FERRARO, Franco (Talstrasse 9, Schwörstadt, 79739, DE)
KAHLERT, Albrecht (Kapellenstrasse 3, Schopfheim, 79650, DE)
LOPATIN, Sergej (Pestalozzistrasse 51, Lörrach, 79540, DE)
URBAN, Martin (Im Grönland 3, Zell i. W., 79669, DE)
D'ANGELICO, Sascha (Hölzeleweg 9, Efringen-Kirchen, 79588, DE)
FERRARO, Franco (Talstrasse 9, Schwörstadt, 79739, DE)
KAHLERT, Albrecht (Kapellenstrasse 3, Schopfheim, 79650, DE)
LOPATIN, Sergej (Pestalozzistrasse 51, Lörrach, 79540, DE)
URBAN, Martin (Im Grönland 3, Zell i. W., 79669, DE)
| Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einer mechanisch schwingfähigen Einheit (1 ), mit mindestens einer Antriebs-/Empfangseinheit (4), welche ausgehend von einem Anregungssignai die mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) zu mechanischen Schwingungen anregt und welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit (1 ) mechanische Schwingungen empfängt und in ein Empfangssigna! umwandelt, und mit mindestens einer Eiektronikeinheit (5), welche das Anregungssignal erzeugt und welche das Empfangssignal verarbeit, wobei die Antriebs-/Empfangseinheit (4) und die Elektronikeänheit (5) mindestens durch einen Sendekanai (6) und einen Empfangskanal (7) miteinander verbunden sind, wobei der Sendekanal (6) der Übertragung des Anregungssignals und der Empfangskanal (7) der Übertragung des Empfangssignals dient, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Testeinheit (10) vorgesehen ist, und dass die Testeinheit (10) derartig ausgestaltet ist, dass sie zumindest während einer Testphase ein von einem Impedanzwert des Sendekanals (6) abhängiges Sendekanal-Testsignal und ein von einem Impedanzwert des Empfangskanals (7) abhängiges Empfangskanal-Testsigna! verarbeitet und/oder auswertet. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinheit (10) während der Testphase das von einem Kapazitätswert des Sendekanals (6) abhängige SendekanaS-Testsignal und das von einem Kapazitätswert des Empfangskanals (7) abhängige Empfangskanal-Testsignai verarbeitet und/oder auswertet, oder dass die Testeinheit (10) während der Testphase das von einem Induktivitätswert des Sendekanals (6) abhängige Sendekanal-Testsignal und das von einem induktivitätswert des Empfangskanals (7) abhängige Empfangskanal-Testsignal verarbeitet und/oder auswertet. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinheit (10) derartig ausgestaltet ist, dass die Testeinheit (10) zumindest ein Summensignal aus dem Sendekanal- Testsignal und dem Empfangskanal-Testsignal verarbeitet und/oder auswertet, und/oder dass die Testeinheit (10) zumindest ein Differenzsignal zwischen dem Sendekanal-Testsignal und dem Empfangskanal-Testsignal verarbeitet und/oder auswertet. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinheit (10) derartig ausgestaltet ist, dass die Testeinheit (10) im Fall einer Abweichung des Sendekanal- Testsignals und/oder des Empfangskanal-Testsignals und/oder des Summensignals und/oder des Differenzsignals von einem oder mehreren vorgebbaren Grenzwerten über einen oder mehrere vorgebbare Toleranzbereiche hinaus einen Alarm erzeugt. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit (4) mindestens ein Sendeelement (8) und ein Empfangselement (9) aufweist, wobei das Sendeelement (8) der Anregung der mechanisch schwingfähigeπ Einheit (1 ) zu mechanischen Schwingungen dient, und wobei das Empfangselement (9) dem Empfangen der mechanischen Schwingungen von der mechanisch schwingfähigen Einheit (1 ) dient. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit (4) mit mindestens einer ersten Leitung (L1 ), einer zweiten Leitung (L2) und einer dritten Leitung (L3) kontaktiert ist. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement (8), die erste Leitung <L1 ) und die zweite Leitung (L2) zumindest teilweise den Sendekana! (6) bilden, und dass das Empfangselement (9), die erste Leitung (L1 ) und die dritte Leitung (L3) zumindest teilweise den Empfangskana! (7) bilden. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (L1) während einer Messphase mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist, dass die zweite Leitung (L2) während der Messphase mit dem Anregungssignal beaufschlagt ist, und dass die dritte Leitung (L3) während der Messphase mit dem Empfangssignal beaufschlagt ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (L1 ) während der Testphase mit der Elektronikeinheit (5) kontaktiert ist, dass die zweite Leitung (L2) während der Testphase, insbesondere über mindestens einen Messwiderstand (15), mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist, und dass die dritte Leitung (L3) während der Testphase, insbesondere über mindestens einen Messwiderstand (15), mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist. 10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (L1 ) während der Testphase mit einem Testabfragesigna! beaufschlagt ist. 11.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Filtereinheit (13) vorgesehen ist, dass die Filtereinheit (13) und die Elektronikeinheit (5) zumindest während der Testphase einen Schwingkreis mit einer vorgebbaren Resonanzfrequenz bilden, und dass die Filtereinheit (13) während der Testphase ein Ausgangssignal der Elektronikeinheit (5) modifiziert und das modifizierte Ausgangssignal an die Elektronikeinheit (5) zurückgibt. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit (4) mindestens ein piezoelektrisches Element und/oder ein elektromagnetisches Element aufweist. