Система и способ предотвращения незаконных манипуляций с формирователем сигналов, удаленным от главной системы
Изобретения относятся к области измерительной техники. Главная система, удаленная от формирователя сигналов, совместно с ней входящего в состав измерительной электроники расходомера Кориолиса, периодически направляет формирователю запрос на аутентификационную информацию. Блок обработки главной системы принимает аутентификационную информацию, переданную формирователем сигналов, сохраняет ее в памяти и на основании сравнения записи с исходной аутентификационной информацией генерирует сигнал, указывающий, имели ли место незаконные манипуляции. Аутентификационная информация содержит, в частности, калибровочные данные формирователя сигналов. Питание формирователя и перенос данных от него осуществляются 4-жильным кабелем. Формирователь не требует дополнительной памяти и часов реального времени, благодаря чему изобретения могут использоваться в условиях повышенных гигиенических требований. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе обработки сигналов, содержащей главную систему, которая обеспечивает питание и принимает параметрические сигналы от формирователя сигналов, который принимает сигналы от датчиков и генерирует параметрические сигналы. В частности, это изобретение относится к системе, которая предотвращает незаконные манипуляции с формирователем сигналов. Еще конкретнее, данное изобретение относится к системе предотвращения незаконных манипуляций, которая реализуется главной системой, которая периодически принимает и сохраняет информацию аутентификации от формирователя сигналов.
Уровень техники
Материалы обычно покупают и продают в измеримых количествах. Например, газ и нефть часто продают галлонами или барелями. Поэтому, важно точно измерять количество доставляемых материалов. Во избежание хищений государственные службы требуют, чтобы устройства, измеряющие количество доставляемых материалов, были защищены от незаконных манипуляций. Некоторые из этих требований приведены в справочнике НИСТ, 44 (1998 г. издания) и OIML R 117 (1995 г. издания).
Один тип устройства, используемого для измерения количества доставляемого материала, представляет собой кориолисов расходомер. Кориолисов масс-расходомер измеряет массовый расход и другую информацию о материале, текущем по трубопроводу, согласно описанию, приведенному в патенте США №4491025, выданном Дж. Е. Смиту (J.E. Smith) и др. 1 января 1985 г. и переизданном патенте №31450, выданном Дж. Е. Смиту 11 февраля 1982 г. Кориолисов масс-расходомер содержит одну или несколько расходомерных трубок искривленной или прямолинейной конфигурации. Каждая конфигурация расходомерной трубки в кориолисовом масс-расходомере имеет набор собственных колебательных мод, которые могут представлять собой плоские изгибные колебания, крутильные колебания, радиальные колебания или комбинированные колебания. Каждая расходомерная трубка совершает вынужденные колебания в резонансе с одной из этих собственных мод. Собственные колебательные моды систем, наполненных материалом, определяются, отчасти, массой расходомерных трубок в сочетании с массой материала в расходомерных трубках. Материал втекает в расходомер из трубы, подключенной к его впускному концу. Затем материал проходит через расходомерную трубку или расходомерные трубки и выходит из расходомера в трубу, подключенную к его выпускному концу.
Возбудитель прикладывает к расходомерной трубке колебательное усилие. Это усилие заставляет расходомерную трубку колебаться. При отсутствии течения материала через расходомер все точки расходомерной трубки колеблются синфазно. В случае течения материала через расходомерную трубку, кориолисовы ускорения приводят к тому, что каждая точка вдоль расходомерной трубки приобретает фазу, отличную от фаз других точек вдоль расходомерной трубки. Колебания впускного конца расходомерной трубки отстают по фазе от колебаний возбудителя, тогда как колебания выпускного конца опережает по фазе колебания возбудителя. Датчики, расположенные в двух разных точках расходомерной трубки, выдают синусоидальные сигналы, выражающие движение расходомерной трубки в двух точках. Разность фаз двух сигналов, принятых от датчиков, вычисляется через равные промежутки времени. Разность фаз между двумя сигналами датчика пропорциональна массовому расходу материала, протекающему через расходомерную трубку или расходомерные трубки.
Синусоидальные сигналы датчиков поступают на формирователь сигналов. Формирователь сигналов генерирует параметрические сигналы, которые выражают свойства материала, текущего через расходомер. Формирователь сигналов также генерирует задающий сигнал, подаваемый на возбудитель для приведения расходомерных трубок в колебательное движение. Параметрические сигналы поступают на главную систему, которая выдает пользователю нужные свойства.
