DE10045537A1 - Measuring and operating circuit for Coriolis mass flowmeter uses digital processor for calculation of mass flow rate using one oscillation sensor signal and difference between oscillation sensor signals - Google Patents
Measuring and operating circuit for Coriolis mass flowmeter uses digital processor for calculation of mass flow rate using one oscillation sensor signal and difference between oscillation sensor signalsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mess- und Betriebsschaltung für einen Coriolis- Massedurchflußmesser.The invention relates to a measuring and operating circuit for a Coriolis Mass flow meters.
Coriolis-Massedurchflußmesser werden vielfach zur Bestimmung des Massedurchflusses eines Fluids in einem Rohrleitungsabschnitt eingesetzt. Das Fluid durchströmt dabei mindestens ein schwingendes Messrohr.Coriolis mass flow meters are often used to determine the Mass flow of a fluid used in a pipe section. The fluid flows through at least one vibrating measuring tube.
Bei den meisten Coriolis-Massedurchflußmessern sind am Messrohr ein Schwingungserreger und zwei Schwingungssensoren angeordnet.Most Coriolis mass flow meters have an on the measuring tube Vibration exciter and two vibration sensors arranged.
Messrohr und Fluid bilden zusammen ein schwingungsfähiges System, das normalerweise auf seiner Resonanzfrequenz angeregt wird. Die Resonanzfrequenz hängt unter anderem vom Material und den Abmessungen des Messrohrs ab. Sie variiert auch mit der Dichte des strömenden Fluids.Measuring tube and fluid together form an oscillatory system that is normally excited at its resonance frequency. The resonance frequency depends among other things on the material and the dimensions of the measuring tube. she also varies with the density of the flowing fluid.
In einigen Fällen wird das Messrohr nicht auf der Resonanzfrequenz sondern auf einer benachbarten Frequenz angeregt.In some cases the measuring tube is not on the resonance frequency but on one adjacent frequency excited.
Die beiden Schwingungssensoren erfassen die Schwingungsbewegung des Messrohrs an zwei in Strömungsrichtung beabstandeten Stellen und wandeln die Schwingungsbewegung des Messrohrs in Sensorsignale um. Beide Sensorsignale weisen die gleiche Frequenz wie die Schwingungsbewegung des Messrohrs auf. Sie sind aber gegeneinander phasenverschoben.The two vibration sensors record the vibration movement of the measuring tube at two points spaced in the direction of flow and convert the Vibration movement of the measuring tube into sensor signals. Both sensor signals have the same frequency as the oscillating movement of the measuring tube. she but are out of phase with each other.
Die Phasenverschiebung ist ein Maß für den Massedurchfluss.The phase shift is a measure of the mass flow.
Die Sensorsignale werden in einer in einer Mess-Teilschaltung ausgewertet und in ein zum Massedurchfluss des Fluids proportionales Signal umgewandelt. Neben dem Massedurchfluss können auch weiter Eigenschaften des Fluids wie z. B. seine Dichte bestimmt werden. Hierzu wird z. B. die Frequenz der Schwingungsbewegung des Messrohrs ausgewertet. The sensor signals are evaluated in a measuring subcircuit and in one signal proportional to the mass flow of the fluid converted. Next to the Mass flow can also further properties of the fluid such. B. its density be determined. For this, z. B. the frequency of the oscillatory movement of the Measuring tube evaluated.
In der US-A 4801897 ist eine Erreger-Teilschaltung beschrieben, die nach Art einer analogen Phase-Lock-Loop-Regelung aufgebaut ist. Die Erregerfrequenz stellt sich dabei auch bei veränderlicher Fluiddichte automatisch auf die Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems ein.In US-A 4801897 an exciter subcircuit is described, which in the manner of a analog phase lock loop control is built. The excitation frequency arises automatically changes to the resonance frequency of the vibratory system.
Die bekannten Mess-Schaltungen arbeiten entweder analog wie z. B. in der EP- A698 783 bzw. der US-A 4895030 oder digital wie z. B. in der EP-A 702 212 bzw. der US A54 29 002 beschrieben.The known measuring circuits work either analogously to e.g. B. in EP-A698 783 or US-A 4895030 or digital such. B. in EP-A 702 212 or US A54 29 002 described.