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) in der Art einer Schwinggabe! ausgestaltet ist, oder dass die mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) in der Art eines Einstabes ausgestaltet ist, oder dass die mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) in der Art eines Membran- Schwingers ausgestaltet ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand, die Dichte oder um die Viskosität eines Mediums, insbesondere in einem Behälter, handelt. 15. Verfahren zum Testen einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, wobei die Vorrichtung mindestens eine mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) aufweist, wobei die Vorrichtung mindestens eine Antriebs-/Empfangseinheit (4) aufweist, welche ausgehend von einem Anregungssignal die mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) zu mechanischen Schwingungen anregt und welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit (1 ) mechanische Schwingungen empfängt und in ein Empfangssignai umwandelt, und wobei die Vorrichtung mindestens eine Elektronikeinheät (5) aufweist, welche das Anregungssignal erzeugt und welche das Empfangssigna! verarbeitet, wobei die Anthebs-/Empfangseinheit (4) und die Elektronikeinheit (5) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich mindestens ein Sendekanal (6) und ein Empfangskanal (7) ergeben, wobei der Sendekanal (6) der Anregung der mechanisch schwingfähigen Einheit (1 ) zu mechanischen Schwingungen und der Empfangskanal (7) dem Empfangen der mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähige Einheit (1 ) dient, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens während einer Testphase ein von einem fmpedanzwert des Sendekanals (6) abhängiges Sendekanal-Testsignal und ein von einem Impedanzwert des Empfangskanals (7) abhängiges Empfangskana!- Testsignal miteinander ausgewertet werden. |
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einer mechanisch schwingfähigen Einheit, mit mindestens einer Antriebs- /Empfangseinheit, welche ausgehend von einem Anregungssignal die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt und welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit mechanische Schwingungen empfängt und in ein Empfangssignal umwandelt, und mit mindestens einer Elektronikeinheit, weiche das Anregungssignal erzeugt und welche das Empfangssignal verarbeit, wobei die Antriebs-/Empfangseinheit und die Elektronikeinheit mindestens durch einen Sendekanal und einen Empfangskanal miteinander verbunden sind, wobei der Sendekana! der Übertragung des Anregungssignals und der Empfangskanal der Übertragung des Empfangssignals dient.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Testen einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, wobei die Vorrichtung mindestens eine mechanisch schwingfähige Einheit aufweist, wobei die Vorrichtung mindestens eine Antriebs-/Empfangseinheit aufweist, welche ausgehend von einem Anregungssignal die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt und weiche von der mechanisch schwingfähigen Einheit mechanische Schwingungen empfängt und in ein Empfangssignal umwandelt, und wobei die Vorrichtung mindestens eine Elektronäkeinheit aufweist, welche das Anregungssignal erzeugt und welche das Empfangssignal verarbeitet, wobei die Antriebs-/Empfangseinheit und die Eiektronikeinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich mindestens ein Sendekanal und ein Empfangskanai ergeben, wobei der Sendekana! der Anregung der mechanisch schwingfähigen Einheit zu mechanischen Schwingungen und der Empfangskanal dem Empfangen der mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähige Einheit dient.
Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um Füllstand, Dichte oder Viskosität eines Mediums, welches beispielsweise eine Flüssigkeit, ein Schüttgut oder allgemein ein Fluid ist. Das Medium befindet sich dabei beispielsweise in einem Behälter.
Im Stand der Technik sind zur Bestimmung des Füllstands und weiterer Prozessgrößen eines Mediums so genannte SchwinggabeSn (z.B. EP 0 444 173 B1 ), Einstäbe (WO 2004/094964 A1 ) oder auch Membranschwinger bekannt. Ausgenutzt wird bei den Messungen mit diesen Vorrichtungen jeweils, dass die Kenngrößen der mechanischen Schwingungen (Schwingungsamplitude, Resonanzfrequenz, Phasengang über Frequenz) der schwingfähigen Einheit vom Kontakt mit dem Medium bzw. auch von dessen Eigenschaften abhängen. So nimmt beispielsweise die Frequenz oder die Amplitude der Schwingungen ab, wenn das Medium die schwingfähige Einheit erreicht und zumindest teilweise bedeckt. Daher lässt sich aus der Abnahme der Schwingungsfrequenz bzw. der Amplitude darauf schließen, dass das Medium einen von der Ausgestaltung und der Position der Anbringung der Vorrichtung abhängigen Füllstand erreicht hat. Weiterhin ist die Schwingungsfrequenz auch beispielsweise von der Viskosität (siehe z.B. EP 1 325 301 ) und der Dichte des Mediums abhängig.
Zur Anregung der jeweiligen mechanisch schwingfähigen Einheiten werden oft piezoelektrische Elemente verwendet, weiche umgekehrt auch die mechanischen Schwingungen in elektrische Signale umwandeln. Weiterhin ist für bestimmte Anwendungen auch eine elektromagnetische Anregung der schwingfähigen Einheit möglich.
Für den sicheren Betrieb solcher Messgeräte ist es insbesondere bei si che rheäts relevanten Anwendungen wächtig, die Funktionalität der Messgeräte regelmäßig zu überprüfen. Insbesondere sind Eigenprüfungen der Geräte sehr beliebt. Ausfallmöglichkeiten bestehen beispielsweise darin, dass die piezoelektrischen Elemente altern oder beispielsweise durch einen Temperaturschock Schaden nehmen oder dass Kontaktierungen sich mit der Zeit und unter den Prozessbedingungen auflösen oder dass sich Kondensat im Messgerät bildet und eine leitende Brücke entsteht.