Раньше производители предотвращали незаконные манипуляции с формирователем сигналов следующим образом. Формирователь сигналов был снабжен защитным переключателем. Защитный переключатель предотвращает несанкционированное изменение калибровочной информации в формирователе сигналов. Доступ к защитному переключателю предотвращали, помещая формирователь сигналов и главную систему в опломбированный кожух. Для опечатывания кожуха, в кожухе с противоположных сторон просверливали отверстия. Затем через кожух продевали проволоку и вешали на проволоку свинцовую пломбу. Это позволяло легко визуально контролировать, имел ли место несанкционированный доступ к электронике.
Однако опломбирование кожуха создает проблемы при использовании в условиях повышенных гигиенических требований. Для работы в условиях повышенных гигиенических требований требуется обеспечить возможность эффективной очистки всего кожуха. Примером условий повышенных гигиенических требований может служить доставка ингредиентов в варочной системе. Отверстия и пломба содержат трещины и канавки, которые трудно чистить, что не соответствует повышенным гигиеническим требованиям.
Альтернативный способ предотвращения незаконных манипуляций с формирователем сигналов состоит в обеспечении контрольного журнала изменений, произведенных в формирователе сигналов. Считывая журнал, легко обнаружить незаконные манипуляции. Однако способ контрольного журнала требует большого объема энергонезависимой памяти и часов реального времени. Это приводит к серьезному удорожанию каждого формирователя сигналов. Поэтому такой подход не дает удовлетворительного решения для обеспечения системы защиты от незаконных манипуляций.
В патенте США №4911006 раскрыты устройство и соответствующие способы для измерительной системы с сохранным переносом, которая, в порядке иллюстрации, представлена в виде двухтрубного кориолисова масс-расходомера, обеспечивающего точные измерения суммарного массового расхода и возможность обнаружения сбоя. В частности, устройство воспринимает разницу по времени, имеющую место при движении обеих расходомерных трубок. Производится четыре таких измерения разницы по времени, и они объединяются заранее определенным образом, чтобы исключить разницу, возникающую в электрических характеристиках аналоговой схемы, подключенной к каждому из двух датчиков, используемых для считывания движения трубок, и, таким образом, для существенного повышения точности измерений. Массовый расход жидкости, проходящей через измеритель, определяют как функцию объединенных измерений времени в нормализованных единицах массы и времени с последующим преобразованием к единицам массы и времени, указанным пользователем. Полученное преобразованное значение используется для расчета суммарного массового расхода и задания и/или обновления различных выходных сигналов системы. После этого преобразованное значение умножается на соответствующий временный коэффициент для получения массового расхода, выраженного в единицах массы и времени, указанных пользователем. Благодаря использованию нормализованных вычислений, существенно сокращается время обработки и снижается количество преобразований единиц, что, в свою очередь, повышает точность системы. Непрерывно проводится ряд диагностических испытаний для обнаружения сбоев и, соответственно, извещения пользователя и блокировки дальнейшего суммирования.
Сущность изобретения
Для решения вышеприведенных и других проблем, присущих уровню техники, настоящее изобретение предусматривает формирователь сигналов, защищенный от незаконных манипуляций. Первое преимущество формирователя сигналов, защищенного от незаконных манипуляций, отвечающего изобретению, состоит в том, что формирователь сигналов можно использовать в условиях повышенных гигиенических требований. Второе преимущество состоит в том, что для обеспечения системы защиты от незаконных манипуляций не требуется снабжать формирователь сигналов дополнительной памятью или часами реального времени.
Согласно настоящему изобретению, формирователь сигналов и главная система физически отделены друг от друга. Формирователь сигналов представляет собой схему, которая принимает сигналы от датчиков и преобразует сигналы в параметрические сигналы, которые выражают свойства материала. Главная система подает питание на формирователь сигналов и принимает от него параметрический сигнал. Для соединения главной системы и формирователя сигналов используется традиционный 4-жильный кабель, обеспечивающий питание формирователя сигналов от главной системы и перенос данных между ними.
Главная система представляет собой блок обработки, который выполняет приложения, которые реализуют систему защиты от незаконных манипуляций, отвечающую настоящему изобретению. Формирователь сигналов сохраняет калибровочные и конфигурационные данные, а также уникальную идентификацию. Согласно настоящему изобретению, формирователь сигналов может содержать, а может и не содержать блок обработки. В рамках данного рассмотрения, идентификационные, калибровочные и конфигурационные данные представляют аутентификационные данные.
