| JP2011185945 | METHOD AND DEVICE FOR VERIFYING FLOWMETER |
| JP08094407 | METHOD FOR FIXING MEASURING PIPE FOR MASS-FLOW SENSOR |
| JP06050784 | MASS FLOWMETER |
KOUDAL, Ole (Stockmattstrasse 85, Baden, CH-5400, CH)
MATT, Christian (St.-Jakob-Strasse 64, Aesch, CH-4147, CH)
POHL, Hans (Lindenstrasse 23, Müllheim, 79379, DE)
ENGSTLER, Gernot (Hebelstrasse 65, Basel, CH-4056, CH)
KOUDAL, Ole (Stockmattstrasse 85, Baden, CH-5400, CH)
MATT, Christian (St.-Jakob-Strasse 64, Aesch, CH-4147, CH)
POHL, Hans (Lindenstrasse 23, Müllheim, 79379, DE)
| P A T E N T A N S P R ü C H E
1 . Verfahren zum überwachen eines, insb. als Meß- und/oder Schaltgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik ausgebildeten und/oder elektronischen, Meßgeräts, das einen zumindest teilweise in einem, insb. geerdeten und/oder metallischen, Gehäuse (100) untergebrachten
Meßwandler (MW) sowie eine mit dem Meßwandler zumindest zeitweise verbundene Meßgerät-Elektronik (ME) aufweist, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:
- Erzeugen einer Potentialdifferenz (δU 12 ) zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik zum Bewirken eines Leckstromes (IL), der sowohl durch die Meßgerät-Elektronik als auch durch eine mit dieser Potentialdifferenz koexistierenden, insb, unerwünschte und/oder durch einen das Gehäuse befaüenden Belag und/oder durch Kondenswasser gebildete, elektrisch leitfähige Verbindung (R F ) zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik fließt,
- Erfassen des infolge der zumindest momentan zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik bestehenden Potentialdifferenz sowie der zumindest momentan bestehenden elektrisch leitfähige Verbindung (RF) fließenden Leckstroms, und
- Generieren wenigstens eines einen, insb. fehlerhaften, Betriebszustand des Meßgeräts momentan repräsentierenden, insb. digitalen, Zustandswertes (Z) unter Berücksichtigung des erfaßten Leckstroms. 2 Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik dadurch gebildet ist, daß das Gehäuse auf einem ersten elektrischen Bezugspotentia! (Ul) und wenigstens eine Komponente der Meßgerät-Elektronik, iπsb ein Meßkanal (20A) zum Erfassen von wenigstens einem mittels des Meßwandlers generierten Pπmarsignal (s-i), zumindest zeitweise auf einem vom ersten elektrischen Bezugspotential verschiedenen zweiten elektrischen Bezugspotential (U 2 ) liegen.
3 Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wöbet das Gehäuse zum Bilden des ersten elektrischen Bezugspotentials geerdet ist und/oder wobei die Meßgerät-Elektronik zeitweise ebenfalls auf dem ersten elektrischen Bezugspotential liegt
4 Verfahren nach einem vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des, insb. sprunghaften und/oder stufenweisen und/oder periodischen, Veranderns wenigstens eines Bezugspotentials der Meßgerät- Elektronik zum Erzeugen der Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik.
5 Verfahren nach einem vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des galvanischen Verbindens eines Ausgangs einer innerhalb der Meßgerät-Elektronik vorgesehenen, eine, insb zumindest zeitweise im wesentlichen konstante und/oder getaktete und/oder impulsformige, Ausgangsspannung liefernde Quellenschaltung (QS) mit dem Gehäuse, insb. unter Zwischenschaltung einer ström- und/oder spannungsbegrenzend wirkenden Filterschaltung (FS), zum Bilden der Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerat-Eiektronik 6 Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Verwendens des wenigstens einen Zustandswerts zum Generieren eines Alarms, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfahsger Belage innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehlers im Meßgerat signalisiert
7 Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Verwendens des wenigstens einen Zustandswerts zum Ansteuern eines mit der Meßgerät-Elektronik zumindest zeitweise, insb momentan, kommunizierenden, insb auch vom Meßgerät generierte Fehlermeldungen visualisierenden, Anzeigeelements (AE)
8 Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Vergleichens des wenigstens einen Zustandswerts mit wenigstens einem dafür vorgegebenen, insb. auch revidierbaren, Schwellenwert
9 Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Meßgerät- Elektronik wenigstens einen mit einer Meßgerät internen Nutzspannung (UN) betriebenen Meßkanal (20A) zum Erfassen von wenigstens einem mittels des Meßwandlers generierten Pπmarsignal (s-i) aufweist, und wobei die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zumindest zeitweise auf 50% der internen Nutzspannung eingestellt ist.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die
Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zum Treiben des Leckstromes auf 40 Volt oder weniger, insb kleiner als 32 Volt, eingestellt ist
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend einen Schritt des Erzeugens wenigstens eines Primärsignals (si ) mittels des Meßwandlers, das mit wenigstens einer Meßgröße eines in einer, insb. elektrisch geerdeten, Rohrleitung und/oder einem, insb. elektrisch geerdeten, Behälter geführten Medium korrespondiert.
12. Meßgerät zum Messen und/oder überwachen wenigstens einer Meßgröße eines in einer Rohrleitung und/oder einem Behälter geführten Medium, welches Meßgerät umfaßt:
- einen zumindest teilweise in einem, insb, geerdeten und/oder metallischen, Gehäuse (100) untergebrachten Meßwandler (MW) zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße sowie
- eine mit dem Meßwandler zumindest zeitweise elektrisch verbundene Meßgerät-Elektronik (ME), die
- wenigstens einen Meßkanal zum Erfassen und Weiterverarbeiten von wenigstens einem mittels des Meßwandlers generierten Primärsignal (s1 ), sowie
-- eine Strommeßschaltung (20B) zum Erfassen Meßgerät intern fließender elektrischer Ströme aufweist,
- wobei die Strommeßschaltung zumindest zeitweise, insb. wiederkehrend, einen elektrischen Leckstrom (I L ) erfaßt, der infoige der zumindest zeitweise zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik bestehenden Potentialdifferenz (δU 12 ) sowie einer gleichfalls zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik bestehenden, insb. unerwünschten und/oder durch einen das Gehäuse befallenden Belag gebildeten, elektrisch leitfähigen Verbindung (R F ) fließt.
13. Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik dadurch gebildet ist, daß das Gehäuse auf ein erstes elektrisches Bezugspotentia! (Ui) und wenigstens eine Komponente der Meßgerät-Elektronik, insb. der Meßkanal, zumindest zeitweise auf ein vom ersten elektrischen Bezugspotential verschiedenes zweites elektrisches Bezugspotential (U 2 ) gelegt sind.
14. Meßgerät nach Anspruch dem vorherigen Anspruch, wobei das Gehäuse zum Bilden des ersten elektrischen Bezugspotentials (Ui) geerdet ist, und/oder wobei die Meßgerät-Elektronik (ME) zeitweise ebenfalls auf dem ersten elektrischen Bezugspotential (U 1 ) liegt.
15. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, weiters umfassend wenigstens eine an einem Ausgang eine, insb, zumindest zeitweise im wesentlichen konstante und/oder getaktete und/oder impulsförmige, Ausgangsspannung liefernde Quellenschaltung (QS),
16. Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Ausgang der Quellenschaltung zum Erzeugen der zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik bestehenden Potentialdifferenz im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, mit dem Gehäuse elektrisch verbunden ist.
17. Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung, insb. sprunghaft und/oder stufenweise, veränderbar ist.
18. Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung eine Wechselspannung, insb. von veränderbarer Frequenz, ist. 19, Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Meßgerät- Elektronik ferner eine, insb. mitteis eines als Spannungsteiler und/oder als Strombegrenzer dienenden Widerstandsnetzes und/oder mittels einer als Spannungsgleichrichter und/oder als Spannungsbegrenzer dienenden Diodenschaltung gebildete, Filterschaltung (FS) aufweist, die, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
20. Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Meßgerät- Eiektronik ferner ein als Spannungsteiler und/oder als Strombegrenzer dienendes Widerstandsnetz aufweist, das, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, sowohl an den Ausgang der Quelienschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
21 . Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei die Meßgerät- Elektronik ferner eine als Spannungsgleichrichter und/oder als Spannungsbegrenzer dienenden Diodenschaltung aufweist, die, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
22. Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , - wobei der wenigstens eine Meßkana! mit einer Meßgerät internen
Nutzspannung (U N ) betrieben ist, und - wobei die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung und/oder die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zumindest zeitweise auf 50% der internen Nutzspannung eingestellt ist.
23. Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Nutzspannung auch dem Betreiben der Quelienschaltung dient.
24. Meßgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren dem Bilden der Potentiaidifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik dienende Ausgangsspannung maximal 40 Volt, msb. weniger a!s 32 Volt, beträgt, und/oder daß die dem Treiben des Leckstromes dienende Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik stets kleiner als 40 Volt gehalten ist, insb höchstens 32 Voit beträgt.
25. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei die den Leckstrom ermöglichende elektrisch leitende Verbindung zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik einen elektrischen Widerstand aufweist, der, insb. um mehr aäs eine Dekade, kleiner als ein anfänglicher Isolationswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik und/oder der kleiner als 1 Mω, insb. kleiner als 500 kω, ist.
26. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 21 , wobei ein anfänglicher isolattonswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik größer als 1 Mω, insb. größer als 10 Mω, ist.
27. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 22, wobei die
Strommeßschaltung einen vom Leckstrom durchflossenen Sensewiderstand (Rs) umfaßt, über dem eine dem Leckstrom im wesentlichen proportionale Spannung abfällt.
28. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 23, wobei die Meßgerät- Eiektronik wenigstens einen Komparator zum Vergleichen des erfaßten Leckstromes mit wenigstens einem dafür vorgegebenen, insb. auch revidierbaren, Schwellenwert aufweist.
29. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 24, wobei die Meßgerät- Elektronik basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom einen Alarm generiert, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfähiger Beläge innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehler im Meßgerät signalisiert.
30. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 25, weiters umfassend ein Anzeigeelement (AE) zum Visualisieren von Meßgerät intern generierten Fehlermeldungen, insb. eines basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom generierten Alarms.
31. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 26, wobei die Meßgerät- Elektronik basierend auf dem von der Strommeßschaitung erfaßten Leckstrom wenigstens einen, insb. digitalen, Zustandswert (Z) generiert, der einen, insb. fehlerhaften, Betriebszustand des Meßgeräts momentan repräsentiert.
32. Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Meßgerät-Elektronik basierend auf dem Zustandswert einen Alarm generiert, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfähiger Beläge innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehler im Meßgerät signalisiert.
33. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 28, wobei die Meßgerät- Elektronik weiters einen, insb. zumindest zeitweise mit der Strommeßschaltung und/der zumindest zeitweise mit der Quellenschaltung kommunizierenden, Mikrocomputer (μC) aufweist,
34. Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Strommeßschaltung wenigstens einen A/D-Wandler zum Digitalisieren des erfaßten Leckstroms aufweist, welcher A/D-Wandler zumindest zeitweise an einem Ausgang ein den erfaßten Leckstrom digital repräsentierende Digitalsignal liefert.
35. Meßgerät nach Anspruch 31 , - wobei die Strommeßschaltung wenigstens einen A/D-Wandler zum
Digitalisieren des erfaßten Leckstroms aufweist, und - wobei die Meßgerät-Elektronik weiters einen zumindest zeitweise mit der Strommeßschaltung via A/D-Wandler kommunizierenden Mikrocomputer aufweist, der basierend auf dem von der Strommeßschaitung erfaßten und digitalisierten Leckstrom den wenigstens einen Zustandswert generiert. |
Meßgerät sowie Verfahren zum überwachen eines Meßgeräts
Die Erfindung betrifft ein, insb. als Meß- und/oder Schaltgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik ausgebildetes und/oder elektronisches, Meßgerät zum Messen und/oder überwachen wenigstens einer Meßgröße eines in einer Rohrleitung und/oder einem Behälter geführten Mediums. Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum überwachen eines solchen Meßgeräts, das einen zumindest teilweise in einem, insb. geerdeten, Gehäuse untergebrachten Meßwandier sowie eine mit dem Meßwandler zumindest zeitweise verbundene Meßgerät-Elektronik aufweist.
!n der industriellen Prozeß-Meßtechnik werden, insb. auch im Zusammenhang mit der Automation chemischer oder verfahrenstechnischer Prozesse und/oder der automatisierten Steuerung von industriellen Anlagen, prozeßnah installierte elektrische Meß- und/oder Schaltgerät, so genannte Feldgeräte, wie z.B. Coriolis-Massendurchfluß-Meßgeräte, Dichte- Meßgeräte, magnetisch-induktive Durchflußmeßgeräte, Wirbel- Durchflußmeßgeräte, Uitraschall-Durchflußmeßgeräte, thermische Massendurchfluß-Meßgeräte, Druck-Meßgeräte, Füllstand-Meßgeräte, Temperatur-Meßgeräte, ph-Wert-Meßgeräte etc., eingesetzt, die der Erzeugung von Prozeßgrößen - analog oder digital - repräsentierenden Meßwerten sowie diese letztlich tragende Meßwertsignalen dienen. Bei den jeweils zu erfassenden Prozeßgrößen kann es sich je nach Anwendung beispielsweise, um einen Massendurchfluß, eine Dichte, eine Viskosität, einen Füll- oder einen Grenzstand, einen Druck oder eine Temperatur oder dergleichen, eines flüssigen, pulver-, dampf- oder gasförmigen Mediums
handeln, das in einem entsprechenden Behalter, wie z.B. einer Rohrleitung oder einem Tank, gefuhrt bzw. vorgehalten wird.
Zum Erfassen der jeweiligen Prozeßgrößen weisen Feidgerate der vorgenannten Art jeweils einen entsprechenden physikalisch-elektrischen oder chemisch-elektrischen Meßaufnehmer auf. Dieser ist zumeist in eine Wandung des das Medium jeweils fuhrenden Behälters oder der in den Verlauf einer das Medium jeweils fuhrenden Leitung, beispielsweise eine Rohrleitung, eingesetzt und dient dazu, wenigstens ein mit der zu erfassenden Prozeßgroße entsprechend korrespondierendes elektrisches Meßsigna! zu erzeugen Zum Verarbeiten des Meßsignals ist der Meßaufnehmer weiters mit einer in einer Feldgerat-Elektronik des Feldgerats vorgesehenen, der Weiterverarbeitung oder Auswertung des wenigstens einen Meßsignals wie auch der Generierung entsprechender Meßwertesignale dienenden Meßgerat internen Betriebs- und
Auswerteschaltung verbunden Weiterführende Beispiele für derartige, dem Fachmann an und für sich bekannte Meßgerate, insb auch deren Aufbau, Verwendung und/oder Betrieb betreffende Einzelheiten, sind u.a. in der WO- A 07/130024, WO-A 03/048874, WO-A 02/45045, der WO-A 02/103327, der WO-A 02/086426, der WO-A 01/02816 der WO-A 00/48157, der WO-A
00/36 379, der WO-A 00/14 485, der WO-A 95/16 897, der WO-A 88/02 853, der WO-A 88/02 476, der US-B 71 34 348, der US-B 71 33 727, der US-B 70 75 313, der US-B 70 73 396, der US-B 70 32 045, der US-B 68 54 055, der US-B 67 99 476, der US-B 67 76 053, der US-B 67 69 301 , der US-B 67 11 958, der US-B 66 66 098, der US-B 66 62 120, der US-B 66 40 308, US-B 65 77 989, der US-B 65 74 515, der US-B 65 56 447, der US-B 65 39 819, der US-B 65 35 161 , der US-B 65 12 358, der US-B 64 87 507, der US-B 64 84 591 , der US-B 64 80 131 , der US-B 64 76 522, der US-B 63 97 683, der US- B 63 66 436, der US-B 63 52 000, der US-B 63 1 1 136, der US-B 62 85 094, der US-B 62 69 701 , der US-B 62 36 322, der US-A 61 40 940, der US-A 60
51 783, der US-A 60 14 100, der US-A 60 06 609, der US-A 59 59 372, der US-A 57 96 01 1 , der US-A 57 42 225, der US-A 57 42 225, der US-A 57 06 007, der US-A 56 87 100, der US-A 56 72 975, der US-A 56 04 685, der US- A 55 35 243, der US-A 54 69 748, der US-A 54 16 723, der US-A 53 63 341 , der US-A 53 59 881 , der US-A 53 49 872, der US-A 52 31 884, der US-A 52 07 101 , der US-A 51 31 279, der US-A 50 68 592, der US-A 50 65 152, der US-A 50 52 230, der US-A 49 26 340, der US-A 48 50 213, der US-A 47 68 384, der US-A 47 16 770, der US-A 46 56 353, der US-A 46 17 607, der US- A 45 94 584, der US-A 45 74 328, der US-A 45 24 610 1 der US-A 44 68 971 , der US-A 43 17 116, der US-A 43 08 754, der US-A 38 78 725, der US-A 2007/0217091 , der US-A 2006/0179956, der US-A 2006/0161359, der US-A 2006/0120054, der US-A 2006/01 12774, der US-A 2006/0096390, der US-A 2005/0139015, der US-A 2004/01 17675, der EP-A 1 669 726, der EP-A 1 158 289, der EP-A 1 147 463, der EP-A 1 058 093, der EP-A 984 248, der EP-A 591 926, der EP-A 525 920, der DE-A 102005 032 808, der DE 100 41 166, der DE-A 44 12 388, der DE-A 39 34 007 oder der DE-A 37 11 754 hinreichend ausführlich und detailliert beschrieben.
Bei einer Vielzahl von Feldgeräten der in Rede stehenden Art wird der Meßaufnehmer zum Erzeugen des Meßsignais im Betrieb zudem von einem von der Betriebs- und Auswerteschaltung zumindest zeitweise generierten Treibersignal so angesteuert, daß er in einer für die Messung geeigneten Weise zumindest mittelbar oder aber auch über eine das Medium direkt kontaktierende Sonde praktisch unmittelbar auf das Medium einwirkt, um dort mit der zu erfassenden Meßgröße entsprechend korrespondierende
Reaktionen hervorzurufen. Das Treibersignal kann dabei beispielsweise hinsichtlich einer Stromstarke, einer Spannungshöhe und/oder einer Frequenz entsprechend geregelt sein. Als Beispiele für solche aktiven, also ein elektrisches Treibersignal im Medium entsprechend umsetzende Meßaufnehmer sind im besonderen dem Messen von zumindest zeitweise
strömenden Medien dienende Durchfluß-Meßaufnehmer, z.B. mit wenigstens einer vom Treibersignai angesteuerten, Magnetfeld erzeugenden Spule oder wenigstens einem vom Treibersignal angesteuerten Uitraschallsender, oder aber auch dem Messen und/oder überwachen von Füllständen in einem Behälter dienende Füllstands- und/oder Grenzstandsaufnehmer, wie z.B. mit freästrahlender Mikrowellenantenne, Gouboun-Leitung oder vibrierendem Tauchkörper, zu nennen.