Eine solche Funktionsüberprüfung wird beispielsweise im Stand der Technik beschrieben in der Schrift WO 2007/101461 A1. Der dortige Grenzstandschalter weist zwei piezo-elektrische Schwingungseinrichtungen auf, welche dem Erzeugen bzw. dem Empfangen der Schwingungen dienen. Für das Testen des Grenzstandschalters werden die beiden piezoelektrischen Schwingungseinrichtungen parallel und in Reihe zu einer Kapazitäts-Messeinrichtung geschaltet. Der Gesamt-Kapazitätswert der beiden parallel geschalteten und somit als Kondensatoren aufgefassten piezoelektrischen Schwingungseinrichtungen wird ausgemessen und in einer Ausgestaltung mit einem Referenzkondensator verglichen. Nachteilig ist daran, dass somit beispielsweise auf die Temperaturabhängigkeit des Kapazitätswerts der piezo-elektrischen Elemente nicht oder nur mit entsprechendem Aufwand eingegangen werden kann. Überdies werden so beispielsweise Fehler oder Mängel an den beiden Elementen, die sich bzgl. des Kapazitätswerts gegenläufig auswirken, nicht erkannt. Weiterhin ist auch die Einstellung des Referenzkondensators aufwendig und bei der Fertigung mit erhöhten Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung bzw. ein Verfahren vorzuschlagen, welche eine Funktionsüberprüfung erlauben, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
Die Erfändung löst die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung dadurch, dass mindestens eine Testeinheit vorgesehen ist, und dass die Testeinheit derartig ausgestaltet ist, dass sie zumindest während einer Testphase ein von einem Impedanzwert des Sendekanals abhängiges Sendekanai-Testsignal und ein von einem fmpedanzwert des Empfangskanals abhängiges Empfangskanal- Testsignal verarbeitet und/oder auswertet.
Die Vorrichtung ist dabei üblicherweise in der Lage, entweder die Prozessgröße zu bestimmen oder sie reagiert auf das Über- bzw. Unterschreiten eines entsprechenden Grenzwertes. Im letzteren Fall handelt es sich dann um die sog. Grenzstand Schalter. Dies bezieht sich jedoch nicht nur auf den Füllstand, sondern auch auf die anderen Prozessgrößen wie Dichte oder Viskosität des Mediums. Mit der Vorrichtung ist es dabei möglich, die Abweichung von einem bestehenden Grenzwert anzuzeigen bzw. einen Messwert für die Prozessgröße zu bestimmen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist somit eine Testeinheit auf, welche während einer Testphase zumindest zwei Testsignale auswertet: ein Sendekanal-Testsignal, welches abhängig vom impedanzwert des Sendekanals, und ein Empfangskanal-Testsignal, welches abhängig vom Impedanzwert des Empfangskanals ist. D.h. im Gegensatz zum Stand der Technik wird jeder Kanal einzeln betrachtet. Dadurch ist auch ein direkter Vergleich der beiden Kanäle über deren Impedanzwerte möglich. Haben beispielsweise die beiden Kanäle, d.h. die jeweilige Kombination von Sende- und Empfangselement mit den zugehörigen Leitungen und ggf. vorhandenen Bauelementen, bekannte Verhältnisse der Impedanzen zueinander, so können die beiden Kanäle gegenseitig zur Referenzierung verwendet werden. Jeder Kanal umfasst dabei zumindest die jeweiligen Leitungen zwischen Antriebs- /Empfangseinheit und Elektronikeinheit und auch den jeweiligen Anteil der Antriebs-/Empfangsemheit, welcher am jeweiligen Kanal funktional beteiligt ist. D.h. der Sendekanal besteht zumindest aus den Leitungen, über welche das Anregungssignal übertragen wird, und aus dem für das Erregen der Schwingungen bzw. für das Umwandeln des Anregungssignals in mechanische Schwingungen zuständigen Teils der Antriebs-/Empfangseinheit oder mit anderen Worten: des Sendeteils der Antriebs-/Empfangseinheit. Jeder Kanal weist dabei seinen eigenen Impedanzwert auf, bei weichem je nach Ausgestaltung des Kanals bzw. der Antriebs-/Empfangseinheit der kapazitive oder der induktive Anteil oder der ohmsche Widerstand dominant ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Testeinheit während der Testphase das von einem Kapazitätswert des Sendekanals abhängige Sendekanal-Testsigna! und das von einem Kapazitätswert des Empfangskanals abhängige Empfangskanal-Testsignal verarbeitet und/oder auswertet, oder dass die Testeinheit während der Testphase das von einem Induktivitätswert des Sendekanals abhängige Sendekanal-Testsigna! und das von einem Induktivitätswert des Empfangskanals abhängige Empfangskanal-Testsignai verarbeitet und/oder auswertet. Die Impedanz als komplexer Wechselstromwiderstand ergibt sich aus der Kapazität, der Induktivität und dem Ohmschen Widerstand des jeweiligen Kanals bzw. insbesondere des dem jeweiligen Kanal zugeordneten Anteils der Antriebs-/Empfangseinheit und der jeweiligen Leitungen. In dieser Ausgestaltung wird dabei betont, dass je nach Ausgestaltung der Messvorrichtung bzw. der beiden Kanäle der induktive oder der kapazitive Anteil der Impedanz bestimmend ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Testeinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Testeinheit zumindest ein Summensignal aus dem Sendekanal-Testsignal und dem Empfangskanal- Testsignal verarbeitet und/oder auswertet, und/oder dass die Testeinheit zumindest ein Differenzsignal zwischen dem Sendekanal-Testsignal und dem Empfangskanal-Testsignal verarbeitet und/oder auswertet. In dieser Variante werden somit die beiden TestsignaSe über eine Subtrahierschaltung miteinander verglichen und über eine Summierschaltung addiert und die Summe bzw. die Differenz wird ausgewertet. Dies erlaubt eine effektive