Главная система периодически направляет формирователю сигналов запрос на аутентификационные данные. Согласно предпочтительному варианту осуществления, главная система и формирователь сигналов используют для связи протокол ModbusТМ или протокол HART™. Формирователь сигналов принимает запрос и считывает идентификационные и калибровочные данные. Затем идентификационные и калибровочные данные поступают на главную систему.
Главная система сохраняет принятую информацию в памяти, обеспечивая контрольный журнал. Главная система может также сравнивать принятую аутентификационную информацию с исходной информацией, хранящейся в главной системе. Если аутентификационные данные не совпадают с исходной информацией, главная система может генерировать сигнал ошибки. При наличии сигнала ошибки главная система может блокировать систему.
Первый аспект настоящего изобретения предусматривает главную систему для указания и предотвращения незаконных манипуляций со схемой формирования сигналов, входящей в состав измерительной электроники кориолисова расходомера, причем схема формирования сигналов определяет рабочий параметр на основании сигналов, принятых от датчиков, присоединенных к трубке расходомера, которая колеблется под действием возбудителя, присоединенного к трубке, при протекании материала через трубку, главная система отличается тем, что:
содержит схему, способную периодически направлять схеме формирования сигналов запрос на аутентификационную информацию, принимать аутентификационную информацию, переданную схемой формирования сигналов по запросу, сохранять запись аутентификационной информации, принятой от схемы формирования сигналов, осуществлять сравнение аутентификационной информации с исходной информацией и генерировать на основании сравнения сигнал, указывающий, имели ли место незаконные манипуляции.
Предпочтительно, аутентификационная информация содержит уникальную идентификацию схемы формирования сигналов.
Предпочтительно, аутентификационная информация содержит калибровочные данные схемы формирования сигналов.
Предпочтительно, главная система дополнительно содержит схему, способную генерировать сигнал, указывающий на ошибку, в случае, когда аутентификационная информация не совпадает с исходной информацией, и прекращать работу схемы формирования сигналов при наличии ошибки.
Предпочтительно, главная система дополнительно содержит схему, способную получать исходную информацию.
Предпочтительно, главная система дополнительно содержит схему, способную направлять схеме формирования сигналов инициализационный запрос на аутентификационную информацию в случае обнаружения схемы формирования сигналов, подключенной к главной системе, принимать аутентификационную информацию от схемы формирования сигналов и сохранять в памяти аутентификационную информацию в качестве исходной информации.
Предпочтительно, главная система дополнительно содержит схему, способную сравнивать аутентификационную информацию с исходной информацией и выполнять запрограммированную функцию в случае, когда аутентификационная информация не совпадает с исходной информацией.
Предпочтительно, запись содержит метку времени, указывающую, когда была принята аутентификационная информация.
Другой аспект предусматривает способ указания и предотвращения незаконных манипуляций со схемой формирования сигналов, входящей в состав измерительной электроники кориолисова расходомера, способ отличается тем, что содержит этапы, на которых:
периодически передают запрос на аутентификационную информацию с главной системы на схему формирования сигналов,
принимают аутентификационную информацию, переданную схемой формирования сигналов по запросу,
сохраняют запись аутентификационной информации в главной системе,
осуществляют сравнение аутентификационной информации с исходной информацией и генерируют на основании сравнения сигнал, указывающий, имели ли место незаконные манипуляции.
Предпочтительно, аутентификационная информация содержит уникальную идентификацию схемы формирования сигналов.
Предпочтительно, аутентификационная информация содержит калибровочные данные схемы формирования сигналов.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых генерируют сигнал, указывающий на ошибку, в случае, когда аутентификационная информация не совпадает с исходной информацией, и прекращают работу схемы формирования сигналов при наличии ошибки.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап, на котором получают исходную информацию.
Предпочтительно, этап получения исходной информации содержит этапы, на которых направляют схеме формирования сигналов инициализационный запрос на аутентификационную информацию в случае обнаружения схемы формирования сигналов, подключенной к главной системе, принимают аутентификационную информацию от схемы формирования сигналов и сохраняют в памяти аутентификационную информацию в качестве исходной информации.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых сравнивают аутентификационную информацию с исходной информацией, хранящейся в главной системе, и выполняют запрограммированную функцию в случае, когда аутентификационная информация не совпадает с исходной информацией.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых принимают запрос на аутентификационную информацию в схеме формирования сигналов, считывают аутентификационную информацию из памяти в схеме формирования сигналов и передают аутентификационную информацию главной системе.