Geräte der in Rede stehenden Art weisen ferner wenigstens ein Gehäuse mit wenigstens einer elektrische, elektronische und/oder elektro-mechanische Bauteile und/oder Baugruppen des Geräts, beispielsweise Komponenten der erwähnten Betriebs- und Auswerteschaitung, aufnehmende, üblicherweise druckdicht und/oder explosionsfest verschlossene Kammer auf. So umfassen Feldgeräte der beschriebenen Art zur Aufnahme der Feldgerät- Elektronik zumeist ein vergleichsweise robustes, insb. schlag-, druck-, und/oder wetterfestes, Elektronik-Gehäuse. Dieses kann, wie z.B. in der US- A 63 97 683 oder der WO-A 00/36379 vorgeschlagen, vom Feldgerät entfernt angeordnet und mit diesem nur über eine flexible Leitung verbunden sein; es kann aber auch, wie z.B. in der EP-A 903 651 oder der EP-A 1 008 836 gezeigt, direkt am Meßaufnehmer oder einem den Meßaufnehmer separat einhausenden Meßaufnehmer-Gehäuse angeordnet sein. Gegebenenfalls kann dann das Elektronik-Gehäuse, wie beispielsweise in der EP-A 984 248, der US-A 45 94 584, der US-A 47 16 770 oder der US-A 63 52 000 gezeigt, auch dazu dienen, einige mechanische Komponenten des Meßaufnehmers mit aufzunehmen, wie z.B. sich unter mechanischer Einwirkung betriebsmäßig verformende membran-, stab-, hülsen- oder rohrförmige Deformation- oder Vibrationskörper, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnte US-B 63 52 000 oder US-A 60 51 783.
Bei Feldgeräten ist die jeweilige Feldgerät-Eiektronik üblicherweise über entsprechende elektrische Leitungen an ein vom jeweiligen Gerät zumeist räumlich entfernt angeordnetes und zumeist auch räumlich verteiltes übergeordneten elektronischen Datenverarbeitungssystem elektrisch angeschlossen, an das die vom jeweiligen Feldgerät erzeugten Meßwerte mittels eines diese entsprechend tragenden Meßwertesignals zeitnah weitergegeben werden.
Elektrische Geräte der beschriebenen Art sind zudem üblicherweise mittels eines innerhalb des übergeordneten Datenverarbeitungssystems vorgesehenen Datenübertragungsnetzwerks miteinander und/oder mit entsprechenden elektronischen Prozeß-Steuerungen verbunden, beispielsweise vor Ort installierte Speicherprogrammierbare Steuerungen oder in einer entfernten Leitwarte installierte Prozeß-Leitrechnern, wohin die mittels des eiektronischen Geräts erzeugten und in geeigneterweise digitalisierten und entsprechend codierten Meßwerte weitergesendet werden. Mittels solcher Prozeß-Leitrechner können die übertragenen Meßwerte weiter/erarbeitet und als entsprechende Meßergebnisse z.B. auf Monitoren visualisiert und/oder in Steuersignale für andere als Stellgeräte ausgebildete Feldgeräte, wie z.B. Magnet-Ventile, Elektro-Motoren etc., umgewandelt werden. Da moderne Meßanordnungen zumeist auch direkt von solchen Leitrechnern aus überwacht und gegebenenfalls gesteuert und/oder konfiguriert werden können, werden in entsprechender Weise über vorgenannte, zumeist hinsichtlich der übertragungsphysik und/oder der übertragungslogik hybride Datenübertragungsnetzwerke dem elektronischen Gerät zugewiesene Betriebsdaten gleichermaßen versendet. Dementsprechend dient das Datenverarbeitungssystem im Falle dessen, daß das elektronische Gerät als Feldgerät der vorgenannten Art, insb. auch als Meßgerät, ausgebildet ist, üblicherweise auch dazu, das vom elektronischen Gerät gelieferte Meßwertesignal entsprechend den Anforderungen
nachgelagerter Datenübertragungsnetzwerke zu konditionieren, beispielsweise geeignet zu digitalisieren und gegebenenfalls in ein entsprechendes TeJegramm umzusetzen, und/oder vor Ort auszuwerten. Dafür sind in solchen Datenverarbeitungssystemen mit den jeweiligen Verbincfungsleitungen elektrisch gekoppelte Auswerteschaltungen vorgesehen, die die vom jeweiligen Meß- und/oder Schaltgerät empfangenen Meßwerte vor- und/oder weiterverarbeiten sowie, falls erforderliche, geeignet konvertieren. Zur Datenübertragung dienen in solchen industrielien Datenverarbeitungssystemen zumindest abschnittsweise, insb. serielle, Feldbusse, wie z.B, FOUNDATION FIELDBUS, RACKBUS-RS 485, PROFIBUS etc., oder beispielsweise auch Netzwerke auf Basis des ETHERNET-Standards sowie die entsprechenden, zumeist übergreifend standardisierten übertragungs-Protokolle. Neben den für die Verarbeitung und Konvertierung der von den jeweils angeschlossenen Feldgeräte gelieferten Meßwerte erforderlichen Auswerteschaltungen weisen solche übergeordnete Datenverarbeitungssysteme zumeist auch der Versorgung der angeschlossenen Meß- und/oder Schaltgräte mit elektrischer Energie dienende elektrische Versorgungsschaltungen auf, die eine entsprechende, ggf. direkt vom angeschlossenen Feldbus gespeiste, Versorgungsspannung für die jeweilige Feldgerät-Elektronik bereitstellen und die daran angeschlossenen elektrische Leitungen sowie die jeweiligen Feldgerät- Elektroniken durchfließende elektrische Ströme treiben. Eine Versorgungsschaltung kann dabei beispielsweise genau einem Feldgerät jeweils zugeordnet und zusammen mit der dem jeweiligen Feldgerät zugeordneten Auswerteschaltung - beispielsweise zu einem entsprechenden Feidbusadapter vereint - in einem gemeinsamen, z.B. als Hutschienen-Modu! ausgebildeten, Elektronik-Gehäuse untergebracht sein. Es ist aber durchaus auch üblich, Versorgungsschaltungen und Auswerteschaltungen jeweils in separaten, ggf. voneinander räumlich entfernten Elektronik-Gehäusen
unterzubringen und über externe Leitungen miteinander entsprechend zu verdrahten.
Industrietaugiiche elektrische bzw. auch eäektronische Geräte, insb. Feldgeräte der genannten Art, müssen bekanntlich sehr hohen
Schutzanforderungen genügen, insb. hinsichtlich der Abschottung der darin piazierten elektrischen Bauteile gegen äußere Umwelteinflüsse, hinsichtlich des Schutzes gegen allfälliges Berühren spannungsführender Bauteile und/oder hinsichtlich des Unterbindens von elektrischen Zündfunken im Fehlerfall. Hierzu gehört, wie beispielsweise auch in der DE-A 100 41 166 ausgeführt, im besonderen die Anforderung, daß ein elektrischer Leckstrom, der, beispielsweise bei Körper- oder Nebenschluß infolge schadhafter Leitungsisolierung oder infoige leitfähiger Beläge, via Gehäuse gen Masse oder Erde fließen könnte, einen maximal zulässigen Höchstwert nicht überschreiten darf. Bei einem Anschluß des elektrischen Geräts an 250 V beträgt dieser zulässige Höchstwert beispielsweise 10 mA. Werden diese Anforderungen erfüllt, so entspricht das Gerät zumindest den Anforderungen der Schutzklasse 1 1 , d. h. es handelt sich um ein elektrisches Gerät mit Schutzisolierung. Zur Realisierung dieser Anforderungen ist es demnach erforderlich, daß das Gehäuse des elektrischen Geräts gegenüber allen spannungsführenden Teilen des Geräts ausreichend isoliert ist. Eine solche Isolierung ist insbesondere dann notwendig, wenn es sich um ein Gehäuse aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise einem Metall, handelt, Typischerweise sind die Isolationswiderstände zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zumindest anfänglich wesentlich größer als 1 Mω, etwa in der Größenordnung von 10 Mω oder darüber, während solche Leckströme ermöglichende elektrisch ieitende Verbindungen zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik einen elektrischen Widerstand aufweisen können, der um mehr als eine Dekade kleiner als der anfängliche Isolationswiderstand, insb. kleiner als 1 Mω oder sogar kleiner als 500 kω, sein kann.