Feststellung, ob Abweichungen vom Soüzustand vorhanden sind, indem beide Kanäle der gegenseitigen Referenzierung dienen. Mit anderen Worten: Der Funktionstest besteht in dieser Variante darin, dass die Signale bzw, die damit verbundenen Impedanzen bzw, insbesondere die Kapazitäten des Sende- und des Empfangskanafs direkt miteinander verglichen werden. Alternativ lassen sich die jeweiligen Signale der beiden Kanäle einzeln auswerten. Die Differenz der beiden Signale zeigt im Wesentlichen Änderungen auf, welche asymmetrisch auf beide Kanäle wirken, wohingegen die Summe den Fall signalisiert, dass beide Kanäle im Wesentlichen eine gleichartige Änderung der impedanzwerte erfahren haben.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Testeinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Testeinheit im Fall einer Abweichung des Sendekanal-Testsignals und/oder des Empfangskanal- Testsignals und/oder des Summensignais und/oder des Differenzsignals von einem oder mehreren vorgebbaren Grenzwerten über einen oder mehrere vorgebbare Toleranzbereiche hinaus einen Alarm erzeugt. In dieser
Ausgestaltung ist somit vorgesehen, dass entweder die einzelnen Signale oder die Summen- bzw. Differenzsignaie oder eine Kombination aus diesen Signalen mit passend vorgebbaren Grenzwerten verglichen werden und dass bei Abweichungen über jeweilige Toleranzwerte hinaus ein Alarm erzeugt wird, wobei dieser Alarm ein entsprechender Hinweis auf einen Fehlerzustand bzw. auf eine Abweichung vom zu erwartenden Sollwert darstellt. Wird das Differenzsignal ausgewertet, so ist der zu erwartende Grenzwert beispielsweise Null bei identischer Ausgestaltung der beiden Kanäle in Hinsicht auf ihre elektrischen Eigenschaften,
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Antriebs-/Empfangseinheit mindestens ein Sendeelement und ein Empfangselement aufweist, wobei das Sendeelement der Anregung der mechanisch schwingfähigen Einheit zu mechanischen Schwingungen dient, und wobei das Empfangselement dem Empfangen der mechanischen
Schwingungen von der mechanisch schwingfähigen Einheit dient. Das Sende- und das Empfangselement sind beispielsweise zwei piezo-elektrische Elemente, weiche in einem Stapel übereinander, d.h. in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei dem Sende- und dem Empfangselement um zwei pianar in einer Ebene angeordnete piezo-elektrische Elemente. Das Sende- und das Empfangselement sind dabei jeweils Bestandteil des zugehörigen Sendebzw. Empfangskanals.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit mit mindestens einer ersten Leitung, einer zweiten Leitung und einer dritten Leitung kontaktiert ist. Die Verbindung zwischen
Antriebs-/Empfangseinheit und Elektronikeinheit besteht somit zumindest aus drei Leitungen. In einer Ausgestaltung ist eine der drei Leitungen während der Messphasen mit Masse verbunden und auf den beiden anderen Leitungen werden das Anregungs- bzw. das Empfangssignal übertragen. Bei diesen beiden Signalen handelt es sich insbesondere um elektrische
Wechselspannungssägnaie, so dass sich über die mit Masse verbundene dritte Leitung das Referenzpotential ergibt. Damit geht beispielsweise einher, dass die Masseleitung sowohl als Bestandteil des Sende-, als auch des Empfangskanals verstanden werden kann.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Sendeelement, die erste Leitung und die zweite Leitung zumindest teilweise den Sendekanal bilden, und dass das Empfangselement, die erste Leitung und die dritte Leitung zumindest teilweise den Empfangskanal bilden. Das Sendeelement und das Empfangselement werden somit jeweils mit ihren
Leitungen zu Kanälen zusammengefasst. Je nach Ausgestaltung können noch weiteren Bauteile oder Elemente als Teil der Kanäle angesehen werden.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die erste Leitung während einer Messphase mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist, dass die zweite Leitung während der Messphase mit dem Anregungssignal beaufschlagt ist, und dass die dritte Leitung während der Messphase mit dem Empfangssigna! beaufschlagt ist. Die erste Leitung ist während der Messphase, also während der Zeit, in welcher das Messgerät seine Aufgaben erfüllt, vorzugsweise mit Masse verbunden und stellt somit auch eine Trennung zwischen Sende- und Empfangskana! bzw. zwischen Sende- und Empfangselement her. Die zweite und die dritte Leitung dienen demgegenüber dem Übertragen des Anregungsbzw, des Empfangssignals. Bei beiden Signalen handelt es sich vorzugsweise um elektrische Wechselspannungen.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die erste Leitung während der Testphase mit der Elektronikeinheit kontaktiert ist, dass die zweite Leitung während der Testphase, insbesondere über mindestens einen Messwiderstand, mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist, und dass die dritte Leitung während der Testphase, insbesondere über mindestens einen