Предпочтительно, запись содержит метку времени, указывающую, когда была принята аутентификационная информация. Перечень фигур чертежей
Вышеозначенные и другие преимущества данного изобретения явствуют из подробного описания и чертежей, где:
фиг.1 - блок-схема главной системы и формирователя сигналов;
фиг.2 - иллюстративная блок-схема системы вторичной обработки, входящей в состав главной системы;
фиг.3 - блок-схема процесса, выполняемого главной системой согласно изобретению;
фиг.4 - блок-схема процесса, выполняемого формирователем
сигналов согласно изобретению;
фиг.5 - блок-схема процесса, выполняемого главной системой для инициализации системы согласно изобретению;
фиг.6 - иллюстрация предпочтительного варианта осуществления применительно к кориолисову расходомеру.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления
изобретения
Теперь опишем настоящее изобретение более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Специалистам в данной области очевидно, что изобретение можно реализовать в разных формах, и что приведенные здесь варианты его осуществления не следует рассматривать в порядке ограничения; напротив, эти варианты осуществления приведены для дополнения и пояснения изложения и для того, чтобы полностью донести объем изобретения до специалистов. В чертежах используется сквозная система обозначений.
Данное изобретение относится к системе предотвращения незаконных манипуляций с формирователем сигналов. Применительно к данному рассмотрению, формирователь сигналов представляет собой схему, которая принимает сигналы от датчиков и обрабатывает сигналы, чтобы определить параметры системы. Примером параметра системы может служить свойство материала, регистрируемое датчиками. Специалистам в данной области очевидно, что датчики можно присоединять к устройству любого типа, и что тип устройства не связан с данным изобретением.
В этой системе формирователь сигналов заключен в кожух, который можно использовать в условиях повышенных гигиенических требований. Это значит, что кожух легко подвергается очистке. Формирователь сигналов подключен к главной системе, которая удалена от формирователя сигналов и заключена в отдельный кожух. Главная система и формирователь сигналов, отвечающие изобретению, показаны ниже.
На фиг.1 изображена блок-схема главной системы 100 и формирователя 110 сигналов, которые снабжены системой защиты от незаконных манипуляций, отвечающей изобретению. Главная система 100 содержит блок 101 питания и блок 102 обработки. Блок 101 питания выдает питание, необходимое для блока 102 обработки. Блок 101 питания также выдает питание на формирователь 110 сигналов по линии 103. Блок 102 обработки принимает параметрические сигналы от формирователя 110 сигналов и выдает параметр пользователю посредством линии 26 и вторичного устройства. Блок 102 обработки сообщается с формирователем 110 сигналов посредством линии 104, для приема параметрических сигналов и выполнения приложений в соответствии с изобретением. Для осуществления связи между блоком 102 обработки и формирователем 110 сигналов можно использовать любой известный протокол. Например, можно использовать протоколы HARTТМ и ModbusТМ.
Формирователь 110 сигналов содержит схему 112 преобразования сигналов датчиков и преобразователь 113 питания. Схема 112 преобразования сигналов датчиков принимает сигналы датчиков от датчиков по линии 114. Затем сигналы датчиков преобразуются схемой 112 преобразования сигналов датчиков в параметрические сигналы. Параметрические сигналы выражают параметр системы, измеряемый датчиками. Специалистам в данной области очевидно, что схема 112 преобразования сигналов датчиков может содержать блок обработки, например цифровой сигнальный процессор, и схему, необходимую для преобразования сигналов датчиков в цифровые сигналы, считываемые блоком обработки. Параметрические сигналы поступают из схемы 112 преобразования сигналов датчиков в главную систему по линии 104.
Преобразователь 113 питания принимает питание от главной системы 100. Затем питание можно преобразовывать и подавать на систему, измеряемую датчиками, или подавать на датчики. Преобразователь 113 питания также подает питание на схему 112 преобразования сигналов датчиков по линии 116.
На фиг.2 изображен иллюстративный блок 200 обработки, который можно использовать в качестве блока 102 обработки в главной системе 100 или в качестве цифрового сигнального процессора в формирователе 110 сигналов, показанных на фиг.1.