Elektrische Geräte, die auch in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden sollen, müssen darüberhinaus auch sehr hohen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich des Explosionsschutzes genügen. Dabei geht es im besonderen darum, die Bildung von Funken sicher zu vermeiden oder zumindest sicherzustellen, daß ein im Inneren eines abgeschlossenen Raumes aüfällig entstehender Funke keine Auswirkungen auf die Umgebung hat, um so die eine potentiell mögliche Auslösung einer Explosion sicher zu verhindern. Wie beispielsweise auch in der eingangs genannten EP-A 1 669 726, US-B 63 66 436, der US-B 65 56 447 oder der US-A 2007/0217091 hierzu ausgeführt, werden im Zusammenhang mit Explosionsschutz verschiedene Zündschutzarten unterschieden, die jeweils auch in einschlägigen, elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche betreffenden Standards und Normen entsprechend manifestiert sind, wie z.B. in der US-amerikanischen Norm FM3600, der internationale Norm IEC 60079-18 oder den Normen DIN EN 50014 ff. So ist z.B. gemäß der Europäischen Norm EN 50 020:1994 Expiosionsschutz gegeben, wenn Geräte gemäß der darin definierten Zündschutzart oder auch Schutzklasse mit dem Namen "Eigensicherheit" (Ex-i) ausgebildet sind. Gemäß dieser Schutzklasse haben die Werte für die elektrischen Größen Strom, Spannung und Leistung in einem Gerät zu jeder Zeit jeweils unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes zu liegen. Die drei Grenzwerte sind so gewählt, daß im Fehlerfall, z.B. durch einen Kurzschluß, die maximal entstehende Wärme nicht ausreicht, um einen Zündfunken zu erzeugen. Der Strom wird z.B. durch Widerstände, die Spannung z.B. durch Zener-Dioden und die Leistung durch entsprechende Kombination von ström- und spannungsbegrenzenden Bauteilen unter den vorgegebenen Grenzwerten gehalten, in der Europäischen Norm EN 50 019:1994 ist eine weitere Schutzklasse mit dem Namen "Erhöhte Sicherheit" (Ex-e) angegeben. Bei Geräten, die gemäß dieser Schutzklasse ausgebildet sind, wird der Zünd-
bzw. Explosionsschutz dadurch erzielt, daß die räumlichen Abstände zwischen zwei verschiedenen elektrischen Potentialen so groß sind, daß eine Funkenbildung auch im Fehlerfall aufgrund der Distanz nicht auftreten kann. Dies kann jedoch unter Umständen dazu führen, daß SchaStungsanordnungen sehr große Abmessungen aufweisen müssen, um diesen Anforderungen zu genügen. Als eine andere Schutzklasse ist in der Europäischen Norm EN 50 018:1994 ferner die Zündschutzart "Druckfeste Kapselung'" (Ex-d) aufgeführt. Elektrische Geräte die gemäß dieser Schutzkiasse ausgebildet sind, müssen ein druckfestes Gehäuse aufweisen, durch das sichergestellt ist, daß eine im Inneren des Gehäuses auftretende Explosion nicht in den Außenraum übertragen werden kann. Druckfeste Gehäuse sind, damit sie eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, vergleichsweise dickwandig ausgebildet. In den USA, in Kanada, in Japan und anderen Ländern gibt es mit vorgenannten Europäischen Normen vergleichbare Standards.
Neben vorgenannter Betriebssicherheit im Sinne eines Ausschließens von vom Feldgerät ausgehender Gefährdung von Personen und/oder von Anlagen besteht eine weitere Anforderung an derartige, als Feldgeräte ausgebildeten elektronischen Geräten darin, Betriebssicherheit auch im
Sinne einer Verläßlichkeit der intern generierten Meßsignale bzw. der davon abgeleiteten Meßwerte dauerhaft zu gewährleisten. So können beispielsweise infolge von fortschreitender Belagsbildung und/oder infolge schadhafter Isolation innerhalb der Meßgerät-Elektronik unerwünschterweise gebildete ieitfähige Verbindungen und damit einhergehend im Feldgerät fließenden Leckstrόmen zu erheblichen Verfälschungen von intern des jeweiligen Feidgerät generierten Meßsignalen führen.
Um den fehlerfreier Betrieb solcher Geräte sowie deren Betriebssicherheit über einen sehr langen Zeitraum gewährleisten oder allfällig auftretende oder
sich anbahnende Gerätefehler möglichst frühzeitig erkennen zu können, ist dementsprechend besonders auch die Meßgerät-Elektronik wiederkehrend auf ihre Integrität hin zu überprüfen. Bei konventionellen Feldgeräten der in rede stehenden Art wird die Integrität der zugehörigen Meßgerät-Elektronik oftmals dadurch geprüft, daß eine entsprechende elektronische Meß- und Prüfschaltung, mittels der Leitungs- und Isolationswiderstände ausgemessen werden können, von extern über entsprechenden Service-Anschlüsse an die Meßgerät-Elektronik angeschlossen und eine entsprechende Impedanzmessung an einzelnen Baugruppen und/oder Leitungen der Meßgerät-Elektronik durchgeführt wird, gegebenenfalls einhergehend mit einer vorübergehenden Unterbrechung des eigentlichen Meßbetriebs. Allerdings zieht die Verwendung solcher separater Strommeßschaltungen verbunden mit einer nur durch Service-Personal vor Ort durchführbaren Diagnose einen sehr hohen personellen wie auch logistischen Aufwand mit sich. Als eine weitere besonderer Nachteil solcher separater Meß- und Prüfschaltungen ist zudem die zumeist erforderliche vorübergehende Unterbrechung des eigentlichen Meßbetriebs des Geräts oder ein gegebenenfalls erforderliches Abtrennen der Meßgerät-Elektronik von einem allfällig daran angeschlossenen Kommunikations- und Versorgungsnetzwerk zu nennen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die überprüfung von Betriebszuständen und/oder die Betriebssicherheit elektrischer Geräte der vorgenannten Art, insb. auch von deren jeweiliger Elektronik, dahingehend zu verbessern, daß ein frühzeitiges Erkennen von sich anbahnenden Fehlerzuständen innerhalb der Meßgerät-Elektronik, wie etwa durch leitfähige Beläge und/oder Isolationsfehler hervorgerufenen Körper- und/oder Nebenschluß, ermöglicht wird, gegebenenfalls auch ohne nennenswerte Einschränkung des eigentlichen Meßbetriebs und/oder auch im Zuge einer
vom am Meßgerät wiederkehrend und/oder selbsttätig durchgeführten Diagnose.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem, insb. als Meß- und/oder Schaltgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik ausgebildeten und/oder elektronischen, Meßgerät zum Messen und/oder überwachen wenigstens einer Meßgröße eines in einer Rohrleitung und/oder einem Behälter geführten Mediums, welches Meßgerät umfaßt:
- einen zumindest teilweise in einem, insb. geerdeten und/oder metallischen, Gehäuse untergebrachten Meßwandler zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße sowie
- eine mit dem Meßwandler zumindest zeitweise elektrisch verbundene Meßgerät-Elektronik, die
-- wenigstens einen Meßkanal zum Erfassen und Weiterverarbeiten von wenigstens einem mittels des Meßwandiers generierten Primärsignal, sowie -- eine Strommeßschaltung zum Erfassen Meßgerät intern fließender elektrischer Ströme aufweist,
- wobei die Strommeßschaitung im Betrieb zumindest zeitweise, insb, wiederkehrend, einen elektrischen Leckstrom erfaßt, der infolge der zumindest zeitweise zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik bestehenden Potentialdifferenz sowie einer gleichfalls zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik bestehenden, insb. unerwünschten und/oder durch einen das Gehäuse befallenden Belag gebildeten, elektrisch leitfähigen Verbindung fließt.
Darüber hinaus besteht die Erfindung in einem Verfahren zum überwachen eines, insb. als Meß- und/oder Schaitgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik ausgebildeten und/oder elektronischen, Meßgeräts, das einen zumindest teilweise in einem, insb. geerdeten und/oder
metallsichen, Gehäuse untergebrachten Meßwandler sowie eine mit dem Meßwandler zumindest zeitweise verbundene Meßgerät-Elektronik aufweist, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt-
- Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerat- Elektronik zum Bewirken eines Leckstromes, der sowohl durch die
Meßgerät-Elektronik als auch durch eine mit dieser Potentialdifferenz koexistierenden, insb unerwünschte und/oder durch einen das Gehäuse befallenden Belag und/oder durch Kondenswasser gebildete, elektrisch leitfahige Verbindung zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik fließt, - Erfassen des infolge der zumindest momentan zwischen Gehäuse und
Meßgerät-Elektronik bestehenden Potentialdifferenz sowie der zumindest momentan bestehenden elektrisch leitfahige Verbindung fließenden Leckstroms, und
- Generieren wenigstens eines einen, insb. fehlerhaften, Betπebszustand des Meßgeräts momentan repräsentierenden, insb digitalen,
Zustandswertes unter Berücksichtigung des erfaßten Leckstroms
Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Potentlaidifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerat- Elektronik dadurch gebildet ist, daß das Gehäuse auf ein erstes elektrisches Bezugspotential und wenigstens eine Komponente der Meßgerät-Elektronik, insb der Meßkanal, zumindest zeitweise auf ein vom ersten elektrischen Bezugspotential verschiedenes zweites elektrisches Bezugspotential gelegt sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß das Gehäuse zum Bilden des ersten elektrischen Bezugspotentials geerdet ist, und/oder daß die Meßgerät-Elektronik zeitweise ebenfalls auf dem ersten elektrischen Bezugspotential liegt.
Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters wenigstens eine an einem Ausgang eine,
insb. zumindest zeitweise im wesentlichen konstante und/oder getaktete und/oder impulsförmige, Ausgangsspannung liefernde Quellenschaltung umfaßt. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist der Ausgang der Quellenschaltung zum Erzeugen einer zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik bestehenden Potentialdifferenz im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, mit dem Gehäuse elektrisch verbunden.
