| JP2000046614 | CORIOLIS MASS FLOWMETER AND PRODUCTION THEREOF |
| JP2001108502 | CORIOLIS MASS FLOWMETER |
| JP2002062175 | CORIOLIS MASS FLOW CONTROLLER |
KASSUBEK, Frank (Moselstrasse 6, Rheinfelden, 79618, DE)
DEPPE, Lothar (Sieberweg 37, Göttingen, 37081, DE)
KELLER, Steffen (Schulthaissstr. 1A, Konstanz, 78462, DE)
FRIEDRICHS, René (Hirtengasse 8, Rosdorf, 37124, DE)
GEBHARDT, Jörg (Rüsselsheimer Allee 7, Mainz, 55130, DE)
KASSUBEK, Frank (Moselstrasse 6, Rheinfelden, 79618, DE)
DEPPE, Lothar (Sieberweg 37, Göttingen, 37081, DE)
KELLER, Steffen (Schulthaissstr. 1A, Konstanz, 78462, DE)
FRIEDRICHS, René (Hirtengasse 8, Rosdorf, 37124, DE)
Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Messgerätes vom Vibrationstyp, bei dem mindestens ein über eine Schwingungserzeugungseinheit (4) in mechanische Schwingung versetzbares Messrohr (1 ) von einem fluiden Medium durchfließbar ist, wobei das in Abhängigkeit von dem Durchfluss und/oder der Viskosität und/oder der Dichte des fluiden Mediums sich ändernde Schwingungsverhalten durch mindestens einen Schwingungssensor (5a, 5b) zur Ermittlung des Massendurchflusses und/oder der Viskosität und/oder der Dichte in einem schmal- bandigen Frquenzbereich erfasst und anschließend durch eine Elektronikeinheit (6) signaltechnisch ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsverhalten des Messrohres (1 ) von der Elektronikeinheit (6) zumindest zeitweise ergänzend oder alternierend in einem breitbandigen Frequenzbereich ausgewertet wird, um ergänzende physikalische Betriebsparameter zur Erhöhung der Messgenauigkeit und/oder zur Korrektur von Querempfindlichkeiten zu ermitteln und/oder um ergänzende Informationen über den Zustand des Messgerätes und/oder der Prozessumgebung zu gewinnen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Messrohr (1 ) durch die Schwingungserzeugungseinheit (4) schmalbandig in einer der möglichen Eigenfrequenzen nach Art einer Single-Mode-Anregung betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Messrohr (1 ) durch die Schwingungserzeugungseinheit (4) breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen betrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Messrohr (1 ) durch die Schwin- gungserzeugungseinheit (4) mit einem breitbandigen Signal, welches eine Anzahl von Eigenfrequenzen gleichzeitig umfasst, angeregt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Messrohr (1 ) durch die Schwin- gungserzeugungseinheit (4) so angeregt wird, dass die Frequenz eines schmalbandigen Anregungssignals in einem breitbandigen Frequenzbereich variiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Messrohr (1 ) durch breitbandige mechanische Störschwingungen aus der Umgebung des Messgerätes breit- bandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen angeregt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine schmalbandige Erregung des Messrohres (1 ) durch eine breitbandige Erregung überlagert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Erregung des Messrohres (1 ) abwechselnd schmalbandig und breitbandig erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei als charakteristischer Betriebsparameter die Amplitude von Unter- und Oberschwingungen neben der Resonanzfrequenz als Indikator für Alterungsprozesse ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei dass das Messrohr (1 ) durch die Schwingungserzeugungseinheit (4) in mindestens zwei verschiedenen Eigenfrequenzen abwechselnd angeregt wird.
11. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei als charakteristischer Betriebsparameter die Spannung im Messrohr (1 ) als Funktion der jeweiligen Resonanzfrequenz ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei als charakteristischer Betriebsparameter die Nullpunkt-Phasendifferenz sowie die Durchfluss- Empfindlichkeit ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die schmalbandige Erregung des Messrohrs (1) durch eine ebenfalls von der Schwingungserzeugungseinheit (4) erzeugte breitbandige Erregung überlagert wird.