Система 200 обработки содержит центральный процессор (ЦП), который выполняет команды, считанные из памяти, для выполнения приложений, которые содержат операции системы 200 обработки. Специалистам в данной области очевидно, что ЦП 201 может представлять собой микропроцессор, процессор или любую комбинацию, объединяющую несколько процессоров и микропроцессоров. ЦП 201 подключен к шине 202 памяти. Шина 202 памяти обеспечивает доступ ЦП 201 к постоянной памяти (ПЗУ) 203 и оперативной памяти (ОЗУ) 204. ПЗУ 203 - это память, где хранятся команды для выполнения основных рабочих задач системы 200 обработки. ОЗУ 204 - это память, где хранятся команды и данные, необходимые для выполнения приложений, выполняемых системой обработки 200.
Шина 210 ввода/вывода соединяет ЦП 201 с несколькими периферийными устройствами. Посредством шины 210 ввода/вывода ЦП 201 обменивается данными с периферийными устройствами. Периферийные устройства, подключенные к шине ввода/вывода 210, включают в себя, но не исключительно, дисплей 220, устройство 230 ввода, сетевой интерфейс 240 и энергонезависимую память 250. Дисплей 220 подключен к шине 210 ввода/вывода посредством линии 221 и содержит видеодрайвер и соединенный с ним монитор для отображения информации пользователю. Устройство 230 ввода подключено к шине 210 ввода/вывода посредством линии 231 и представляет собой клавиатуру и/или мышь, присоединенные к соответствующему драйверу, для приема входных данных от пользователя. Сетевой интерфейс 240 подключен к шине 210 ввода/вывода посредством линии 241 и может представлять собой Модем, драйвер устройства Эфирнета или связной интерфейс другого типа, который обеспечивает связь системы 200 обработки с другим устройством, например системой вторичной обработки. Энергонезависимая память 250 - это устройство, например дисковод, подключенное к шине 210 ввода/вывода посредством линии 251 и способное считывать данные с диска и записывать их на диск или другой носитель информации для сохранения данных с целью дальнейшего их использования. Периферийное устройство 260 представляет собой любое другое устройство, которое можно подключать к шине 210 ввода/вывода посредством линии 261 для использования данных совместно с ЦП 201.
На фиг.3 изображен поэтапный способ, выполняемый блоком 102 обработки главной системы 100, для обеспечения системы защиты от незаконных манипуляций, отвечающей настоящему изобретению. Система защиты от незаконных манипуляций, отвечающая изобретению, сохраняет запись аутентификационных данных, поступающих в главную систему 100 от формирователя 110 сигналов, чтобы гарантировать, что никто не производил незаконных манипуляций с формирователем 110 сигналов. Проверку аутентификационной информации производят периодически, чтобы застраховаться от незаконных манипуляций. Периодическая проверка означает, что способ может возобновляться через заданный промежуток времени после выполнения пакета измерений, содержащего определенное их количество, или через произвольные промежутки времени. Специалисты в данной области могут задавать период по своему усмотрению.
Способ 300 начинается на этапе 301, когда блок 102 обработки, входящий в состав главной системы 100, направляет формирователю 110 сигналов запрос на аутентификационную информацию. Аутентификационная информация может представлять собой уникальную идентификацию, калибровочные данные или иные данные, не подлежащие изменению с течением времени. Заметим, что можно также использовать комбинации этих типов данных. Формирователь 110 сигналов принимает запрос и осуществляет описанный ниже процесс передачи сообщения, содержащего аутентификационные данные, обратно на блок 102 обработки главной системы 100.
На этапе 302 блок 102 обработки принимает аутентификационную информацию от формирователя 110 сигналов. Затем на этапе 303 генерируется запись принятой аутентификационной информации, которая сохраняется в памяти. Таким образом, обеспечивается контрольный журнал, позволяющий удостовериться, что в формирователе 110 сигналов не произведено никаких изменений.
Сохранив запись, принятую аутентификационную информацию можно, на этапе 305, сравнить с исходной информацией формирователя сигналов, хранящейся в главной системе. Эту исходную информацию можно получать от формирователя 110 сигналов в момент начала работы системы. Альтернативно, исходную информацию можно сохранять в постоянной памяти до начала работы, чтобы гарантировать, что главная система работает только с одним заранее идентифицированным формирователем 110 сигналов.
Если исходная информация совпадает с принятой аутентификационной информацией, то способ 300 заканчивается и ожидает истечения следующего периода. Если исходная информация не совпадает с принятой аутентификационной информацией, то блок 102 обработки может, на этапе 306, генерировать сигнал, указывающий на возможность незаконной манипуляции или ошибку другого типа. Прекращение работы предотвращает использование любого потенциально ложного считывания. На этом способ 300 оканчивается.