Nach einer dritten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Quelienschaltung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung, insb. sprunghaft und/oder stufenweise, veränderbar ist.
Nach einer vierten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung eine Wechselspannung, insb. von veränderbarer Frequenz, ist.
Nach einer fünften Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik ferner eine, insb. mittels eines als Spannungsteiler und/oder als Strombegrenzer dienenden Widerstandsnetzes und/oder mittels einer als Spannungsgleichrichter und/oder als
Spannungsbegrenzer dienenden Diodenschaltung gebildete, Filterschaltung aufweist, die, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
Nach einer sechsten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik ferner ein als Spannungsteiler und/oder als Strombegrenzer dienendes Wäderstandsnetz aufweist, das, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft,
sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
Nach einer siebenten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik ferner eine als
Spannungsgieichrichter und/oder als Spannungsbegrenzer dienenden Diodenschaltung aufweist, die, insb. mittels Schalter, im Betrieb zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung als auch an das Gehäuse elektrisch angeschlossen ist.
Nach einer achten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß wobei der wenigstens eine Meßkanai mit einer Meßgerät internen Nutzspannung betrieben ist, und daß die Quelienschaitung so ausgebildet ist, daß deren Ausgangsspannung und/oder die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zumindest zeitweise auf 50% der internen Nutzspannung eingestellt ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend dient die Nutzspannung auch dem Betreiben der Quellenschaltung.
Nach einer neunten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Quellenschaltung so ausgebildet ist, daß deren dem Bilden der Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik dienende Ausgangsspannung maximal 40 Volt, insb. weniger als 32 Volt, beträgt, und/oder daß die dem Treiben des Leckstromes dienende Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik stets kleiner als 40 Volt gehalten ist, insb. höchstens 32 Volt beträgt.
Nach einer zehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung weist die den Leckstrom ermöglichende elektrisch leitende Verbindung zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik einen eiektrischen Widerstand auf, der,
insb. um mehr als eine Dekade, kleiner als ein anfänglicher Isolationswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik und/oder der kleiner als 1 Mω, insb. kleiner als 500 kω, ist.
Nach einer elften Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß ein anfänglicher Isolationswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik größer als 1 Mω, insb. größer als 10 Mω, ist.
Nach einer zwölften Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Strommeßschaitung einen vom Leckstrom durchflossenen Sensewiderstand umfaßt, über dem eine dem Leckstrom im wesentlichen proportionale Spannung abfällt.
Nach einer dreizehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik wenigstens einen Komparator zum Vergleichen des erfaßten Leckstromes mit wenigstens einem dafür vorgegebenen, insb. auch revidierbaren, Schwellenwert aufweist.
Nach einer vierzehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom einen Alarm generiert, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung lettfähiger Belage innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehler im Meßgerät signalisiert.
Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters ein Anzeigeelement zum Visualisieren von Meßgerät intern generierten Fehlermeldungen, insb. eines basierend auf dem von der Strommeßschaitung erfaßten Leckstrom generierten Alarms umfaßt.
Nach einer sechzehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom wenigstens einen, Insb. digitalen, Zustand swert generiert, der einen, insb. fehlerhaften, Betriebszustand des Meßgeräts momentan repräsentiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist femer vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik basierend auf dem Zustandswert einen Alarm generiert, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfähiger Beläge innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehler im Meßgerät signalisiert. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist ferner vorgesehen, daß die Strommeßschaltung wenigstens einen A/D-Wandler zum Digitalisieren des erfaßten Leckstroms aufweist, und daß die Meßgerät-Elektronik weiters einen zumindest zeitweise mit der Strommeßschaltung via A/D-Wandler kommunizierenden Mikrocomputer aufweist, der basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten und digitalisierten Leckstrom den wenigstens einen Zustandswert generiert.
Nach einer siebzehnten Ausgestaltung des Meßgeräts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik weiters einen, insb. zumindest zeitweise mit der Strommeßschaltung und/der zumindest zeitweise mit der Quellenschaltung kommunizierenden, Mikrocomputer aufweist. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Strommeßschaitung wenigstens einen A/D-Wandler zum Digitalisieren des erfaßten Leckstroms aufweist, welcher A/D-Wandler zumindest zeitweise an einem Ausgang ein den erfaßten Leckstrom digital repräsentierende Digitalsignal liefert.
Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik dadurch gebildet ist, daß das Gehäuse auf einem ersten elektrischen Bezugspotential und wenigstens eine Komponente der
Meßgerät-Elektronik, insb. ein Meßkana! zum Erfassen von wenigstens einem mittels des Meßwandlers generierten Primärsignal, zumindest zeitweise auf einem vom ersten elektrischen Bezugspotential verschiedenen zweiten elektrischen Bezugspotential liegen.
Nach einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse zum Bilden des ersten elektrischen Bezugspotentials geerdet ist und/oder wobei die Meßgerät-Elektronik zeitweise ebenfalls auf dem ersten elektrischen Bezugspotential liegt.
Nach einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des, insb. sprunghaften und/oder stufenweisen und/oder periodischen, Veränderns wenigstens eines Bezugspotentials der Meßgerät-Elektronik zum Erzeugen der Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik umfaßt,
Nach einer vierten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des galvanischen Verbindens eines Ausgangs einer innerhalb der Meßgerät-Elektronik vorgesehenen, eine, insb. zumindest zeitweise im wesentlichen konstante und/oder getaktete und/oder impulsförmige, Ausgangsspannung liefernde Quellenschaltung mit dem Gehäuse, insb. unter Zwischenschaltung einer ström- und/oder spannungsbegrenzend wirkenden Filterschaltung, zum Bälden der Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik umfaßt.
Nach einer fünften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des Verwendens des wenigstens einen Zustandswerts zum Generieren eines Alarms, der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfähiger Beläge
innerhalb des Gehäuses verursachten, Fehlers im Meßgerät signalisiert, umfaßt.
Nach einer sechsten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des Verwendens des wenigstens einen Zustandswerts zum Ansteuern eines mit der Meßgerät- Elektronik zumindest zeitweise, insb. momentan, kommunizierenden, insb. auch vom Meßgerät generierte Fehlermeldungen visualisierenden, Anzeigeelements umfaßt.
Nach einer siebenten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des Vergieichens des wenigstens einen Zustandswerts mit wenigstens einem dafür vorgegebenen, insb. auch revidierbaren, Schwellenwert umfaßt.
Nach einer achten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßgerät-Elektronik wenigstens einen mit einer Meßgerät internen Nutzspannung betriebenen Meßkaπal zum Erfassen von wenigstens einem mittels des Meßwandlers generierten Primärsignal aufweist, und wobei die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik zumindest zeitweise auf 50% der internen Nutzspannung eingestellt ist.
Nach einer neunten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß die Potentialdifferenz zwischen Gehäuse und Meßgerät- Elektronik zum Treiben des Leckstromes auf 40 Volt oder weniger, insb. kleiner als 32 Volt, eingestellt ist.
Nach einer zehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses weiters einen Schritt des Erzeugens wenigstens
eines Primärsignals mittels des Meßwandlers, das mit wenigstens einer Meßgröße eines in einer, insb. elektrisch geerdeten, Rohrleitung und/oder einem, insb. elektrisch geerdeten, Behälter geführten Medium korrespondiert, umfaßt.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die überprüfung von Betriebszuständen und/oder die Betriebssicherheit elektrischer Geräte der vorgenannten Art, insb. auch von deren jeweiliger Elektronik, mit „bordeigenen" Meßmitteln, wie etwa der vorgenannten Strommeßschaltung und/oder der vorgenannten Quellenschaltung, durchzuführen, insb. auch automatisch oder halbautomatisch im Dialog mit dem Anwender, und zwar möglichst ohne Unterbrechung oder zumindest ohne nennenswerte Einschränkung des eigentlichen Meßbetriebs.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die vorgenannten Meßgeräte bzw. Verfahren im Sinne der Erfindung weiter auszugestalten oder weiterzubilden. Dazu wird im besonderen auch auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende Erläuterung der Erfindung wie auch vorteilhafter Ausgestaltungen derselben anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen verwiesen; gleiche Teile sind in den Figuren im übrigen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Falls es der übersichtlichkeit dienlich ist, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Im einzelne zeigen:
Fig. 1 schematisch in einer perspektivischen Seltenansicht ein
Meßgerät zum Messen und/oder überwachen wenigstens einer Meßgröße eines in einer Rohrleitung und/oder einem Behälter geführten Mediums,
Fig. 2 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht eine erste Variante eines, insb. als ein in eine Rohrleitung einfügbares In-Line-Meßgerät zum Messen wenigstens eines Parameters eines in der Rohrleitung geführten Mediums τ ausgebildeten Meßgeräts gemäß Fig. 1 , und
Fig. 3 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht eine zweite Variante eines, insb. als ein in eine Rohrleitung einfügbares In-Line-Meßgerät zum Messen wenigstens eines Parameters eines in der Rohrleitung geführten Mediums τ ausgebildeten Meßgeräts gemäß Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein, insb. als Meß- und/oder Schaltgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik ausgebildetes, Meßgerät gezeigt. Das Meßgerät weist wenigstens ein, insb. metallisches und/oder [nodulares, Gehäuse 100 auf, in dem elektrische, elektronische und/oder eiektro- mechanische Bauteile und/oder -gruppen des Meßgeräts untergebracht sind. Das Meßgerät ist im besonderen dafür vorgesehen, zum Messen einer physikalischen und/oder chemischen Meßgröße eines in einer, insb. elektrisch geerdeten, Rohrleitung und/oder in einem, insb. elektrisch geerdeten, Behälter geführten Mediums verwendet zu werden. Dementsprechend kann es sich bei dem Meßerät beispielsweise um ein Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, ein Dichte-Meßgerät, ein magnetischinduktives Durchflußmeßgerät, ein Wirbel-Durchflußmeßgerät, ein Ultarschall-Durchflußmeßgerät, ein thermisches Massendurchfluß-Meßgerät, ein Druck-Meßgerät, ein Füllstand-Meßgerät, ein Temperatur-Meßgerät oder dergleichen handeln.