Messwiderstand, mit einem konstanten elektrischen Potential, insbesondere mit Masse, verbunden ist. In der Testphase werden hier die zweite und die dritte Leitung mit Masse verbunden und die erste Leitung wird mit der Elektronikeinheit kontaktiert. Da die erste Leitung ein Bestandteil sowohl des Empfangs-, als auch des Sendekanals ist, lässt sich somit auch leicht ein passendes Anrege- oder Testsignal für die Durchführung des Funktionstests auf die beiden Kanäle geben, Die Elektronikeinheit wird hier sowohl für die Messung, als auch für die Erzeugung des Anrege- oder Testsignals verwendet. Dies vereinfacht den Aufbau. Alternativ kann jedoch auch eine zusätzliche Einheit verwendet werden, welche ein passendes Signal erzeugt. Die beiden Messwiderstände, über welche die zweite und dritte Leitung jeweils mit einem konstanten Potential, vorzugsweise Masse verbunden sind, erlauben jeweils den Abgriff des Sendekanal- bzw. des Empfangskanal- Testsignals.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die erste Leitung während der Testphase mit einem Testabfragesignal beaufschlagt ist. Bei dem Testabfragesignal handelt es sich beispielsweise um ein elektrisches Spannungssignal, welches die Ausmessung der Impedanzen oder insbesondere der Kapazitäten erlaubt.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass mindestens eine Filtereinheit vorgesehen ist, dass die Filtereinheit und die Elektronikeinheit zumindest während der Testphase einen Schwingkreis mit einer vorgebbaren Resonanzfrequenz bilden, und dass die Filtereinheit während der Testphase ein Ausgangssignal der Eiektronikeinheit modifiziert und das modifizierte Ausgangssignal an die Eiektronikeinheit zurückgibt. Die Filtereinheit und die Elektronikeinheit bilden somit während der Testphase einen zusätzlichen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz sich über die Ausgestaltung z.B. der Fiitereinheit einstellen lässt. Dieser Schwingkreis kann entsprechend für den Funktionstest der Elektronikeinheit verwendet werden. Bei der Filtereinheit handelt es sich beispielsweise im Wesentlichen um einen Bandpass, der auf eine bestimmte Frequenz eingestellt ist. Handelt es sich bei dem Anregungssignal beispielsweise um ein Rechtecksignal, so wird durch die Filtereinheit auch dieses Ausgangssignal der Eiektronikeinheit beispielsweise in ein sinusförmiges - andere Varianten sind auch möglich - Signal umgewandelt. Die in dieser Ausgestaltung vorgesehene Filtereinheit ist derartig ausgestaltet, dass sie eine Amplitude, eine Frequenz oder eine Phase erzeugt, über welche eine Aussage über die Elektronik (insbesondere der Grundwellenanregung) möglich ist. Dieses modifizierte Anregungssignal gelangt dann wieder zum Eingang der Elektronikeinheit und wird dort passend verarbeitet bzw. ausgewertet.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit mindestens ein piezoelektrisches Element und/oder ein elektromagnetisches Element aufweist. Im Stand der Technik sind unterschiedliche Varianten zur Übertragung zwischen den mechanischen Schwingungen und den zugehörigen elektrischen Signalen bekannt. Je nach Ausgestaltung ist dabei dann die kapazitive bzw. induktive Komponente der Impedanz des jeweiligen Kanals dominant.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die mechanisch schwingfähige Einheit in der Art einer Schwinggabe! ausgestaltet ist, oder dass die mechanisch schwingfähige Einheit in der Art eines Einstabes ausgestaltet ist, oder dass die mechanisch schwingfähige Einheit in der Art eines Membran-Schwingers ausgestaltet ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Füllstand, die Dichte oder um die Viskosität eines Mediums, insbesondere in einem Behälter, handelt.
Die Erfindung löst die Aufgabe bezüglich des Verfahrens dadurch, dass mindestens während einer Testphase ein von einem Impedanzwert des Sendekanals abhängiges Sendekanal-Testsignal und ein von einem Impedanzwert des Empfangskanals abhängiges Empfangskanai-Testsignal miteinander ausgewertet werden.
Die oben genannten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die zugehörigen Erläuterungen gelten dabei auch entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
Zusammengefasst besteht die Erfindung darin, dass die Impedanzen des Sende- und des Empfangselements der Antriebs-/Emρfangseinheit bzw. die Impedanzen des Sende- und des Empfangskanals mit Hilfe einer Messbrücke ausgewertet und insbesondere direkt miteinander verglichen werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert, Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung, Fig. 2: eine vereinfachte Darstellung der Eiektronikschaltung, und
Fig. 3: beispielhafte Signalverläufe von auftretenden Signalen.
Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät. Die mechanisch schwingfähige Einheit 1 besteht in dieser Ausgestaltung aus einem Paar von Gabelzinken 2, welches an einer Membran 3 befestigt ist. Auf der Innenseite der Membran 3 ist eine - hier nicht dargestellte - Antriebs-/Empfangseinheit vorhanden, welche ein elektromechanischer Wandler ist und welche die mechanisch schwingfähige Einheit 1 zu mechanischen Schwingungen anregt bzw. welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit 1 mechanische Schwingungen empfängt. Bei der Antriebs-/Empfangseinheit handelt es sich dabei in dieser Ausgestaltung insbesondere um eines oder mehrere piezoelektrische Elemente, weiche ausgehend von einer anliegenden elektrischen Wechselspannung mechanische Schwingungen ausführen bzw. weiche eine mechanische Schwingung in eine elektrische Wechselspannung umwandeln.
Für die Messung bzw. Überwachung der Prozessgrößen wie Füllstand, Dichte oder Viskosität eines Mediums wird dabei ausgenutzt, dass die Amplitude, die Frequenz und/oder die Phase der Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit 1 von der Wechselwirkung mit dem Medium abhängig sind und dass somit ausgehend von den Kenngrößen der Schwingungen auf diese Prozessgrößen rückgeschlossen werden kann. So sinkt beispielsweise die Frequenz, wenn das Medium die schwingfähige Einheit 1 bedeckt. Auswirkungen auf die Schwingungen haben auch die Dichte oder die Viskosität des Mediums.
Andere - hier nicht dargestellte - Ausführungen der mechanisch schwingfähigen Einheiten weisen Einstäbe oder nur die Membran auf, d.h. mit dem Medium tritt in diesen Fällen nur ein Stab oder nur die Membran in Wechselwirkung.