На фиг.4 изображен иллюстративный способ 400, выполняемый формирователем сигналов по получении запроса на аутентификационную информацию. Способ 400 начинается на этапе 401, когда формирователь 110 сигналов принимает запрос от главной системы. Получив запрос, формирователь 110 сигналов считывает аутентификационную информацию из памяти. Предпочтительно, память представляет собой постоянную память, во избежание незаконных манипуляций. Альтернативно, если формирователь 110 сигналов содержит блок обработки, то формирователь 110 сигналов может генерировать аутентификационную информацию с использованием заранее заданного процесса, выполняемого блоком обработки, который будет генерировать ожидаемый результат. По извлечении аутентификационной информации формирователь 110 сигналов генерирует сообщение, содержащее аутентификационную информацию, и передает его на главную систему 100 на этапе 403, и на этом способ 400 заканчивается.
На фиг.5 изображен иллюстративный способ, выполняемый блоком 102 обработки, входящим в состав главной системы 100, для извлечения исходной информации для выполнения (выполненных) процессов в соответствии с изобретением. Способ 500 начинается с этапа 501, когда блок 102 обработки, входящий в состав главной системы 100, обнаруживает формирователь 110 сигналов, подключенный к главной системе 100. На этапе 502 блок 102 обработки направляет формирователю 110 сигналов запрос на аутентификационную информацию.
Формирователь сигналов принимает запрос и передает аутентификационную информацию формирователя 110 сигналов главной системе 100. На этапе 503 блок 102 обработки главной системы 100 принимает аутентификационную информацию. На этапе 504 аутентификационные данные сохраняются в качестве исходной информации, и на этом способ 500 заканчивается.
На фиг.6 изображен один тип системы, в которой можно использовать систему защиты от незаконных манипуляций, отвечающую изобретению. Специалисту в данной области очевидно, что для обеспечения системы защиты от незаконных манипуляций процесс, отвечающий изобретению, можно применять к другим типам систем. На фиг.6 показан иллюстративный кориолисов расходомер 5, содержащий кориолисов расходомерный агрегат 10 и измерительную электронику 20. Измерительная электроника 20 подключена к расходомерному агрегату 10 посредством линии 600 и выдает информацию плотности, массового расхода, объемного расхода и суммарного массового расхода по линии 26. Здесь описана конструкция кориолисова расходомера, хотя специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение можно использовать применительно к любому устройству, содержащему вибрирующую трубку для измерения свойств материала, протекающего через трубку. Вторым примером такого устройства может служить денситометр на основе вибрирующей трубки, который не обладает дополнительными измерительными возможностями, обеспечиваемыми кориолисовым масс-расходомером.
Измерительный агрегат 10 содержит пару фланцев 601 и 601', коллектор 602 и трубки 603А и 603В. К трубкам 603А и 603В присоединены возбудитель 604, собирающие данные датчики 605 и 605' и температурный датчик 607. Распорные планки 606 и 606' служат для задания осей W и W', относительно которых колеблется каждая трубка.
Когда кориолисов расходомер 5 врезан в трубопроводную систему (не показана), которая переносит рабочий материал, подлежащий измерению, материал поступает в расходомерный агрегат 10 через фланец 601, проходит через коллектор 602, где распределяется по трубкам 603А и 603В, течет по трубкам 603А и 603В и возвращается в коллектор 602, после чего выходит из измерительного агрегата 10 через фланец 601'.
Трубки 603А и 603В выбирают и монтируют на коллекторе 602 таким образом, чтобы обеспечить практически одинаковые распределения массы, моменты инерции и модули упругости относительно осей изгиба W-W и W'-W' соответственно. Трубки 603А, 603B выходят из коллектора практически параллельно.
Трубки 603А, 603В приводятся в движение возбудителем 604 в противоположных направлениях относительно соответствующих осей изгиба W и W' и в так называемой первой несинфазной изгибной моде расходомера. Возбудитель 604 может иметь любую из многих известных конструкций, например, может состоять из магнита, установленного на трубке 603А, и катушки, установленной напротив него на трубке 603В, через которую пропускают переменный ток для возбуждения колебаний обеих трубок. Измерительная электроника подает соответствующий задающий сигнал на возбудитель 604 по линии 610. Собирающие данные датчики 605 и 605' присоединены, по меньшей мере, к одной из трубок 603А и 603В на противоположных концах трубки для измерения колебания трубок. Когда трубка 603А, 603В вибрирует, собирающие данные датчики 605, 605' генерируют первый собирающий сигнал и второй собирающий сигнал. Первый и второй собирающие сигналы поступают в линии 611 и 611'. Сигнал скорости возбудителя поступает в линию 610.