14. Messgerät vom Vibrationstyp, mit mindestens einem über eine Schwingungserzeugungseinheit (4) in mechanische Schwingung versetzbaren Messrohr (1 ), das von einem fluiden Medium durchfließbar ist, wobei eine Sensoreinheit (5a, 5b) die in Abhängigkeit von dem Durchfluss und/oder der Viskosität und/oder der Dichte des fluiden Mediums sich ändernde Beeinflussung des
Schwingungsverhaltens in einem schmalbandigen Frequenzbereich zur Ermittlung des Massendurchflusses und/oder der Viskosität und/oder der Dichte er- fasst, welche eine Elektronikeinheit (6) signaltechnisch auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (6) das Schwingverhalten des Mess- rohres (1 ) zumindest zeitweise ergänzend oder alternierend in einem breitban- digen Frequenzbereich auswertet, um ergänzende physikalische Betriebspara- meter zur Erhöhung der Messgenauigkeit und/oder zur Korrektur von Querempfindlichkeiten zu ermitteln und/oder um ergänzende Informationen über den Zustand des Messgerätes und/oder der Prozessumgebung zu gewinnen.
15. Messgerät nach Anspruch 14, wobei die Schwingungserzeugungseinheit (4) das Messrohr (1 ) schmalbandig in einer der möglichen Eigenfrequenzen nach Art einer Single-Mode-Anregung betreibt.
16. Messgerät nach Anspruch 14, wobei die Schwingungserzeugungseinheit (4) das Messrohr (1) breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen betreibt.
17. Messgerät nach Anspruch 16, wobei die Schwingungserzeugungseinheit (4) das Messrohr (1 ) mit einem breitbandigen Signal, welches eine Anzahl von Eigenfrequenzen gleichzeitig umfasst, anregt.
18. Messgerät nach Anspruch 16, wobei die Schwingungserzeugungseinheit (4) das Messrohr (1 ) so anregt, dass die Frequenz eines schmalbandigen Anregungssignals in einem breitbandigen Frequenzbereich variiert wird.
19. Messgerät nach Anspruch 14, wobei breitbandige mechanische Stör- Schwingungen aus der Umgebung des Messgerätes das Messrohr (1 ) breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen anregen.
20. Messgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Messrohr (1 ) durch eine von einer breitbandigen Erregung überlagerten schmalbandigen Er- regung erregt ist.
21. Messgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Messrohr (1 ) abwechselnd schmalbandig und breitbandig erregt ist.
22. Messgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , wobei der durch die Elektronikeinheit (6) auszuwertende breitbandige Frequenzbereich mehrere Kilohertz umfasst.
23. Messgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei das schwingfähige Messrohr (1) derart gerade oder gebogen ausgeführt ist, dass mehrere messtechnisch wirksame Eigenfrequenzen auftreten.
24. Messgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Elektronikeinheit (6) neben einer den Durchflusswert des Messmediums repräsentierenden Information A auch Diagnoseinformationen B über den Zustand des Durch- flussmessgeräts und/oder der Prozessumgebung bereitstellt. |
Verfahren zum Betrieb eines Messαerätes vom Vibrationstyp sowie Messqerät vom Vibrationstyp selbst
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Messgerätes vom Vibrationstyp, bei dem mindestens ein über eine Schwingungserzeu- gungseinheit in mechanische Schwingung versetzbares Messrohr von einem fluiden Medium durchfließbar ist, wobei das in Abhängigkeit von dem Durch- fluss und/oder der Viskosität und/oder der Dichte des fluiden Mediums sich ändernde Schwingungsverhalten durch mindestens einen Schwingungssensor zur Ermittlung des Massendurchflusses und/oder der Viskosität und/oder der Dichte in einem schmalbandigen Frequenzbereich erfasst und anschließend durch eine Elektronikeinheit signaltechnisch ausgewertet wird.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Messgerät vom Vibrationstyp selbst, welches mit einem derartigen Verfahren betreibbar ist.