Aus der EP-A 698 783 ist eine Messschaltung beschrieben, die einen analogen Regelkreis aufweist, der die beiden Sensorsignale auf gleiche Amplitude regelt.From EP-A 698 783 a measuring circuit is described which uses an analog Has control loop that regulates the two sensor signals to the same amplitude.
Aus der EP-A 866 319 ist eine weiter Mess- und Betriebsschaltung bekannt. Bei dieser Schaltung werden die beiden Sensorsignale vor der Weiterverarbeitung verstärkt, wobei ein Verstärkungsfaktor eines Verstärkers variabel ist.A further measuring and operating circuit is known from EP-A 866 319. At this Circuit, the two sensor signals are amplified before further processing, wherein an amplification factor of an amplifier is variable.
In einem Digitalprozessor werden die Summe und die Differenz der beiden Sensorsignale sowie eines der Sensorsignale ausgewertet.In a digital processor, the sum and the difference of the two Sensor signals and one of the sensor signals evaluated.
Für die Genauigkeit der Messung ist es wesentlich, daß die beiden Sensorsignale nach ihrer Verstärkung gleiche Amplitude besitzen. Die hierfür benötigte Amplitudenregelung wertet die Summe und die Differenz der beiden Sensorsignale aus.For the accuracy of the measurement, it is essential that the two sensor signals follow their amplification have the same amplitude. The one needed for this Amplitude control evaluates the sum and the difference between the two sensor signals out.
Für die eigentliche Bestimmung des Massedurchflusses wird neben dem Differenzsignal noch das Signal eines Sensors benötigt.For the actual determination of the mass flow, in addition to the Difference signal still requires the signal from a sensor.
Insgesamt werden bei dieser Schaltung drei analoge Schwingungssignale gebildet und anschließend in einer Rechnereinheit weiterverarbeitet. Für die Signalverarbeitung in der Rechnereinheit ist für jedes Schwingungssignal mindestens einen A/D-Wandler notwendig. In total, three analog vibration signals are formed and in this circuit then further processed in a computer unit. For signal processing in the computer unit has at least one A / D converter for each vibration signal necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Mess- und Betriebsschaltung für einen Coriolis- Massedurchflußmessers zu schaffen, bei der weniger Schwingungssignale gebildet und ausgewertet werden müssen und die trotzdem eine ausreichende Genauigkeit besitzt und die einfach und kostengünstig realisierbar ist.The object of the invention is a measuring and operating circuit for a Coriolis Mass flow meter to create less vibration signals formed and must be evaluated and still have sufficient accuracy owns and which is simple and inexpensive to implement.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Mess- und Betriebsschaltung für einen Coriolis-
Massedurchflußmesser
mit einem Messaufnehmer mit mindestens einem Meßrohr,
an dem ein ersten und ein zweiter Schwingungssensor, in Stömungsrichtung
beabstandet voneinander, und ein Schwingungserreger angeordnet sind,
die umfaßt:
einen ersten Verstärker, der mit dem ersten Schwingungssensor verbunden ist,
einen zweiten Verstärker, der mit dem zweiten Schwingungssensors verbunden ist,
einen ersten A/D-Wandler zur Erzeugung eines Schwingungssignals S1, das
proportional zum Ausgangssignal des ersten Schwingungssensors ist, der mit dem
ersten Verstärker verbunden ist,
einer Differenzstufe, deren beide Eingänge mit dem ersten bzw. mit dem zweiten
Verstärker verbunden sind,
einen zweiten A/D-Wandler, der der Differenzstufe nachgeschaltet ist und der zur
Erzeugung eines Differenzsignals D, das proportional zur Differenz der
verstärkten Ausgangssignale des ersten und des zweiten Schwingungssensors ist,
dient,
ein Digitalprozessor der von den Schwingungssensorsignalen nur das
Differenzsignal D und das eine Sensorsignal S1 auswertet und der folgende
Verfahrensschritte ausführt:
This task is solved by a measuring and operating circuit for a Coriolis mass flow meter
with a sensor with at least one measuring tube,
on which a first and a second vibration sensor, spaced apart from one another in the direction of flow, and a vibration exciter are arranged,
which includes:
a first amplifier which is connected to the first vibration sensor,
a second amplifier which is connected to the second vibration sensor,