Wie aus der Zusammenschau der Figuren 1 , 2 und 3 ersichtlich umfaßt das Meßgerät dafür einen im, insb. geerdeten, Gehäuse 100 - hier in einem
separaten Aufnehmer-Modul 100' des Gehäuses - untergebrachten Meßwandler MW zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße. Desweiteren weist das Meßgerät eine innerhalb des Gehäuses - hier zumindest anteilig innerhalb eines separaten Elektronik-Moduls 100" des Gehäuses - angeordnete und mit dem Meßwandler MW zumindest zeitweise elektrisch verbundene Meßgerät-Elektronik ME auf. Diese wiederum umfaßt eine interne Versorgungsschaltung 30, die im Betrieb zumindest eine interne Nutzspannung UN bereitstellt, die - wie in Fig. 2 schematisch dargestellt - bipolar mit UN = + Vcc---Vcc und/oder - wie in Fig. 3 schematisch dargestellt - unipolar mit UN = Vcc-.-O und/oder U N = V C c--.GND ausgebildet sein kann. Darüberhinaus umfaßt die Meßgerät-Elektronik 2 eine, insb. mittels eines Mikrocomputers μC gebildete, Auswerte- und Betriebsschaltung 20, die wenigstens einen, beispielsweise auch zumindest anteilig mittels vorgenannter Nutzspannung betriebenen, Meßkanal 2OA zum Erfassen und Weiterverarbeiten von wenigstens einem mittels des Meßwandiers MW generierten und von der zu erfassenden Meßgröße abhängigen und insoweit mit dieser korrespondierenden Primärsignal s1 , beispielsweise einer Meßspannung oder einem Meßstrom. Zwecks Digitalisierung des wenigstens einen Primärsignals s1 kann der Meßkanal 2OA ferner einen entsprechenden A/D-Wandler aufweisen. Zum Visualisieren von Meßgerät intern erzeugten Meßwerten und/oder gegebenenfalls Meßgerät intern generierten Statusmeldungen, wie etwa eine Fehlermeidung oder einen Alarm, vor Ort umfaßt das Meßgerät nach Weiterbildung der Erfindung desweiteren ein zumindest zeitweise mit der Meßgerät-Elektronik kommunizierendes Anzeigeeiement AE, wie etwa ein im Gehäuse plaziertes LCD- oder TFT-Display.
Für die weitere Erläuterung der Erfindung ist bei dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen stellvertretend jeweils ein in der industriellen Meßtechnik etabliertes der In-Line-Meßgerät mit einem
Meßwandler vom Vibrationstyp gewählt worden, wie es dem Fachmann z B auch aus der eingangs erwähnten WO-A 95/16897, US-B 69 10 366, US-A 60 06 609, US-B 65 05 519, der US-A 53 01 557, US-A 49 57 005, US 2003/0208325, WO-A 99/39164, WO-A 98/07009, WO-A 01/33174, der WO- A 00/57141 , der WO-A 88/03261 bekannt ist. Das, beispielsweise a!s Coπolis-Massendurchflußmeßgerat, Dichtemeßgerat, Viskositätsmeßgerät oder dergleichen ausgebildete, In-Line-Meßgerat ist mittels geeigneter Flanschverbindungen 101 , 102 in den Verlauf einer- hier nicht dargestellte - Rohrleitung einfύgbar und dient dem Messen und/oder überwachen wenigstens eines Parameters, beispielsweise einem Massendurchfluß, einer Dichte, einer Viskosität etc., eines in der Rohrleitung stromenden Mediums. Der Meßwandier dient bei dem hier gezeigten Meßgerat dazu, in einem hindurchströmenden Medium mechanische Reaktionskrafte, z.B massedurchflußabhängige Coπolis-Krafte, dichteabhängige Tragheitskräfte und/oder viskositätsabhangige Reibungskräfte, zu erzeugen, die sensorisch erfaßbar auf den Meßwandler zurückwirken. Abgeleitet von diesen Reaktionskräften können so in der dem Fachmann bekannten Weise z B ein Massedurchfluß m, eine Dichte und/oder eine Viskosität des Mediums gemessen werden.
Zum Fuhren des Mediums umfaßt Meßwandler wenigstens ein - im hier gezeigten Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen gerades - Meßrohr 10, das im Betrieb vibrieren gelassen und dabei, um eine statische Ruhelage oszillierend, wiederholt elastisch verformt wird Anstelle eines Meßwandiers mit - wie hier oder beispielsweise auch in den eingangs erwähnten WO-A 03/095950, WO-A 03/095949, WO-A 95/16897, US-A 2005/0139015, US-B 69 10 366, US-B 66 91 583, US-A 60 41 665, US-A 60 06 609, US-A 56 16 868, US-A 52 53 533 gezeigt -einem geraden Meßrohr, könne aber auch Meßwandler mit zueinander parallelen geraden Meßrohren, wie sie beispielsweise in der US-A 52 18 873 oder der US-A 56 02 345 gezeigt sind,
verwendet werden oder auch mit zueinander parallelen gebogenen Meßrohren, wie sie u.a. aus der US-B 67 11 958, der US-B 65 05 519, der US-A 57 96 01 1 , der US-A 53 49 872, der US-A 53 01 557, der US-A 48 95 031 , der US 2003/0208325, der US-A 44 91 025, der WO-A 99/39164, der WO-A 98/07009, der WO-A 01/33174, der US-A 48 76 898, der WO-A 00/57141 , der WO-A 88/03261 oder der US-B 68 95 826 bekannt sind. Ferner ist es auch möglich Meßwandler mit nur einem einzigen gebogenen Meßrohr, wie etwa aus der WO-A 07/130024, der US-A 41 87 721 , der US-A 50 69 074, der US-B 64 84 591 oder der US-B 66 66 098 bekannt, oder mit einem helixförmig Meßrohr, wie etwa aus der US-A 49 57 005 bekannt, zu verwenden.
Im Betrieb des Meßwandlers wird das Meßrohr 10 zwecks Erzeugens von - hier als Schwingungsmeßsignale ausgebildeten - Primärsignalen s1 , s2 zumindest zeitweise zu, insb. als laterale Biegeschwingungen in einer gedachten Schwingungsebene ausgebildete, Vibrationen in einem Nutzmode, insb. im Bereich einer natürlichen Resonanzfrequenz eines entsprechenden natürlichen Schwingungsmodes, angeregt. Für den Fall, daß das Medium in der Rohrleitung strömt und somit der Massedurchfluß m von Null verschieden ist, werden mittels des vibrierenden Meßrohrs 10 im hindurchströmenden Medium Corioliskräfte induziert. Diese wiederum wirken auf das Meßrohr 10 zurück und bewirken so bekanntlich eine zusätzliche, sensorisch erfaßbare Verformung des Meßrohrs 10 im sogenannten, dem angeregten Nutzmode überlagerten Coriolis-Mode. Die momentane Ausprägung dieser zusätzlichen Verformung des Meßrohrs 10 ist dabei, insb. hinsichtlich ihrer Amplituden, vom momentanen Massedurchfluß m abhängig. Zur Minimierung von auf das Meßrohr 10 wirkenden Störeinflüssen wie auch zur Reduzierung von seitens des Meßwandlers an die angeschlossene Rohrleitung abgegebener Schwingungsenergie äst - wie bei derartigen Meßwandlern mit einem
einzigen Meßrohr durchaus üblich - im Meßwandler des weiteren ein - hier im wesentlichen gerader und im wesentlichen parallel zum Meßrohr 10 verlaufender - Gegenschwinger 13 vorgesehen. Dieser ist, wie auch in Fig.1 gezeigt, unter Bildung einer - praktisch ein Einlaßende des Meßrohrs 10 definierenden - ersten Kopplungszone 1 1# einlaßseitig und der unter Bildung einer - praktisch ein Auslaßende des Meßrohrs 10 definierenden - zweiten Kopplungszone 12# auslaßseitig jeweils am Meßrohr 10 fixiert. Der Gegenschwinger 13 kann röhr - oder kastenförmiger ausgeführt und beispielsweise so am Einlaßende und am Auslaßende mit dem Meßrohr 10 verbunden sein, daß er im wesentlichen koaxial zum Meßrohr 10 ausgerichtet ist und somit das Meßrohr 10 vom Gegenschwinger 13 zumindest teilweise ummantelt ist. Zudem kann es von Vorteil sein, wenn der Gegenschwinger 13 schwerer ausgelegt ist als das Meßrohr 10.