Die hier interessierenden Messgeräte vom Vibrationstyp werden auch Coriolis- Durchflussmessgeräte genannt und dienen zur strömungsmechanischen Durchflussmessung von Fluidmassen und werden in Anlagen, in denen die Präzision des Massenstroms relevant ist, eingesetzt, beispielsweise in Raffinerien, Lebensmittelbetrieben, chemischen Produktionsanlagen usw. Die fluiden Medien, die mit gattungsgemäßen Messgeräten vermessen werden,
können unterschiedlicher Art sein. Der Einsatzbereich erstreckt sich hochvisko- sen und sogar pastösen Stoffen wie beispielsweise Joghurt zu leichten und niedrig viskosen Stoffen wie z.B. Benzin.
Durchflussmessgeräte dieser Art lassen sich nach der Gestaltung der Messrohre unterscheiden. So existieren Coriolis-Durchflussmessgeräte mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten geraden Messrohren. Ande- rerseits sind Coriolis-Durchflussmessgeräte gebräuchlich, welche eine oder mehrere nebeneinander angeordnete OMEGA-förmige Messrohre besitzen. Bei Ausführungsformen mit vorzugsweise zwei Messrohren können diese strömungstechnisch in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sein. In jüngster Zeit setzen sich zunehmend Coriolis-Durchflussmessgeräte mit nur einem ge- raden Messrohr durch. Diese Durchflussmessgeräte zeichnen sich durch einen einfachen mechanischen Aufbau aus, welcher einen relativ geringen Fertigungsaufwand erfordert. Andererseits stellen Coriolis-Durchflussmessgeräte mit nur einem geraden Messrohr höhere Anforderungen an günstige Umgebungsbedingungen sowie fertigungstechnische Präzision, damit genaue Messwerte erzielbar sind. Die vorliegende Erfindung ist auf sämtliche bekannte Messrohranordnungen anwendbar.
Prinzipiell stellt ein Coriolis-Durchflussmessgerät ein mechanisches Schwingsystem dar, welches in einer seiner Eigenfrequenzen zum Schwingen angeregt wird, um aus dem coriolis-kraftbeeinflussten Schwingungsverhalten des Messrohres, welches vorzugsweise durch induktive Sensoren detektiert wird, Informationen hinsichtlich den Massedurchfluss und/oder der Dichte und/oder der Viskosität des Messmediums zu erhalten. Viele von der Eigenfrequenz abhängigen physikalischen Parameter können dabei signalverarbeitungstechnisch bestimmt werden.
Aus der WO 01/75339 A2 geht ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Coriolis-Durchflussmessgeräts hervor. Hierbei wird das Messrohr in einer ersten Schwingungsform und in einer von der ersten Schwingungsform unab-
hängigen zweiten Schwingungsform angeregt. Die das Schwingungsverhalten des Messrohres auswertende Elektronikeinheit bestimmt modellgestützt charakteristische physikalische Betriebsparameter während des Betriebes.
Die verschiedenen Schwingungsformen können vorzugsweise um 90° phasenverschoben im gleichen Schwingungs-Mode gebildet werden. Es ist durch dieses Verfahren eine Vielzahl charakteristischer physikalischer Betriebsparameter bestimmbar. Besonders bevorzugt ist angegeben, dass der Nullpunkt und die Empfindlichkeit des Durchflussmessgeräts ermittelbar sind. Diese charakteristi- sehen physikalischen Betriebsparameter haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Genauigkeit der Bestimmung des Massendurchflusses.