a first A / D converter for generating an oscillation signal S1 which is proportional to the output signal of the first oscillation sensor which is connected to the first amplifier,
a differential stage, the two inputs of which are connected to the first and to the second amplifier,
a second A / D converter, which is connected downstream of the differential stage and which is used to generate a differential signal D, which is proportional to the difference between the amplified output signals of the first and second vibration sensors,
a digital processor which only evaluates the difference signal D and the one sensor signal S1 from the vibration sensor signals and which carries out the following method steps:
- a) Bestimmung der Amplitude AMS1 des Sensorsignals S1, a) determination of the amplitude AMS1 of the sensor signal S1,
- b) Bestimmung der In-Phase-Komponente I und der Quadraturkomponenten Q des Differenzsignals D bezüglich dem Sensorsignal S1 als Referenzsignal,b) Determination of the in-phase component I and the quadrature components Q des Difference signal D with respect to the sensor signal S1 as a reference signal,
- c) Regelung der Verstärkung des zweiten Verstärkers derart, daß die In-Phase- Komponente I des Differenzsignals verschwindet,c) controlling the gain of the second amplifier such that the in-phase Component I of the difference signal disappears,
- d) Berechnung des Massedurchflusses über die verbleibende Quadraturkomponente Q gemäß der Formel m ~ Q/(AMS1.f).d) Calculation of the mass flow over the remaining quadrature component Q according to the formula m ~ Q / (AMS1.f).
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on one shown in the drawing preferred embodiment explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Messaufnehmer eines Coriolis-Massedurchflußmessers in schematischer Darstellung, Fig. 1 sensor of a Coriolis mass flow meter in a schematic representation;
Fig. 2 Blockschaltbild einer Mess- und Betriebsschaltung für einen Coriolis- Massedurchflußmessers, Fig. 2 block diagram of a measurement and operating circuit for a Coriolis mass flow meter,
Fig. 3 Blockschaltbild einzelner Verfahrensschritte der Messschaltung gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a block diagram of individual process steps of the measurement circuit of FIG. 2.
In Fig. 1 ist ein Messaufnehmer 1 für einen Coriolis-Massedurchflußmesser in schematischer Darstellung gezeigt. Der Messaufnehmer 1 ist in einer nicht dargestellten Rohrleitung angeordnet in der ein Fluid F strömt, dessen Massedurchfluss eine der interessierenden Grössen ist. Die Verbindung mit der Rohrleitung erfolgt über die beiden Flansche 2, 3.In Fig. 1, a sensor 1 for a Coriolis mass flow meter is shown in a schematic representation. The sensor 1 is arranged in a pipeline, not shown, in which a fluid F flows, the mass flow rate of which is one of the variables of interest. The connection to the pipeline is made via the two flanges 2 , 3 .
Der Messaufnehmer 1 weist ein einziges gerades Messrohr 4 auf, das einlassseitig über eine Endplatte 13 am Flansch 2 und auslaßseitig über eine Endplatte 14 am Flansch 3 fixiert ist.The sensor 1 has a single straight measuring tube 4 , which is fixed on the inlet side via an end plate 13 to the flange 2 and on the outlet side via an end plate 14 on the flange 3 .
Die erfindungsgemäße Mess- und Betriebsschaltung ist nicht auf diesen speziellen Messaufnehmer 1 mit einem einzigen geraden Messrohr beschränkt. Sie kann in Verbindung mit den verschiedenen bekannten Messaufnehmern eingesetzt werden. Zu erwähnen sind z. B. Messaufnehmer mit einem Messrohr mit Auslegermasse, wie z. B. in der EP 97 81 0559 beschrieben, Messaufnehmer mit einem gebogenen Messrohr (EP 96 10 9242) sowie Messaufnehmer mit zwei parallelen geraden oder gebogenen Messrohren (US 4793191 bzw. US 4127028).The measuring and operating circuit according to the invention is not limited to this special measuring sensor 1 with a single straight measuring tube. It can be used in conjunction with the various known sensors. To mention are z. B. Sensor with a measuring tube with cantilever mass, such as. B. described in EP 97 81 0559, sensor with a curved measuring tube (EP 96 10 9242) and sensor with two parallel straight or curved measuring tubes (US 4793191 or US 4127028).
