel vibrante con respecto a su funcionalidad de al menos su unidad de oscilación electromecánica. Cuando se produce un error grave, es preferible que el indicador de nivel edite un aviso de fallo y que el indicador en cualquier caso genere una cierta información de diagnóstico que sea ilustrativa del estado del indicador de nivel. En particular, dicha información de diagnóstico dará una pista sobre hasta qué punto la funcionalidad del indicador de nivel se ha alejado cualitativamente de su idealización.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para diagnosticar la funcionalidad de la unidad de oscilación electromecánica de un indicador de nivel de vibración que proporciona en una primera etapa al menos el transductor electromecánico de la unidad de oscilación electromecánica de un indicador de nivel de vibración con una señal de onda eléctrica, en el que cuya frecuencia está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica y, por lo tanto, no está adaptado para accionar la porción oscilante como, por ejemplo, una sonda de varilla oscilante o un diapasón de la unidad de oscilación electromecánica, de manera que la señal de onda eléctrica se convierta en oscilaciones mecánicas sin provocar la resonancia de la porción oscilante. En una segunda etapa del procedimiento, las oscilaciones mecánicas convertidas se registrarán usando el al menos un transductor electromecánico de la unidad de oscilación electromecánica, que reconvierte las oscilaciones mecánicas en una señal de onda eléctrica. En una etapa más del procedimiento, estas señales de ondas eléctricas registradas se analizarán para obtener a partir de las mismas cualquier característica de transmisión del transductor electromecánico comparando al menos una de las características de señal de la señal de onda eléctrica reconvertida con características de señal típicas que se han determinado previamente. Finalmente, en una etapa de procedimiento final se editará una información de estado sometida al análisis de las características de transmisión.

Ya que el autodiagnóstico de la invención funciona en al menos una frecuencia que está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica del indicador de nivel, la presente invención demuestra ser ventajosa, ya que más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica, el impacto de la sonda de oscilación o el diapasón y su entorno se vuelve inapreciable, de ahí que la dependencia del resultado del autodiagnóstico del nivel de llenado del recipiente controlado pueda excluirse sustancialmente. Una ventaja adicional en comparación con las técnicas conocidas, es que cuando el transductor electromecánico está diseñado de una manera habitual a partir de al menos un elemento de actuación como, por ejemplo, un elemento piezoeléctrico que está separado de otro elemento de actuación como, por ejemplo, otro elemento piezoeléctrico, ambos elementos electromecánicos, de los cuales puede consistir el transductor electromecánico, pueden comprobarse al mismo tiempo.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, el al menos un transductor electromecánico puede estar compuesto por una pila que comprende, por ejemplo, varios elementos piezoeléctricos acoplados mecánicamente entre sí para formar el transductor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para diagnosticar la funcionalidad de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) de un indicador de nivel vibrante (46) que comprende las etapas de:

- suministrar al menos un transductor electromecánico (3) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) con una señal de onda eléctrica, cuya frecuencia está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) y, por lo tanto, no está adaptada para provocar la resonancia de una porción oscilante (1) de la unidad de oscilación mecánica (1, 2, 3) , a fin de que la señal de onda eléctrica se convierta en oscilaciones mecánicas y de tal forma que un impacto de la porción oscilante (1) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) y su entorno se vuelva insignificante,

- registrar las oscilaciones mecánicas convertidas usando al menos un transductor electromecánico (3) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) , que reconvierte las oscilaciones mecánicas en una señal de onda eléctrica,

- analizar las características de transmisión del transductor electromecánico (3) comparando al menos una de las características de señal de la señal de onda eléctrica reconvertida con características de señal típicas que se han determinado previamente,

- editar una información de estado sometida al análisis de las características de transmisión.

2. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1, en el que en la etapa de análisis, al menos la amplitud de la señal de onda eléctrica se compara con un valor típico.

3. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 2,

en el que en la etapa de análisis, el desfase de la señal de onda eléctrica se compara adicionalmente con un valor típico.

4. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1,

en el que la conversión de la señal de onda eléctrica en oscilaciones mecánicas se realiza por al menos un transductor de transmisión piezoeléctrico (3a-3d) del transductor electromecánico (3) .

5. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 4,

en el que la reconversión de las oscilaciones mecánicas en una señal de onda eléctrica se realiza por al menos un transductor de recepción piezoeléctrico (3d) del transductor electromecánico (3) .

6. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 5,

en el que los transductores de transmisión piezoeléctricos (3a-3d) y los transductores de recepción piezoeléctricos (3d) se apilan y se acoplan mecánicamente entre sí para formar el transductor electromecánico (3) .

7. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 5,

en el que el transductor de transmisión piezoeléctrico (3a-3d) y el transductor de recepción piezoeléctrico (3d) son un componente común.

8. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1,

en el que se suministra una pluralidad de transductores electromecánicos derivados (3) con una señal de onda eléctrica.

9. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1,

en el que el análisis de la señal de onda eléctrica reconvertida se realiza por una unidad de control (10) del indicador de nivel vibrante (46) .

10. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1, en el que el diagnóstico se realiza de manera continua durante el funcionamiento del indicador de nivel vibrante (46) .

11. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1, en el que el diagnóstico se realiza después del inicio de un intervalo de prueba.

12. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1,

en el que se registra al menos una característica de detector del indicador de nivel vibrante (46) , que no es necesariamente para detectar si se alcanza un nivel de conmutación predeterminado.

13. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 12,

en el que al menos una característica de detector es una característica del grupo de características de detector que consisten en temperatura, capacidad, impedancia, inductancia, presión, tiempo de funcionamiento y humedad.

14. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 13,

en el que al menos una característica de señal registrada y al menos una característica de detector se combinan y se procesas para formar un valor diagnóstico global, que es representativo para el estado cualitativo del indicador de nivel vibrante (46) .

15. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 14,

en el que al menos una característica de señal registrada y la al menos una característica de detector se procesan para derivar un valor diagnóstico global mediante el uso de al menos un medio de procesamiento del grupo de medios de procesamiento que consiste en procedimientos matemáticos, procedimientos estadísticos, tablas, algoritmos difusos y redes neuronales.

16. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 12, en el que se almacena al menos un tipo de las características registradas.

17. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 12,

en el que las características registradas y/o el valor diagnóstico global se analizan con respecto a un rebasamiento de los umbrales típicos.

18. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 9,

en el que el análisis de las características de transmisión se realiza suministrando el transductor electromecánico (3) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) con una pluralidad de señales de ondas eléctricas que tienen diferentes frecuencias respectivamente, cada una de las cuales está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) y, por lo tanto, no están adaptadas para excitar la porción oscilante (1) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) , y mediante el procesamiento de las características de señales recibidas de estas señales de ondas eléctricas para formar una característica de señal común que sea representativa para la pluralidad de señales de ondas eléctricas.

19. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 12,

en el que al menos las características de señal de las señales de ondas eléctricas reconvertidas y/o el valor diagnóstico global se leen digitalmente a través de un bucle de dos cables.

20. El procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 12, en el que características de señal extremas y/o de detector y los valores típicos se almacenan en una memoria no

volátil.

21. Un indicador de nivel vibrante que está adaptado para realizar un autodiagnóstico, en el que el

indicador de nivel vibrante (46) comprende: 5

- una unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) que tiene una porción oscilante (1) y al menos un transductor de transmisión electromecánico o un transductor de transmisión y recepción (3a-3d, 3e) que está adaptado para suministrarse con una señal de onda eléctrica que tiene una frecuencia que está más allá del intervalo de frecuencia de resonancia de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) y, por lo tanto, no está adaptada para excitar la

porción oscilante (1) , a fin de que la señal de onda eléctrica se convierta en oscilaciones mecánicas por medio del transductor electromecánico de transmisión o de transmisión y recepción y a fin de que un impacto de la porción oscilante (1) de la unidad de oscilación electromecánica (1, 2, 3) y su entorno no se vuelva insignificante,

-un transductor de recepción o de transmisión y de recepción (3e.

3. 3d) , que reconvierte las oscilaciones 15 mecánicas en una señal de onda eléctrica,

- una unidad de control, que analiza las características de transmisión del transductor de transmisión y de recepción electromecánico (3a-3d, 3e) comparando al menos una de las características de la señal de onda eléctrica reconvertida con las características típicas que se han determinado previamente.


 

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