Nachteilig bei dem vorstehend vorstellten Verfahren ist jedoch, dass verschiedene Schwingungs-Modi implementiert werden müssen, um die gewünschten charakteristischen physikalischen Betriebsparameter zu gewinnen. Die Signalauswertung erfolgt abgestimmt auf das Frequenzspektrum des gewählten Schwingungsmodus.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Messgerätes vom Vibrationstyp zu schaffen, mit welchem die Schwingungsanregung charakteristischer physikalischer Betriebsparameter vereinfacht und die Signalauswertung präzisiert wird.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Hinsichtlich eines Coriolis-Durchflussgeräts selbst, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist, wird die Aufgabe durch Anspruch 14 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbil- düngen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass das Schwingungsverhalten des Messrohres von der Elektronikeinheit ergänzend in einem breitbandigen Frequenzbereich ausgewertet wird, um ergänzende physikalische Betriebsparameter zur Erhöhung der Messgenauigkeit und/oder zur Korrektur von Querempfindlichkeiten zu ermitteln und/oder um ergänzende Informationen über den Zustand des Messgerätes zu gewinnen.
Die breitbandige Frequenzauswertung kann bekannnte Methoden wie beispielsweise Spektralanalyse, insbesondere schnelle Fouriertransformation, FFT oder DFT, umfassen, weiterhin ein- und zweikanalige Messverfahren, um die spektrale Leistungsdichte und die Auto- oder kreuzkorrelationsfunktion zu ermitteln, oder auch Methoden wie Mittelwertbildung und Sprungantwortanalyse.
Zu den ergänzenden physikalischen Betriebsparametern, die sich durch die breitbandige Frequenzauswertung gewinnen lassen, zählen die Nullpunkts- Phasenverschiebung und die Durchflussempfindlichkeit.
Mit aus der breitbandigen Frequenzauswertung gewonnenen Parametern ist weiterhin die Korrektur von Querempfindlichkeiten möglich, beispielsweise be- züglich der Temperatur, des Druckes, äußerer mechanischer Lasten oder mechanischer Einwirkungen auf das Messgerät und parasitärer Vibrationen in dem Rohrleitungssystem, in das das Messgerät eingebaut worden ist.
Weiterhin können aus der breitbandigen Frequenzauswertung Diagnoseinformationen über den Zustand des Messgerätes oder der Prozessumgebung gewonnen werden, beispielsweise bezüglich der Entstehung und/oder Ausbreitung von Rissen, das Vorhandensein von gelockerten oder losen Teilen, oder das Entstehen von Ablagerungen im Inneren der Messrohrwand.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit schmalbandig in einer der möglichen Eigenfrequenzen nach Art einer Single-Mode-Anregung betrieben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen betrieben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit mit einem breitbandigen Signal, welches eine Anzahl von Eigenfrequenzen gleichzeitig umfasst, angeregt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit so angeregt, dass die Frequenz eines schmalbandigen Anregungssignals in einem breitbandigen Frequenzbereich variiert wird. Dies kann nach Art eines Wobbeigenerators geschehen, oder nach Art eines einmaligen Frequenz-Scans.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Messrohr durch breitbandige mechanische Störschwingungen aus der Umgebung des Messgerätes breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen angeregt. Diese Anregungsart wird auch als passive Anregung bezeichnet. Man nutzt dabei die Tatsache aus, dass breitbandiges Rauschen, wie es beispielsweise durch
mechanische Vibrationen des das Messgerät umgebenden Rohrsystems in das Messgerät hineingetragen wird, jede der Eigenmoden mit einem gewissen Energiebetrag anregt. Das externe Rauschen kann insbesondere durch Pumpen oder Kavitationsgeräusche in dem Durchflusssystem, in das das Messgerät eingebaut ist, erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine schmalbandige Erregung des Messrohres durch eine breitbandige Erregung überlagert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Erregung des Messrohres abwechselnd schmalbandig und breitbandig.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als charakteristischer Betriebsparameter die Amplitude von Unter- und Oberschwingungen neben der Resonanzfrequenz als Indikator für Alterungsprozesse ermittelt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit in mindestens zwei verschiedenen Eigenfrequenzen abwechselnd angeregt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als charakteristischer Betriebsparameter die Spannung im Messrohr als Funktion der jeweiligen Resonanzfrequenz ermittelt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als charakteristischer Betriebsparameter die Nullpunkt-Phasendifferenz sowie die Durchfluss-Emp- findlichkeit ermittelt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die schmalbandige Erregung des Messrohrs durch eine ebenfalls von der Schwingungserzeugungseinheit erzeugte breitbandige Erregung überlagert .