Die Flansche 2, 3 und die Endplatten sind an oder in einem Trägerrohr 15 befestigt.The flanges 2 , 3 and the end plates are attached to or in a support tube 15 .
Zur Erzeugung der Messrohrschwingung ist in der Mitte zwischen den beiden Endplatten 13, 14 am Messrohr 4 ein Schwingungserreger 16 angeordnet. Bei dem Schwingungserreger 16 kann es sich z. B. um einen elektromagnetischen Antrieb bestehend aus einem Permanentmagnet 161 und einer Spule 162 handeln.To generate the measuring tube vibration, a vibration exciter 16 is arranged in the middle between the two end plates 13 , 14 on the measuring tube 4 . In the vibration exciter 16 , it can be such. B. an electromagnetic drive consisting of a permanent magnet 161 and a coil 162 .
Die Spule 162 ist am Tragrohr 15 und der Permanentmagnet 161 am Messrohr 4 fixiert.The coil 162 is fixed on the support tube 15 and the permanent magnet 161 on the measuring tube 4 .
Über den in der Spule 162 fließenden Strom läßt sich die Amplitude und die Frequenz der Biegeschwingung des Messrohrs 4, die in der Zeichenebene verläuft, steuern. In der Zeichenebene treten auch die Corioliskräfte auf, die bewirken, daß nicht mehr alle Punkte entlang des Messrohrs 4 in Phase schwingen.The amplitude and frequency of the bending vibration of the measuring tube 4 , which runs in the plane of the drawing, can be controlled via the current flowing in the coil 162 . The Coriolis forces also occur in the plane of the drawing, which cause all points along the measuring tube 4 to no longer oscillate in phase.
Die Schwingungsbewegung des Messrohrs 4 wird mit Hilfe zweier Schwingungssensoren 17 bzw. 18, die etwa symmetrisch zum Schwingungserrereger 16, ebenfalls am Tragrohr 15 angeordnet sind, aufgenommen. Bei den Schwingungssensoren 17 bzw. 18 kann es sich z. B. um elektromagnetische Wandler handeln, die ähnlich der Anordnung Permanentmagnet-Spule des Schwingungserregers 16 aufgebaut sind.The vibration movement of the measuring tube 4 is recorded with the aid of two vibration sensors 17 and 18 , which are arranged approximately symmetrically to the vibration exciter 16 , also on the support tube 15 . In the vibration sensors 17 and 18 , it can be, for. B. are electromagnetic transducers, which are constructed similar to the arrangement of the permanent magnet coil of the vibration exciter 16 .
Die beiden Permanentmagnet 171, 181 sind am Messrohr 4 und die beiden Spulen 172, 182 am Tragrohr 15 fixiert. Die Bewegung des Messrohrs 4 bewirkt über die Magnete 171, 181 eine Induktionsspannung in der jeweiligen Spule 172, 182, die als analoges Sensorsignal X17 bzw. X18 abgegriffen wird. The two permanent magnets 171 , 181 are fixed on the measuring tube 4 and the two coils 172 , 182 on the support tube 15 . The movement of the measuring tube 4 causes an induction voltage in the respective coil 172 , 182 via the magnets 171 , 181 , which is picked up as an analog sensor signal X17 or X18.
Ein Coriolis-Massedurchflußmesser besteht in der Regel aus einem Messaufnehmer und einer zugehörigen Mess- und Betriebsschaltung. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer zum Messaufnehmer 1 gehörenden Mess- und Betriebsschaltung, die u. a. die Auswertung der Sensorsignale durchführt und die Schwingungserregung regelt.A Coriolis mass flow meter usually consists of a sensor and an associated measuring and operating circuit. FIG. 2 shows a block diagram of a measuring and operating circuit belonging to the sensor 1 , which among other things carries out the evaluation of the sensor signals and controls the vibration excitation.