Das Meßrohr 10 ist desweiteren über ein einlaßseitig im Bereich der ersten Kopplungszone einmündendes Einlaßrohrstück 1 1 und über ein auslaßseitig im Bereich der zweiten Kopplungszone einmündendes, insb. zum Eänlaßrohrstück 1 1 im wesentlichen identisches, Auslaßrohrstück 12 entsprechend an die das Medium zu- bzw. abführende - hier nicht dargestellte - Rohrleitung angeschlossen. Einlaßrohrstück 11 und
Auslaßrohrstück 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wesentlichen gerade ausgeführt und zueinander, zum Meßrohr 10 sowie zu einer die Kopplungszonen praktisch verbindenden imaginären Längsachse L fluchtend ausgerichtet. In vorteilhafter Weise können Meßrohr 10, Einlaß- und Auslaßrohrstück 1 1 , 12 einstückig ausgeführt sein, so daß zu deren
Herstellung z.B. ein einziges rohrförmiges Halbzeug dienen kann. Anstelle dessen, daß Meßrohr 10, Einlaßrohrstück 1 1 und Auslaßrohrstück 12 jeweils durch Segmente eines einzigen, einstϋckigen Rohres gebildet sind, können diese, falls erforderlich aber auch mittels einzelner, nachträglich zusammengefügter, z.B. zusammengeschweißter, Halbzeuge hergestellt
werden. Zur Herstellung des Meßwandlers 1 kann im übrigen praktisch jedes der dafür üblichen Materialien, wie z.B. Stahl, Titan, Tantal, Zirkonium etc., oder auch entsprechende Kombinationen dieser Materialien verwendet werden. Beispielsweise hat sich die Verwendung von Titan oder Zirkonium für gerade Meßrohre als besonders geeignet gezeigt, während, beispielsweise aus Gründen der Kostenersparnis für das Wandtergehäuse 100 wie auch den gegebenenfalls vorhandenen Gegenschwinger die Verwendung von Stahl durchaus von Vorteil ist.
Zum Erzeugen mechanischer Schwingungen des Meßrohrs 10 umfaßt der Meßwandler weiters eine an die Meßgerät-Elektronik elektrisch angeschlossene, beispielsweise elektrodynamische, Erregeranordnung mit einer - hier am Gegenschwinger 13 fixieren - und mit einem am Meßrohr 10 fixierten - hier nicht dargestellten - Permanentmagnet wechselwirkeπde Erregerspule 40. Die Erregeranordnung dient dazu, eine mittels der Betriebs- und Auswerteschaltung 20 inform eines entsprechend konditionierten eiektrischen Treibersignals, z.B. mit einem geregelten Strom und/oder einer geregelten Spannung, eingespeiste elektrische Erregerenergie E θXC in eine auf das Meßrohr 10, z.B. pulsförmig, getaktet oder harmonisch, einwirkende und dieses in der vorbeschriebenen Weise elastisch verformende Erregerkraft F exc umzuwandeln. Die Erregerkraft F exc kann hierbei bidirektional oder aber auch unidirektional ausgebildet sein und in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. mittels einer Strom- und/oder Spannungs-Regelschaltung, hinsichtlich ihrer Amplitude und, z.B. mittels einer Phasen-Regelschleife, hinsichtlich ihrer Frequenz eingestellt werden. Im besonderen ist die Erregranordnung, wie bei derartigen Meßwandlern durchaus üblich, ferner so ausgebildet und im Meßwandler angeordnet, daß sie im wesentlichen mittig an das Meßrohr angreift und/oder zumindest punktuell entlang einer gedachten mittigen Umfangslinie des Meßrohrs außen an diesem fixiert ist. Zum Detektieren von Schwingungen des
Meßrohr 10 kann z.B. eine für derartige Meßwandler übiiche Sensoranordnung verwendet werden, bei der in der dem Fachmann bekannten Weise mittels eines einlaßseitig am Meßrohr 10 plazierten - hier nicht dargestellten - Permanentmagneten und einer mit diesem wechselwirkenden - hier am Gegenschwinger 13 fixierten - ersten
Sensorspule 5OA und mittels eines auslaßseitig am Meßrohr 10 plazierten - hier nicht dargestellten - Permanentmagneten und einer mit diesem wechselwirkenden - hier ebenfalls am Gegenεchwinger 13 fixierten - zweiten Sensorspule 5OB die Bewegungen des Meßrohrs 10 erfaßt und in ein entsprechendes erstes bzw. zweites Seπsorsignal si, s 2 umgewandelt werden.
Zum Anschließen der Erregeranordnung wie auch der Sensoranordnung an die erwähnte Betriebs- und Auswerteschaltung 20 des In-Line-Meßgeräts sind des weiteren entsprechende Anschlußleitungen vorgesehen, die zumindest abschnittsweise innerhalb des Wandiergehäuses geführt sind. Die Anschlußleitungen können dabei zumindest anteilig als elektrische, zumindest abschnittsweise in von einer elektrischen Isolierung umhüllte Leitungsdrähte ausgebildet sein, z.B. inform von "Twisted-pair"-Leitungen, Flachbandkabeln und/oder Koaxialkabeln. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Anschlußleitungen zumindest abschnittsweise auch mittels Leiterbahnen einer, insb. flexiblen, gegebenenfalls lackierten Leiterplatte gebildet sein, vgl. hierzu auch die eingangs erwähnten US-B 67 1 1 958 oder US-A 53 49 872.
Wie bereits erwähnt, kann bei einem Meßgerät der in Rede stehenden Art gelegentlich das Problem auftreten, daß im Laufe des Betriebs zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik in unerwünschter Weise eine - in Fig. 2 und 3 jeweils durch einen Widerstand symbolisierte - elektrisch leitfähige Verbindung RF gebildet wird, beispielsweise infolge von das Gehäuse
befallendem Belag und/oder infolge von innerhalb des Gehäuses gebildetem Kondenswasser und/oder infolge von in das Gehäuse eindringenden Medium bei Leck geschlagenem Meßwandler und/oder undichtem Gehäuse, über die gegebenenfalls den Betrieb störende Leckströme fließen können. Der elektrische Widerstand einer solchen ieitfahigen Verbindung kann dabei um mehr als eine Dekade kleiner als ein anfänglicher Isolationswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik sein, insb. auch kleiner als 1 Mω. Infolgedessen können solche leitfahige Verbindungen, deren elektrischer Widerstand durchaus auch kleiner als 500 kω ausfallen kann, dazu fuhren, daß der anfanglicher isoiationswiderstand zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik, der üblicherweise größer als 1 Mω, insb. größer als 10 Mω, bemessen ist, signifikant abgesenkt wird, insb. auf erhebliche Leckstrome ermöglichende Werte von kleiner 1 Mω.
Zum Zwecke des überwachen des Meßgeräts auf die Bildung solcher,
Leckstrome begünstigender elektrisch leitfähiger Verbindungen Rp und/oder zum Zwecke des Erkennens eines mit einer solchen leitfahtgen Verbindung einhergehenden fehlerhafter Betπebszustand des Meßgeräts ist ferner vorgesehen, im Betrieb mittels der Meßgerät-Elektronik gezielt zumindest zeitweise eine Potentialdifferenz δU 12 zwischen Gehäuse 100 und Meßgerät- Elektronik ME zu erzeugen, die einen definierten Leckstrom IL 1 beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 100 nA bis etwa 100 μA, sowohl durch die Meßgerät-Elektronik ME als auch im weiteren Verlauf durch eine solche, mit dieser Potentialdifferenz δU 12 koexistierende elektrisch ieitfahige Verbindung RF der vorgenannten Art treibt. Desweiteren wird der infolge der zumindest momentan zwischen Gehäuse 100 und Meßgerät- Elektronik ME bestehenden Potentialdifferenz δU 12 sowie der zumindest momentan bestehenden elektrisch leitfähige Verbindung Rp fließenden Leckstroms i L mittels der Meßgerät-Elektronik entsprechend erfaßt, um
basierend darauf wenigstens einen Zustandswert Z zu generieren, der den momentane - definitionsgemäß fehlerhaften oder zumindest unerwünschten - Betriebszustand des Meßgeräts momentan repräsentiert.