Hinsichtlich eines Messgerätes vom Vibrationstyp schließt die Erfindung die technische lehre ein, dass die Elektronikeinheit das Schwingverhalten des
Messrohres ergänzend in einem breitbandigen Frequenzbereich auswertet, um ergänzende physikalische Betriebsparameter zur Erhöhung der Messgenauigkeit und/oder zur Korrektur von Querempfindlichkeiten zu ermitteln und/oder um ergänzende Informationen über den Zustand des Messgerätes zu gewinnen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform betreibt die Schwin- gungserzeugungseinheit das Messrohr schmalbandig in einer der möglichen Eigenfrequenzen nach Art einer Single-Mode-Anregung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform betreibt die Schwin- gungserzeugungseinheit das Messrohr breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen betreibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform regt die Schwingungser- zeugungseinheit das Messrohr mit einem breitbandigen Signal an, welches eine Anzahl von Eigenfrequenzen gleichzeitig umfasst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform regt die Schwingungser- zeugungseinheit das Messrohr so an, dass die Frequenz eines schmalbandi- gen Anregungssignals in einem breitbandigen Frequenzbereich variiert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform regen breitbandige me- chanische Störschwingungen aus der Umgebung des Messgerätes das Messrohr breitbandig in einer Anzahl von Eigenfrequenzen an.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Messrohr durch eine von einer breitbandigen Erregung überlagerten schmalbandigen Erregung erregt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Messrohr abwechselnd schmalbandig und breitbandig erregt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der durch die Elektronikeinheit auszuwertende breitbandige Frequenzbereich mehrere Kilohertz.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das schwingfähige Messrohr derart gerade oder gebogen ausgeführt, dass mehrere messtech- nisch wirksame Eigenfrequenzen auftreten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform stellt die Elektronikeinheit neben einer den Durchflusswert des Messmediums repräsentierenden Information A auch Diagnoseinformationen B über den Zustand des Durchflussmessge- räts bereit.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass das komplette Spektrum des Schwingungsverhaltens des Messrohres zur Gewinnung zuverlässiger Informationen über charakteristische physikalische Be- triebsparameter nutzbar gemacht wird, obwohl die Schwingungsanregung des Messrohres auch nur schmalbandig erfolgen kann. Hierdurch wird eine Kompensation verschiedener Querempfindlichkeiten und die Diagnose der
Geräteintegrität möglich. Denn im breitbandigen Frequenzbereich des Schwingverhaltens des Messrohres treten neben der Resonanzfrequenz Ober- und Unterschwingungen auf, welche harmonische oder subharmonische Ausprägungen besitzen, die auch indirekt als Indikator für Alterungsprozesse und dergleichen geeignet sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch denkbar, das Messrohr durch die Schwingungserzeugungseinheit in mindestens zwei verschiedenen
Eigenfrequenzen anzuregen. Hierdurch kann als charakteristischer Betriebsparameter die mechanische Spannung im Messrohr als Funktion der jeweiligen entsprechend wechselnden Resonanzfrequenz ermittelt werden.
Ferner ist es möglich, die erfindungsgemäß schmalbandige Erregung des Messrohres durch eine ebenfalls von der Schwingungserzeugungseinheit erzeugte, breitbandige Erregung zu überlagern. Alternativ hierzu ist es auch möglich, zwischen den Schwingungsmodi zu wechseln. Durch Implementierung einer solchen Sequenz verschiedener Erregungsmodi können Nicht-Linearitäten des Messsystems ausgewertet werden, welche insbesondere als Indikator für Alterungsprozesse nutzbar sind. Diese und andere Diagnoseinformationen über den Zustand des Durchflussmessgeräts lassen sich zur weiteren Verarbeitung ausgangsseitig der Elektronikeinheit neben einer den Durchflusswert des Messmediums repräsentierenden Informationen bereitstellen.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Coriolis-Durchflussmessgeräts.