Die beiden Sensorsignale X17 und X18 werden jeweils einem ersten Verstärker V1 bzw. einem zweiten Verstärker V2 zugeführt. Zumindest die Verstärkung des Verstärkers V2 ist variabel mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor VF.The two sensor signals X17 and X18 each become a first amplifier V1 or a second amplifier V2 supplied. At least the reinforcement of the Amplifier V2 is variable with an adjustable gain factor VF.
Der Verstärker V1 ist mit einem ersten A/D-Wandler AW1 und parallel dazu mit einem Eingang einer Differenzstufe D1 verbunden.The amplifier V1 is with a first A / D converter AW1 and in parallel with it connected to an input of a differential stage D1.
Der Verstärker V2 ist mit einem weiteren Eingang der Differenzstufe D verbunden. Der Ausgang der Differenzstufe D1 ist mit einem zweiten A/D-Wandler AW2 verbunden.The amplifier V2 is connected to a further input of the differential stage D. The output of differential stage D1 is with a second A / D converter AW2 connected.
An den beiden Ausgängen der A/D-Wandler AW1 bzw. AW2 liegt das Sensorsignal S1 bzw. Differenzsignal D in digitalisierter Form. Beide Ausgänge sind jeweils mit einem Digitalprozessor DP verbunden.The sensor signal S1 is present at the two outputs of the A / D converters AW1 and AW2 or difference signal D in digitized form. Both outputs are with one Digital processor DP connected.
Der erste Verstärker V1 und der erste A/D-Wandler AW1 bilden einen ersten Schwingungssignalweg SW1.The first amplifier V1 and the first A / D converter AW1 form a first Vibration signal path SW1.
Der zweite Verstärker V2, die Differenzstufe D1 sowie der zweite A/D-Wandler AW2 bilden einen zweiten Schwingungssignalweg SW2.The second amplifier V2, the differential stage D1 and the second A / D converter AW2 form a second vibration signal path SW2.
Dem Digitalprozessor DP werden somit zur Bestimmung des Massedurchflusses von den beiden Schwingungssensoren S1 bzw. S2 nur das digitale Sensorsignal S1 und das digitale Differenzsignal D über zwei Schwingungssignalwege SW1 bzw. SW2 zugeführt.The digital processor DP is thus used to determine the mass flow of the two vibration sensors S1 and S2 only the digital sensor signal S1 and that digital difference signal D via two vibration signal paths SW1 and SW2 fed.
Der Digitalprozessor DP liefert an einem ersten Ausgang A1 als Ausgangssignal den Massedurchfluss m. Ein zweiter Ausgang A2 des Digitalprozessors DP, der ein Verstärkungssignal VS liefert, ist mit einem Eingang eines D/A-Wandlers DW1 verbunden, dessen Ausgang mit dem Verstärker V2 verbunden ist. The digital processor DP delivers the output signal at a first output A1 Mass flow m. A second output A2 of the digital processor DP, the one Gain signal VS provides is with an input of a D / A converter DW1 connected, the output of which is connected to the amplifier V2.
Mit Hilfe des Verstärkungssignals VS wird der Verstärkungsfaktor VF des zweiten Verstärkers V2 eingestellt.With the aid of the amplification signal VS, the amplification factor VF of the second Amplifier V2 set.
Ein dritter Ausgang A3 liefert ein Signal, das den Erregerstrom Ierr für die Schwingungsanregung der Meßrohre steuert.A third output A3 supplies a signal which controls the excitation current I err for the vibration excitation of the measuring tubes.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die einzelnen Verfahrensschritte, die zur Bestimmung des Massedurchflusses m notwendig sind. Fig. 3 shows a schematic representation of the individual process steps that are necessary for determining the mass flow m.