Температурный датчик 607 присоединен, по меньшей мере, к одной трубке 603А и/или 603В. Температурный датчик 607 измеряет температуру трубки для внесения в расчеты поправок на температуру системы. По линии 612 сигналы температуры поступают от температурного датчика 607 (107) на измерительную электронику 20.
Измерительная электроника 20 принимает первый и второй первичные сигналы, поступающие по линиям 611, 611' соответственно. Измерительная электроника 20 обрабатывает первый и второй сигналы скорости для расчета массового расхода, плотности или иного свойства материала, проходящего через расходомерный агрегат 10. Эта расчетная информация поступает от измерительной электроники 20 по линии 26 на средство использования (не показано).
Специалистам в данной области известно, что конструкция кориолисова расходомера 5 очень похожа на конструкцию денситометра на основе вибрирующей трубки. В денситометре на основе вибрирующей трубки также применяется вибрирующая трубка, через которую течет текучая среда, или, в случае денситометра отборного типа, в которой удерживается текучая среда. В денситометре на основе вибрирующей трубки также применяется система возбуждения для приведения трубки в колебательное движение. Обычно в денситометрах на основе вибрирующей трубки используется только один сигнал обратной связи, поскольку для измерения плотности требуется измерять только частоту, а фазу измерять необязательно. Описания настоящего изобретения в равной степени применимы к денситометрам на основе вибрирующей трубки.
В данном изобретении измерительная электроника 20 физически разделена на 2 составляющие, главную систему 700 и формирователь 701 сигналов. В традиционной измерительной электронике эти составляющие заключены в одном блоке.
Формирователь 701 сигналов содержит задающую схему 710 и схему 720 обработки сигналов собирающих датчиков. Специалисту в данной области очевидно, что, в действительности, задающая схема 710 и схема 720 обработки сигналов могут представлять собой отдельные аналоговые схемы или могут представлять собой отдельные функции, обеспечиваемые цифровым сигнальным процессором или другими цифровыми компонентами. Задающая схема 710 генерирует задающий сигнал и подает задающий сигнал на возбудитель 604 по линии 610 (710 линии 600). Фактически, линия 610 (110) является первым и вторым проводником. Задающая схема 710 поддерживает связь со схемой 720 обработки сигналов собирающих датчиков по линии 713. Линия 713 позволяет задающей схеме контролировать поступающие первичные сигналы датчиков, чтобы регулировать задающий сигнал. Питание задающей схемы 710 и схемы 720 обработки сигналов датчиков поступает из главной системы 700 по первому проводу 711 и второму проводу 712. Первый провод 711 и второй провод 712 могут входить в состав традиционного 2-проводного, 4-проводного кабеля или многопарного кабеля.
Схема 720 обработки сигналов датчиков принимает в качестве входных сигналов сигналы первого собирающего датчика 605, второго собирающего датчика 605' и температурного датчика 607 по линиям 611, 611' и 612. Схема 720 обработки сигналов собирающих датчиков определяет частоту первичных сигналов датчиков и может также определять свойства материала, текущего через трубки 603А, 603В. После определения частоты входных сигналов, поступающих от собирающих датчиков 605, 605', и свойств материала генерируются параметрические сигналы, несущие эту информацию, которые поступают на блок 750 вторичной обработки, входящий в состав главной системы 700, по линии 721. Согласно предпочтительному варианту осуществления, линия 721 содержит 2 проводника. Однако специалисту в данной области очевидно, что линия 721 может переносить информацию по первому проводу 711 и второму проводу 712 или по любому другому количеству проводов.
Главная система 700 содержит блок питания 730 и систему обработки 750. Блок питания 730 получает электроэнергию от источника и преобразует полученную электроэнергию в питание, необходимое системе. Система обработки 750 принимает параметрические сигналы от схемы 720 обработки сигналов датчиков, после чего может осуществлять процессы, необходимые для предоставления пользователю свойств материала, текущего через трубки 603А, 603В. Такие свойства могут включать в себя, но не только, плотность, массовый расход и объемный расход. Система обработки 750 осуществляет процессы, показанные на фиг.3 и 5, для обеспечения системы предотвращения незаконных манипуляций, отвечающей настоящему изобретению.