Gemäß der Figur besteht das Coriolis-Durchflussmessgerät aus einem doppelt angeordneten gebogenen Messrohr 1 , welches zwischen einem Einflussflansch 2 und einem Ausflussflansch 3 angeordnet ist. Das von einem zwischen Einflussflansch 2 und Ausflussflansch 3 unter Einbeziehung des Messrohres 1 fließende Messmedium wird samt dem Messrohr 1 durch eine Schwingungserzeu- ' gungseinheit 4 in mechanische Schwingungen versetzt. Eine im angegebenen Beispiel beidseits der Schwingungserzeugungseinheit 4 am Messrohr 1 ange- brachte geteilte Sensoreinheit 5a, 5b erfasst das Schwingungsverhalten des Messrohres 1 als Antwort auf die Schwingungsanregung. Das Messsignal der
Sensoreinheit 5a, 5b geht eingangsseitig einer Elektronikeinheit 6 zur signaltechnischen Verarbeitung zu.
Während die Schwingungserzeugungseinheit 4 das Messrohr 1 lediglich schmalbandig in einer der möglichen Frequenzen anregt, wertet die Elektronikeinheit 6 das Schwingverhalten des Messrohres 1 in einem dem gegenüber breitbandigen Frequenzbereich aus. Dies setzt voraus, dass die Sensoreinheit 5a und 5b zur Erfassung eines breiten Frequenzspektrums von mehreren Kilohertz abgestimmt ist.
Die Elektronikeinheit 6 stellt neben einer den Durchflusswert des Messmediums repräsentierenden ersten Information A auch Diagnoseinformationen B über den baulichen Zustand des Durchflussmessgeräts, insbesondere hinsichtlich Alterungsprozess, bereit, welche entweder direkt zur Anzeige gebracht werden können oder einer übergeordneten Steuereinheit zur weiteren signaltechnischen Verarbeitung zugehen.
Im Rahmen der Auswertung charakteristischer Betriebsparameter ermittelt die Elektronikeinheit 6, insbesondere die Amplitude von Unter- und Oberschwin- gungen, welche neben der Resonanzfrequenz der schmalbandigen Schwingungsanregung auftreten und als Indikator für Alterungsprozesse
geeignet sind. über weitere charakteristische Betriebsparameter, wie Nullpunkt, Phasendifferenz und/oder Durchflussempfindlichkeit des Messgeräts lassen sich Störungen aufgrund von Temperaturschwankungen und dergleichen feststellen, um durch entsprechende signalverarbeitungstechnische Kompensationsmaßnahmen die Messgenauigkeit zu erhalten.
Die Elektronikeinkeit 6 einen Mikroprozessor mit hoher Rechenleistung, damit dieser die umfangreichen Signalanalysefunktionen durchführen kann.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, dass im allgemeinen keine zusätzliche Sensorhardware erforderlich ist, um eine Reihe von Zusatzinformationen aus den Messignalen der Sensoren 5a, 5b zu gewinnen. Es handelt sich um eine Software-gestützte Lösung, die in verfügbare leistungsfähige Signalprozessoren implementiert werden kann.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche abgedeckt sind. So lässt sich die erfindungsgemäße Lösung nicht allein in Verbindung mit einem gebogenen Messrohr verwenden. Insbesondere Coriolis-Durchflussmessgeräte mit geradem Messrohr in Einfach- oder Doppelausführung können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden.
Bezugszeichenliste
1 Messrohr
2 Einflussflansch
3 Ausflussflansch
4 Schwingungserzeugungseinheit
5 Sensoreinheit 6 Elektronikeinheit
A Durchflusswert/Information
B Diagnoseinformation