Zur Amplitudenbestimmung des digitalen Sensorsignals S1 wird dieses mit einem Sinuseinheitssignal SE und einem Cosinuseinheitssignal CE multipliziert und anschließend jeweils mit einem Tiefpassfilter T gefiltert. Nach den Tiefpassfilter T erhält man zwei Amplitudenwerte a und b, die die Anteile des Sensorsignals S1 entsprechend den beiden Einheitssignalen SE und CE angeben. Durch Wurzelziehen aus der Quadratsumme a2 + b2 erhält man die Amplitude AMS1 des Sensorsignals S1, gemessen in einem Koordinatensystem, das von den beiden Einheitssignalen SE bzw. CE aufgespannt wird.To determine the amplitude of the digital sensor signal S1, it is multiplied by a sine unit signal SE and a cosine unit signal CE and then each filtered with a low-pass filter T. After the low-pass filter T, two amplitude values a and b are obtained, which indicate the proportions of the sensor signal S1 in accordance with the two standard signals SE and CE. By root extraction from the sum of squares a 2 + b 2 , the amplitude AMS1 of the sensor signal S1 is obtained, measured in a coordinate system that is spanned by the two standard signals SE and CE.
Das Differenzsignal D wird mit dem Sensorsignal S1 multipliziert und anschließend in einem Tiefpass TP4 gefiltert, dadurch erhält man die In-Phase-Komponente I des Differenzsignals D.The difference signal D is multiplied by the sensor signal S1 and then in filtered a low pass TP4, this gives the in-phase component I des Difference signal D.
Das Differenzsignal D wird ausserdem mit dem um 90° verschobenen Sensorssignal S1 multipliziert und in einem Tiefpass T3 gefiltert. Dadurch erhält man die Quadraturkomponente Q des Differenzsignals D. The difference signal D is also with the sensor signal shifted by 90 ° Multiplied S1 and filtered in a low pass T3. This gives you the Quadrature component Q of the difference signal D.
Die In-Phase-Komponente I des Differenzsignals D wird einem Regler R zugeführt, der ein Verstärkungssignal VS liefert, mit Hilfe dessen der Verstärkungsfaktor VF der Verstärkung des Verstärkers V2 so geregelt wird, daß die Komponente I verschwindet.The in-phase component I of the differential signal D is fed to a controller R, which provides a gain signal VS, with the aid of which the gain factor VF Gain of amplifier V2 is controlled so that component I disappears.
Wenn die In-Phase-Komponente I des Differenzsignals D verschwindet, sind die beiden Signalamplituden an den Ausgängen der beiden Verstärkern V1 bzw. V2 fast gleich groß. Der Unterschied in den Signalamplituden wird mit kleiner werdender Phasenverschiebung zwischen den Sensorsignalen X17 bzw. X18 ebenfalls immer kleiner.When the in-phase component I of the difference signal D disappears, the are almost two signal amplitudes at the outputs of the two amplifiers V1 and V2 same size. The difference in the signal amplitudes becomes smaller with smaller Phase shift between the sensor signals X17 and X18 also always smaller.
Aus den so gewonnenen Werten für die Quadraturkomponente Q und der Amplitude wird entsprechend der Formel m ~ Q / (AMS1.f) der Massedurchfluss m bestimmt. Die Frequenz f wird von einem Generator G geliefert.From the values obtained for the quadrature component Q and the amplitude the mass flow m is determined according to the formula m ~ Q / (AMS1.f). The frequency f is supplied by a generator G.
Im Generator G werden die beiden Einheitssignale SE und CE digital erzeugt.The two unit signals SE and CE are generated digitally in generator G.
Das Einheitscosinussignal CE wird mit einer variablen Amplitude AMP zum Signal Uerr multipliziert.The unit cosine signal CE becomes the signal with a variable amplitude AMP Uerr multiplied.
Mit Hilfe von Uerr wird eine Treiberschaltung TR angesteuert, die den Erregerstrom für den Schwingungserreger 16 liefert.Uerr is used to control a driver circuit TR, which supplies the excitation current for the vibration exciter 16 .