Hinter der Membran 3 befindet sich ein Abschnitt zum Einschrauben des Messgerätes in eine passende Aussparung (z.B. ein Gewinde, ein Flansch oder ein beliebiger Anschluss) am Messort. Dient das Messgerät beispielsweise als Grenzstandschalter, so ist dieser Grenzstand des Füllstands durch die Ausgestaltung des Messgerätes und dessen Ort der Anbringung - z.B. in der Wandung eines Tanks oder sonstigen Behälters - vorgegeben. Für den Fall, dass es sich bei der Prozessgröße um Dichte oder Viskosität des Mediums handelt, ist das Messgerät bzw. die mechanisch schwingfähäge Einheit vorzugsweise derartig ausgestaltet und angebracht, dass jeweils ein bekannter Grad der Bedeckung durch das Medium - z.B. vollständige Bedeckung - gegeben ist.
In der Fig. 2 ist eine Variante der Komponenten für die Umsetzung der Erfindung dargestellt. Die Antriebs-/Empfangseinheit 4 ist hier in zwei getrennte Einheiten aufgeteilt: Sendeelement 8 und Empfangseiement 9. Bei diesen beiden Einheiten kann es sich beispielsweise um zwei getrennte und eigenständige piezo-elektrische Elemente handeln, welche beispielsweise in einem Stapel angeordnet sind, oder es handelt sich um die beiden piezoelektrischen Elemente, wie beispielsweise beschrieben im Dokument EP 0 875 740. Da es sich hier um piezoelektrische Elemente handelt, ist somit der kapazitive Anteil der dominante an der Impedanz der beiden Kanäle.
Die Antriebs-/Empfangseinheit 4 ist mit drei Leitungen L1 , L2 und L3 kontaktiert. Die erste Leitung L1 ist dabei zwischen dem Sendeelement 8 und dem Empfangselement 9 angeordnet. Da diese erste Leitung L1 während der hier in Fig. 2 dargestellten Messphase mit dem Massepotentiaä verbunden ist, sind das Sendeelement 8 und Empfangselement 9 quasi entkoppelt und können getrennt betrachtet werden bzw. dienen auch jeweils unterschiedlichen Aufgaben, wie im Folgenden beschrieben wird. Die zweite Leitung L2 ist mit dem Sendeelement 8 und - während der Messphase - mit der Eiektronikeinheit 5 verbunden. Die Eiektronikeinheit 5 dient insbesondere der Erzeugung von Anregungssignaien und ist in einer Ausgestaltung beispielsweise derartig ausgestaltet, dass sie der
Grundwellenanregung der mechanisch schwingfähigen Einheit dient.
Die erste Leitung L1 , die zweite Leitung L2 und das Sendeelement 8 bilden damit den Sendekanal 6, über welchen das Anregungssignal, welches von der Elektronikeinheit 5 erzeugt wird, zum Sendeelement 8 gelangt. Ausgehend von dem Anregungssignal führt das Sendeelement 8 dann mechanische Schwingungen aus, welche auf die - hier nicht dargestellte - mechanisch schwingfähige Einheit übertragen werden.
Das Empfangseiement 9 ist wiederum über die dritte Leitung L3 mit dem Signaleingang der Eiektronikeinheit 5 verbunden. Dabei bilden die erste Leitung L1 , die dritte Leitung L3 und das Empfangselement 9 den Empfangskanal 7. Der Empfangskanal 9 wandelt die von der Prozessgröße bzw. der Änderung der Prozessgröße abhängigen mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit in elektrische Signale um, welche über den Empfangskanal 9 an die Eiektronikeinheit 5 als Empfangssignal übertragen werden. In der Elektronikeinheit 5 findet dann die Auswertung bzw. Weiterverarbeitung des EmpfangssignaSs statt.
In der hier dargestellten Messphase haben somit die hier verwendeten drei Schalter 14 die entsprechende Stellung, dass sie die erste Leitung L1 mit Masse und die zweite und dritte Leitung, L2 bzw. L3, mit dem Ausgang bzw. Eingang der Elektronikeinheit 5 verbinden,
Für die Testphase werden die drei Schalter 14 umgeschaltet und stellen somit andere Verbindungen her. In der - hier nicht dargestellten - Testphase sind die zweite und die dritte Leitung L2, L3 - hier jeweils über einen Messwiderstand 15 - mit Masse verbunden.
Die erste Leitung L1 wird hingegen während der Testphase mit einem elektrischen Signal beaufschlagt, welches quasi der Ausmessung der Kapazitäten von Sendekanal 6 und Empfangskanal 7 dient. Da die erste Leitung L1 zwischen Sendeelement 8 und Empfangselement 9 angeordnet ist, werden somit auch beide Elemente 8, 9 gleichzeitig mit diesem Testabfragesignal beaufschlagt. Das Testabfragesignai gelangt hier von der Eiektronikeinheit 5, weiches in der Messphase der Grundwellenanregung der mechanisch schwingfähigen Einheit dient, auf die erste Leitung L1 und dadurch zur Antriebs-/Empfangseinheit 4. Bei dem Testabfragesignal handelt es sich dabei beispielsweise um das auch während der Messphase verwendete Anregungssignal oder um ein speziell für den Test z.B. in Bezug auf Frequenz oder Form ausgestaltetes Wechselspannungssignal.
Während der Testphase wird von der zweiten Leitung L2 das Sendekanal- Testsignal und von der dritten Leitung L3 das Empfangskanal-Testsignal abgegriffen. Diese beiden Testsignale sind jeweils abhängig von den Impedanzwerten bzw. insbesondere von den Kapazitätswerten der jeweiligen Kanäle 6, 7 und erlauben somit eine Aussage über die jeweiligen Impedanzen / Kapazitäten. Damit lässt sich insbesondere feststellen, ob sich Änderungen an der Antriebs-/Empfangseinheit 4 ergeben haben.