Die den Leckstrom treibende Potentlaidifferenz δU 12 zwischen Gehäuse 100 und Meßgerät-Elektronik ME kann in einfacher Weise z.B. dadurch gebildet sein, daß das Gehäuse 100 auf einem ersten elektrischen Bezugspotential U-i, insb. einem Erdpotential, und wenigstens eine Komponente der Meßgerät-Elektronik ME, insb. der wenigstens eine Meßkanal 2OA, zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig auf einem vom ersten elektrischen Bezugspotential Ui verschiedenen zweiten elektrischen Bezugspotential U 2 gelegt sind, beispielsweise auf etwa 50% der von der internen Versorgungsschaltung 30 gelieferten Nutzspannung UN
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Meßgerat- ESektromk ferner eine dem Erfassen von intern im Meßgerät fließenden elektrischen Strömen dienende, beispielsweise in die Auswerte- und Betriebsschaltung 20 integrierte und/oder im Betrieb zumindest zeitweise mit dem Mikrocomputer μC kommunizierende, Strommeßschaltung 2OB auf, die zumindest zeitweise, insb wiederkehrend, einen elektrischen Leckstrom iι_ erfaßt, der infolge der zumindest zeitweise zwischen Gehäuse 100 und Meßgerät-Elektronik ME bestehenden Potentιaldιfferenz δU- 12 sowie der gleichfalls zwischen Gehäuse 100 und Meßgerät-Elektronik ME bestehenden vorgenannten elektrisch leitfähigen Verbindung RF durch selbige sowie auch innerhalb der Meßgerät-Elektronik ME selbst fließt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Strommeßschaltung 2OB dafür ferner einen dem Erfassen des von der Potentialdifferenz δU 12 getriebenen Leckstroms I L dienenden Sensewiderstand Rs, der im Betrieb zumindest bei vorliegen einer elektrisch leitfahigen Verbindung zwischen Meßgerat- Elektronik ME und Gehäuse 100 vom gegebenenfalls in der
vorbeschriebenen Weise provozierten Leckstrom IL durchflossenen ist, so daß darüber eine dem Leckstrom I 1 im wesentlichen proportionale Spannung, Rs • L, abfällt. Zwecks übermittlung des erfaßten Leckstroms IL an den gegebenenfalls vorhandenen Mikrocomputer μC umfaßt die Strommeßschaltung 2OB gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wenigstens einen dem Digitalisieren des erfaßten Leckstroms IL dienenden A/D-Wandler, der zumindest zeitweise an einem Ausgang ein den erfaßten Leckstrom I L digital repräsentierende Digitalsignal liefert.
Zum Erzeugen der den elektrischen Leckstrom l L treibenden
Potentialdifferenz δU 12 umfaßt das Meßgerät ferner eine, insb, ebenfalls mittels der Versorgungsschaltung 30 bzw mit der davon bereitgestellten internen Nutzspannung U N betriebene, Quellenschaltung QS, die an einem Ausgang eine, beispielsweise zumindest zeitweise im wesentlichen konstante und/oder getaktete und/oder impuisförmige und/oder periodische, Ausgangsspannung liefert. Die Quellenschaltung QS kann dabei ferner so ausgebildet sein, daß deren Ausgangsspannung und insoweit auch das damit entsprechend eingestellte Bezugspotential U 2 der Meßgerät-Elektronik in Betrag und/oder Vorzeichen, beispielsweise sprunghaft und/oder stufenweise und/oder zyklisch, verändert werden kann und/oder, daß deren Ausgangsspannung eine Wechselspannung, insb. von veränderbarer Frequenz, ist. Die Steuerung der Quellenschaltung QS bzw. der davon bereitgestellten Ausgangsspannung kann beispielsweise mittels des gegebenenfalls in der Meßgerät-Elektronik ME vorgesehen Mikrocomputers μC erfolgen, der dementsprechend im Betrieb zumindest zeitweise mit der Queüenschaftung kommuniziert.
Wie in der Fig. 1 schematisch dargestellt, ist der Ausgang der Quellenschaltung QS - zumindest zwecks des Erzeugens der den Leckstrom I L treibenden Potentialdifferenz δU 12 - im Betrieb zumindest zeitweise,
beispielsweise mittels Schalter, mit dem Gehäuse elektrisch verbunden. Für den oben erwähnten Fall, daß das Gehäuse geerdet ist kann somit auch die Meßgerät-Elektronik zeitweise, insb. auch während des regulären Meßbetriebs, und/oder zumindest anteilig ebenfalls auf das erste elektrische Bezugspotential U 1 - hier also Erdpotential - gelegt werden.
Zumindest für den in Fig. 2 gezeigten Fall, daß die durch die Versorgungsschaltung 30 gelieferte interne Nutzspannung U N uni-polar ausgebildet (Vcc) und infolgedessen, wie bei Meßwandlern vom Vibrationstyp durchaus üblich, zumindest die Auswerte- und
Betriebsschaltung 20, insb. aber deren Meßkanal 2OA, auch im normalen Meßbetrieb gleichzeitig auf voneinander verschiedenen Spannungsniveaus, beispielsweise sowohl mit einer internen Nutzspannung UN = Vcc als auch mit 0,5 ■ U N = 0,5 ■ Vcc, betrieben ist, kann der Ausgang der Quellenschaitung QS mit dem Gehäuse beispielsweise auch permanent elektrisch verbunden sein. Dementsprechend ist die Quellenschaltung QS gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner so ausgebildet, daß deren Ausgangsspannung und/oder die damit eingestellte Potentialdifferenz δU 12 zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik zumindest zeitweise im wesentlichen etwa 50% der internen Nutzspannung U N beträgt. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist, insb. für den Fall, daß das Meßgerät so auszulegen ist, daß es die Forderungen für Zündschutzart "Eigensicherheit" (Ex-i) erfüllt, ferner vorgesehen, die Quellenschaltung QS so zu dimensionieren, daß zumindest die damit eingestellte, dem Treiben des Leckstromes IL dienende Potentialdifferenz δU 12 zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik stets kleiner als 40 Volt gehalten ist, insb. höchsten 32 Volt beträgt. In vorteilhafter weise kann die Quellenschaltung QS dafür z.B. auch so ausgebildet sein, daß bereits deren dem Bilden der Potentialdifferenz δU 12 zwischen Gehäuse und Meßgerät-Elektronik
dienende Ausgangsspannung maximal 40 Volt, msb. weniger als 32 Volt, betragt
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Meßgerät- Elektronik, msb für den erwähnten Fall, daß das Meßgerät so auszulegen ist, daß es die Forderungen für Zündschutzart "Eigensicherheit" (Ex-i) erfüllt, ferner eine, insb ström- und/oder spannungsbegrenzend wirkende, Filterschaltung FS auf, die im Betrieb zumindest zeitweise oder auch dauerhaft sowohl an den Ausgang der Quellenschaltung QS als auch an das Gehäuse 100 elektrisch angeschlossen ist, gegebenenfalls auch unter Verwendung von elektronischen Schaltern. Die Filterschaltung FS kann beispielsweise mittels eines als Spannungsteiler und/oder als Strom begrenzer dienenden Widerstandsnetzes und/oder mittels einer als Spannungsgleichπchter und/oder als Spannungsbegrenzer dienenden Diodenschaltung gebildet sein. Das gegebenenfalls in der Meßgerät- Elektronik vorgesehene, als Spannungsteiler und/oder als Strombegrenzer für den Leckstrom dienendes Widerstandsnetz und/oder die gegebenenfalls in der Meßgerät-Elektronik vorgesehene, als Spannungsgieichπchter und/oder als Spannungsbegrenzer für die Ausgangsspannung der Quellenschaltung QS dienenden Diodenschaltung kann - wie in Fig. 2 oder 3 schematisch angedeutet - im Betrieb beispielsweise mittels Schalter an den Ausgang der Quellenschaltung QS und/oder an das Gehäuse 100 elektrisch angeschlossen werden, sei es nun dauerhaft oder aber auch nur vorübergehend.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung generiert die Meßgerät- Elektronik ME basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom IL, beispielsweise mittels des gegebenenfalls in der Meß- und Betriebsschaitung 20 vorgesehene Mikrocomputers μC, wenigstens einen, insb. digitalen, Zustandswert Z, der einen Betriebszustand des Meßgeräts
momentan repräsentiert Zum Erkennen eines alifällig im Meßgerat vorliegenden Fehlers infolge einer ieitfahigen Verbindung R F zwischen Meßgerät-Elektronik ME und Gehäuse 100 und/oder zwecks Ermittlung des Zustandswerts Z weist die Meßgerät-Elektronik gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner wenigstens einen, gegebenenfalls auch mittels des via A/D-Wandler mit der Strommeßschaltung kommunizierenden Mikrocomputers μC realisierten, Komparator zum Vergleichen des erfaßten Leckstromes ! L mit wenigstens einem dafür vorgegebenen, beispielsweise auch seitens des Anwenders revidierbaren, Schwellenwert auf Für den Fall, daß der Zustandswert Z einen mit dem Vorliegen einer Ieitfahigen Verbindung zwischen Meßgerät-Elektronik ME und Gehäuse 100 korrespondierenden fehlerhaften Betriebszustand repräsentiert, kann es zu dem von Vorteil sein, wenn die Meßgerät-Elektronik ME basierend auf dem von der Strommeßschaltung erfaßten Leckstrom I L bzw. basierend auf dem Zustandswert Z einen, insb unmittelbar vor Ort wahrnehmbaren, Alarm generiert der das Auftreten eines, insb. durch unerwünschte Bildung leitfahiger Belage (RF) innerhalb des Gehäuses 100 verursachten, Fehler im Meßgerat signalisiert Der Zustandswert Z kann dann dem Ansteuern des mit der Meßgerat-Eiektronik ME zumindest momentan kommunizierenden Anzeigeelements AE dienen, beispielsweise übersetzt in eine entsprechende Klartext-Fehlermeldung, einen Fehlercode und/oder einen alarmierendes Farbwert für das Anzeigeelement AE, und/oder zum Erzeugen eines Schaltbefehls verwendet werden, der dem Eingreifen in den mittels des dann fehlerhaften Meßgeräts überwachten Prozeß dient Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Zustandswert Z und/oder der davon abgeleitete Alarm auch an ein im Betrieb mit dem Meßgerät kommunizierendes übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem, z.B drahtlos per Funk und/oder leitungsgebunden, gesendet werden
Next Patent: PROCESS TO MANUFACTURE A LIQUID LAUNDRY DETERGENT COMPOSITION