Um genau auf der Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems anzuregen, wird im Digitalprozessor DP die Phasenverschiebung dϕ zwischen dem Erregersignal Uerr und der Antwortfunktion des Systems dem Sensorsignal S1 bestimmt. To excite exactly at the resonant frequency of the vibrating system, is in the digital processor DP, the phase shift dϕ between the excitation signal Uerr and the response function of the system determines the sensor signal S1.
Die Frequenz f der Einheitssignale SE und CE wird so geregelt, daß die Phasenverschiebung dϕ genau zu Null wird. In diesem Fall ist die anregende Kraft gerade in Phase mit der Geschwindigkeit der Rohrschwingung des Messrohrs 4.The frequency f of the standard signals SE and CE is controlled so that the phase shift dϕ becomes exactly zero. In this case, the exciting force is in phase with the speed of the tube vibration of the measuring tube 4 .
Claims (1)
mit einem Messaufnehmer mit mindestens einem Meßrohr (1),
an dem ein ersten und ein zweiter Schwingungssensor (17, 18), in Stömungsrichtung beabstandet voneinander, und ein Schwingungserreger (16) angeordnet sind,
die umfaßt:
einen ersten Verstärker V1 für das Ausgangssignal des ersten Schwingungssensors (17),
einen zweiten Verstärker V2 für das Ausgangssignal des zweiten Schwingungssensors (18),
einen ersten A/D-Wandler AW1 zur Erzeugung eines Schwingungssignals S1 das proportional zum Ausgangssignal des ersten Schwingungssensors (17) ist,
einen zweiten A/D-Wandler AW2 dem einer Differenzstufe D vorgeschaltet ist, zur Erzeugung eines Differenzsignals D das proportional zur Differenz der verstärkten Ausgangssignale des ersten und des zweiten Schwingungssensors (17, 18) ist,
ein Digitalprozessor DSP der von den Schwingungssensorsignalen nur das Differenzsignal D und das eine Sensorsignal S1 auswertet und der folgende Verfahrensschritte ausführt:
- a) Bestimmung der Amplitude AMS1 des Sensorsignals S1
- b) Bestimmung der In-Phase-Komponente I und der Quadraturkomponenten Q des Differenzsignals D bezüglich dem Sensorsignal S1 als Referenzsignal
- c) Regelung der Verstärkung des zweiten Verstärkers derart, daß die In-Phase- Komponente I des Differenzsignals D verschwindet
- d) Berechnung des Massedurchflusses m über die verbleibende Quadraturkomponente Q gemäß der Formel m ~ Q/(AMS1.f).
with a sensor with at least one measuring tube ( 1 ),
on which a first and a second vibration sensor ( 17 , 18 ), spaced apart from one another in the direction of flow, and a vibration exciter ( 16 ) are arranged,
which includes:
a first amplifier V1 for the output signal of the first vibration sensor ( 17 ),
a second amplifier V2 for the output signal of the second vibration sensor ( 18 ),
a first A / D converter AW1 for generating an oscillation signal S1 which is proportional to the output signal of the first oscillation sensor ( 17 ),
a second A / D converter AW2, which is connected upstream of a differential stage D, for generating a differential signal D which is proportional to the difference between the amplified output signals of the first and second vibration sensors ( 17 , 18 ),
a digital processor DSP which only evaluates the difference signal D and the one sensor signal S1 from the vibration sensor signals and carries out the following method steps:
- a) Determination of the amplitude AMS1 of the sensor signal S1
- b) Determination of the in-phase component I and the quadrature components Q of the difference signal D with respect to the sensor signal S1 as a reference signal
- c) regulating the gain of the second amplifier such that the in-phase component I of the difference signal D disappears
- d) Calculation of the mass flow m over the remaining quadrature component Q according to the formula m ~ Q / (AMS1.f).
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| DE2000145537 DE10045537A1 (en) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Measuring and operating circuit for Coriolis mass flowmeter uses digital processor for calculation of mass flow rate using one oscillation sensor signal and difference between oscillation sensor signals |
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| DE2000145537 DE10045537A1 (en) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Measuring and operating circuit for Coriolis mass flowmeter uses digital processor for calculation of mass flow rate using one oscillation sensor signal and difference between oscillation sensor signals |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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