Für die Auswertung der Testsignale werden diese hier einer Testeinheit 10 zugeführt. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Mikroprozessor, weicher die Signale beispielsweise digitalisiert und passend auswertet. In der hier dargestellten Variante sind in der Testeinheit 10 zwei Operationsverstärker vorgesehen, welche einmal als Subtrahierer 11 und einmal als Addierer 12 beschältet sind. Somit werden in dieser Variante das Sendekanai-Testsignal und das Empfangskanal-Testsigna! direkt miteinander verglichen. Es entfällt somit eine Referenzkapazität, wie sie beispielsweise im Stand der Technik vorgesehen ist. Hier werden das Sendeelement 8 und das Empfangselement 9 bzw. die zugehörigen Kanäie 6, 7 direkt miteinander verglichen und dienen somit gegenseitig der Referenzierung. Die weiteren Bestandteile einer Auswerteeinheit zur Auswertung des Sendekanal- Testsignals und des Empfangskanal-Testsignals bzw. des Summen- und Differenzsignals ist hier nicht dargestellt.
In dem Fall, dass die beiden Elemente 8, 9 identisch ausgestaltet sind und insbesondere den gleichen Kapazitätswert aufweisen, sollte beispielsweise der Subtrahierer 11 ein Nullsignal liefern für den Fall, dass alles in Ordnung ist. Entsprechend ist dabei auch der Kapazitätswert der elektrischen Leitungen L1 , L2, L3 zu bedenken, d.h. auch deren Ausgestaltung bzw. deren Kapazitätswerte spielen bei der Betrachtung der Testsignale eine Rolle. Es ist zu erwähnen, dass der Funktionstest durch die symmetrische Kontaktierung zwischen Elektronik und dem Sende- und Empfangskanal z.B. alterungs- und temperaturunabhängig ist, da beide Kanäle den gleichen Umwelteinflüssen bzw. Prozessbedingungen unterliegen.
Ist beispielsweise eine Kontaktstelle nicht mehr in Ordnung und ändert sich dadurch der Kapazitätswert einer der beiden Kanäle, so ist dies durch die Auswertung der beiden Testsignale zu erkennen. Die Differenz gibt somit insbesondere darüber Auskunft, ob die Kanäle eine unterschiedliche Entwicklung ihrer Kapazitätswerte erfahren haben.
Das Summensignal des Addierers 12 erlaubt es festzustellen, ob beide Kanäle identischen Veränderungen unterliegen oder unterlegen sind. Würde beispielsweise der Kontakt zwischen Eiektronikeinheit 5 und Antriebs- /Empfangseinheit 4 vollständig abreißen, so würde das Differenzsignal den Wert Null geben, aber das Summensignal würde ebenfalls mit einem Nuilsignal den Hinweis darauf geben, dass ein Fehler vorliegt. D.h. das additive Zusammenführen der beiden Testsignale der beiden Kanäle 6, 7 zeigt symmetrische Veränderungen der beiden Kanäle 6, 7 auf. Ist somit beim Differenzsignal beispielsweise die Abweichung vom Wert Null ein Zeichen für das Vorliegen eines asymmetrischen Fehlers, so bedeutet ein Summensignai beispielsweise unterhalb eines Grenzwertes einen symmetrischen Fehler, d.h. eines Fehlers, welcher beide Kanäle gleichermaßen betrifft. Symmetrische Fehler können jedoch auch eine generelle Erhöhung des Summensignals bewirken. Daher sind ggf. zwei Grenzwerte nebst passenden Toleranzbereichen vorzugeben.
Wie zu erkennen, findet die Funktionsprüfung des Messgerätes dadurch statt, dass die bestehende Elemente mit zusätzlichen Elementen während der Testphase verbunden werden. In der Messphase unterscheidet sich die Schaltung des Messgerätes jedoch - bis auf die drei Schalter 14 für die Umschaltung der drei Leitungen L1 , L2, L3 und den vierten Schalter 16 zur Erzeugung des Schwingkreises aus Elektronikeinheit 5 und Filtereinheit 13 - nicht von der eines normalen Messgerätes ohne eine solche Testfunktion. Der Vorteil besteht somit darin, dass der der Messung dienende Bestandteil des Messgerätes unverändert bleibt und sich somit gleich einem Messgerät ohne eine solche Funktionsprüfung benimmt. Die für den Test erforderlichen Bestandteile (insbesondere die Schalter 14) werden dann beispielsweise durch die Testeinheit 10 oder durch die Elektronikeinheit 5 oder durch die - hier nicht dargestellte - Einheit zur Auswertung der Testsignale bzw. des Summen- und des Differenzsignals gesteuert.
Der Schalter 16 bewirkt während der Testphase, dass das Ausgangssignal der Elektronikeinheit 5, welches während der Messphase als Anregungssignai dient, auf den Eingang der Elektronikeinheit 5 zurückgekoppelt wird. Der Filter 13 trägt beispielsweise dazu bei, dass beispielsweise ein Rechtecksignal, weiches von der Elektronikeinheit 5 erzeugt wird, beispielsweise in ein Sinussignal umgewandelt wird. Dieses Sinussignal wird dann an den Eingang der Elektronikeinheit 5 gegeben und wird dort entsprechend verarbeitet. Über diesen Rückkopplungspfad ist somit auch eine Überprüfung der Elektronikeinheit 5 möglich, wobei der Filter 13 - hierbei handelt es sich beispielsweise im Wesentlichen um einen Bandpass - das Signal entsprechend beeinflusst. In der Testphase ergibt sich eine für den Kreis aus Elektronikeinheit 5 und Filter 13 spezifische Frequenz des Signals, welches an den Eingang der Elektronikeinheit 5 gelangt. Dies ist ein zusätzlicher Test der Elektronikeinheit 5, welcher jedoch nicht erforderlich für die erfindungsgemäße Überprüfung der beiden Kanäle 6, 7 ist.