1. Главная система (100) для указания незаконных манипуляций со схемой (110) формирования сигналов, причем главная система (100) и схема (110) формирования сигналов входят в состав измерительной электроники (20) кориолисова расходомера (5), причем главная система (100) связана с возможностью обмена данными со схемой (110) формирования сигналов, причем схема формирования сигналов вырабатывают параметрические сигналы на основании сигналов, принятых от датчиков (605, 605'), присоединенных к трубке (603А, 603В) расходомера (5), которая колеблется под действием возбудителя (604), присоединенного к трубке (603А, 603В), при протекании материала через трубку (603А, 603В), отличающаяся тем, что содержит блок обработки (102), выполненный с возможностью (301) периодически направлять схеме (110) формирования сигналов запрос на аутентификационную информацию, с возможностью (302) приема аутентификационной информации, переданной схемой (110) формирования сигналов в ответ на запрос, с возможностью (303) сохранения записи аутентификационной информации, принятой от схемы формирования сигналов, с возможностью (305) осуществления сравнения записи аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией и (306) генерирования на основании сравнения сигнала, указывающего, имели ли место незаконные манипуляции.
2. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что аутентификационная информация содержит уникальную идентификацию схемы (110) формирования сигналов.
3. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что аутентификационная информация содержит калибровочные данные схемы (110) формирования сигналов.
4. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит схему, выполненную с возможностью генерирования сигнала, указывающего на ошибку, в случае, когда отсутствует совпадение аутентификационной информации с исходной информацией и (307) прекращена работа схемы формирования сигналов при наличии ошибки.
5. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки (102) дополнительно выполнен с возможностью (500) получения исходной аутентификационной информации.
6. Главная система (100) по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит схему, выполненную с возможностью (502) направления схеме формирования сигналов инициализационного запроса на аутентификационную информацию в случае обнаружения схемы формирования сигналов, подключенной к главной системе, с возможностью (503) приема аутентификационной информации от схемы формирования сигналов и (504) сохранения в памяти аутентификационной информации в качестве исходной аутентификационной информации.
7. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит схему, выполненную с возможностью (305) сравнения аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией и генерации сигнала в случае, когда отсутствует совпадение аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией.
8. Главная система (100) по п.1, отличающаяся тем, что запись содержит метку времени, указывающую, когда была принята аутентификационная информация.
9. Способ (300) указания незаконных манипуляций со схемой (110) формирования сигналов, входящей в состав измерительной электроники (20) кориолисова расходомера (5), отличающийся тем, что содержит этапы, на которых
(301) периодически передают запрос на аутентификационную информацию с главной системы на схему (110) формирования сигналов,
(302) принимают аутентификационную информацию, переданную схемой (110) формирования сигналов в ответ на запрос,
(303) сохраняют запись аутентификационной информации в главной системе,
(305) осуществляют сравнение аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией и
(306) генерируют на основании сравнения сигнал, указывающий, имели ли место незаконные манипуляции.
10. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что аутентификационная информация содержит уникальную идентификацию схемы формирования сигналов.
11. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что аутентификационная информация содержит калибровочные данные схемы формирования сигналов.
12. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых генерируют сигнал, указывающий на ошибку, в случае, когда отсутствует совпадение аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией, и (307) прекращают работу схемы формирования сигналов при наличии ошибки.
13. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором (500) получают исходную аутентификационную информацию.
14. Способ (300) по п.13, отличающийся тем, что этап (500) получения исходной аутентификационной информации содержит этапы, на которых
(501) направляют схеме формирования сигналов инициализационный запрос на аутентификационную информацию в случае обнаружения подключения схемы формирования сигналов к главной системе,
(502) принимают аутентификационную информацию от схемы формирования сигналов и
(504) сохраняют в памяти аутентификационную информацию в качестве исходной аутентификационной информации.
15. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых сравнивают аутентификационную информацию с исходной аутентификационной информацией, хранящейся в главной системе, и генерируют сигнал в случае, если отсутствует совпадение аутентификационной информации с исходной аутентификационной информацией.
16. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых
(401) принимают запрос на аутентификационную информацию в схеме (110) формирования сигналов,
(402) считывают аутентификационную информацию из памяти в схеме формирования сигналов и
(403) передают аутентификационную информацию в главную систему.
17. Способ (300) по п.9, отличающийся тем, что запись содержит метку времени, указывающую, когда была принята аутентификационная информация.