In der Fig. 3 sind Signalverläufe dargestellt, wie sie während der Testphase auftreten können. Dabei handelt es sich um schematische Beispiele.
in der obersten Reihe ist das Testabfragesignal zu sehen, bei weichem es sich hier im Wesentlichen um ein Rechtecksignal einer vorgegebenen Dauer handelt. Dies ist somit das Signal, welches auf das Sendeelement 8 und das Empfangseiement 9 gegeben wird, um die von den jeweiligen Kapazitätswerten der Kanäle 6, 7 abhängigen Testsignale zu erhalten.
Alternativ kann das Testabfragesignai jedoch auch eine sinusförmige oder dreieckförmig oder beliebig ausgestaltete elektrische Wechselspannung sein. Das Testabfragesignal dient im Blick auf die Fig. 2 dazu, die RC-Glieder der beiden Kanäle 6, 7 auszumessen.
Das Sendekanal-Testsignal und das Empfangskanai-Testsignal sind hier in der zweiten Reihe dargestellt, wobei der Fall zu sehen ist, dass sich diese beiden Signale voneinander unterscheiden. Es liegt somit hier ein Fehlerfall vor. Wie zu sehen, fällt die eine Kurve schneller als die andere Kurve ab. Dabei handelt es sich jeweils um die Auf- bzw. Endtadekurven der beiden RC- Glieder, welche sich durch die Kapazitäten der beiden Kanäle und durch die hinzugeschalteten Widerstände 15 (siehe Fig. 2) ergeben,
Die dritte Reihe zeigt das Differenzsignal von Sendekanal-Testsignal und Empfangskanal-Testsignal. Wären die Kapazitätswerte von Sende- und das Empfangskanal identisch, so müsste das Differenzsignai ein Nullsignal sein. In diesem Fehlersignal zeigt sich jedoch eine deutliche Abweichung davon. Tritt somit beim Differenzsignal über einen vorgebbaren Toleranzbereich hinaus eine Abweichung von einem vorgebbaren Sollwert auf, so kann ein entsprechender Alarm bzw. Hinweis für den Betreiber des Messgerätes erzeugt werden. Solche Abweichungen des Differenzsignals sind dabei Anzeichen für asymmetrische Fehler.
Bei der Auswertung der Brückenspannungen in der Messbrücke über den Subtrahierer werden Unsymmetrien zwischen den beiden Pfaden bzw. Kanälen offenbar. Somit kann z.B. ein Kabelbruch innerhalb eines Kanals oder auch ein Bruch des piezo-elektrischen Elements oder eines der Elemente innerhalb eines Stapels detektiert werden, da sich dadurch die Kapazität in einem der beiden Kanäle ändert. Da das Sende- und das Empfangseiement vorzugsweise über gleichlange Leitungen mit der Elektronikeinheit verbunden sind, welche auch von der Elektronikeinheit räumlich gemeinsam zum Antriebs-/Empfangseinheit geführt werden, sind die das Sende- und das
Empfangselement und die Leitungen Temperatureinflüssen gleichermaßen ausgesetzt. Daher verfälscht die Temperatur die Messung nicht und der Sensorzustand kann deutlich genauer als im Stand der Technik durch die Messung des Differenzsignais erfasst werden. Zudem wirken sich auch die Alterung des P iezo Werkstoffs und piezoelastische Eigenschaften (z.B. die Kapazitätsänderung durch einen vom Prozess auf die Membran bzw. die darunter bzw. im Gehäuseinneren befindliche Antriebs-/Empfangseinheit lastender Druck) im gleichen Maße auf beide Elemente.
In der vierten Zeile ist das Summensignal dargestellt, dessen Abweichungen über einen Toleranzbereich hinaus von einem Sollwert ebenfalls zur Überwachung herangezogen werden kann. Das Summensignai erlaubt zusätzlich noch die Überprüfung der Gesamtkapazität der beiden Kanäle. Dies ist beispieisweise dann vorteilhaft, wenn ein Effekt sich gleichartig auf beide Kanäle auswirkt, d.h. z.B. beim Ausfall beider Kanäle. So zum Beispiel das Abreißen der beiden die jeweiligen für die Messung relevanten Signale führende Leitungen. Um solche Effekte zu erkennen, kann alternativ zum Differenzsigna! auch ein einzelnes Testsignal einer der beiden Kanäle ausgewertet werden. Dabei findet jedoch im Gegensatz zum geschilderten Stand der Technik kein Parallelschalten der beiden als Kondensatoren verstandenen Sende- und Empfangseinheit statt. Bei der Auswertung des Summensägnals ist ggf. das Überschreiten eines Grenzwerts und das unterschreiten eines anderen Grenzwerts getrennt zu betrachten. Beispielsweise können die Bildung einer Kondensatbrücke oder Korrosionsprodukte im Anschlussbereich zu einer Verminderung der Impedanz der Kanäle und somit zu einer Erhöhung des Summensignals führen.
Die Auswertung von Differenz- und Summensigna! erhöht somit den informatäonsgewinn und es lassen sich mehr Fehler aufdecken.
Bezugszeichenliste
1 Mechanisch schwingfähige Einheit
2 Gabelzinken
3 Membran
4 Antriebs-/Empfangseinheit
5 Elektronikeinheit
6 Sendekanai
7 Empfangskanal
8 Sendeelement
9 Empfangseiement
10 Testeinheit
11 Subtrahierer
12 Addierer
13 Filtereinheit
14 Schalter
15 Messwiderstand
16 Schalter
L1 Erste Leitung
L2 Zweite Leitung
L3 Dritte Leitung