DE102016007905A1

DE102016007905A1 - Verfahren zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp

Info

Publication number: DE102016007905A1
Application number: DE102016007905.3A
Authority: DE
Inventors: Hao Zhu; Alfred Rieder
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2018-01-04
Also published as: US20190154486A1; WO2018001635A1; US10712189B2

Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp mit mindestens zwei Oszillatoren die jeweils durch ein Paar von Messrohren gebildet sind, wobei die Paare von Messrohren strömungstechnisch parallel angeordnet sind; wobei die beiden Oszillatoren voneinander unabhängige Oszillatorschwingungen mit voneinander verschiedenen Eigenfrequenzen fi,j für einander entsprechenden Schwingungsmoden aufweisen, wobei der Index i den Schwingungsmode bezeichnet und der Index j den Oszillator bezeichnet, also fi,1 ≠ fi,2, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines ersten Werts einer Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des ersten Oszillators; Bestimmen eines zweiten Werts der Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des zweiten Oszillators; Überprüfen der eines tatsächlichen Verhältnisses zwischen dem zweiten Wert durch Vergleich mit einem erwarteten Verhältnis zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert; und Ausgeben eines Signals wenn das tatsächliche Verhältnis nicht dem erwarteten Verhältnis entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp, insbesondere einen Messaufnehmers mit mindestens zwei Oszillatoren die jeweils durch ein Paar von Messrohren gebildet sind, wobei die Paare von Messrohren strömungstechnisch parallel angeordnet sind, wobei die beiden Oszillatoren voneinander unabhängige Oszillatorschwingungen mit voneinander verschiedenen Eigenfrequenzen f_i,j für einander entsprechenden Schwingungsmoden aufweisen, wobei der Index i den Schwingungsmode bezeichnet und der Index j den Oszillator bezeichnet, also f_i,1 ≠ f_i,2, Ein solcher Messaufnehmer mit zwei unabhängig voneinander schwingenden ist in der noch unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2015 104 931.7 beschrieben ist. Die beiden Oszillatoren umfassen im Wesentlichen unabhängig voneinander schwingenden Messrohrpaare, welche für einander entsprechende Moden unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen. Die voneinander verschiedenen Eigenfrequenzen ermöglichen, dass die Oszillatoren tatsächlich unabhängig voneinander schwingen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
Insofern, als der Messaufnehmer zwei parallel durchströmte, unabhängig messende Teilsysteme mit jeweils für das Teilsystem definierten Übertragungsfunktionen aufweist, können sich auszugebende Messwerte durch Auswertung von Messergebnissen beider Teilsysteme ergeben. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches die Validität der auszugebenen Messwerte oder den Zustand einer Messstelle überwacht, in welcher der Messaufnehmer angeordnet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp mit mindestens zwei Oszillatoren die jeweils durch ein Paar von Messrohren gebildet sind, wobei die Paare von Messrohren strömungstechnisch parallel angeordnet sind, wobei die beiden Oszillatoren voneinander unabhängige Oszillatorschwingungen mit voneinander verschiedenen Eigenfrequenzen f_i,j für einander entsprechenden Schwingungsmoden aufweisen, wobei der Index i den Schwingungsmode bezeichnet und der Index j den Oszillator bezeichnet, also f_i,1 ≠ f_i,2, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines ersten Werts einer Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des ersten Oszillators; Bestimmen eines zweiten Werts der Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des zweiten Oszillators; Überprüfen der eines tatsächlichen Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert durch Vergleich mit einem erwarteten Verhältnis zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert; und Ausgeben eines Signals wenn das tatsächliche Verhältnis nicht dem erwarteten Verhältnis entspricht.
Primärmessgrößen eines Oszillators sind beispielsweise die Eigenfrequenzen von Schwingungsmoden des Oszillators, ein Phasenwinkel zwischen einem durchflussabhängigen Coriolismode und einem Nutzmode mit dem der Oszillator angeregt wird, dem durchflussabhängigen Anregung des so genannten Coriolis-Modes, oder das Verhältnis zwischen einem Sensorsignal und einem Erregersignal, wobei das Sensorsignal von einer Schwingungsamplitude bzw. einer Schwingungsgeschwindigkeit des Oszillators abhängt, und wobei das Erregersignal die Erregerleistung repräsentiert.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen der erste Wert und der zweite Wert jeweils eine Eigenfrequenz eines Oszillators, bzw. eine daraus abgeleitete Größe.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen Dichtemesswert auf Basis der Eigenfrequenzen des ersten und des zweiten Oszillators.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Dichtemesswerte korrigierte Dichtemesswerte, die anhand von vorläufigen Dichtemesswerten unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit des Mediums berechnet wurden um den Einfluss einer Kompressibilität eines in den Messrohren der Oszillatoren geführten Mediums zu korrigieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Schallgeschwindigkeit anhand mindestens einer der beiden Eigenfrequenzen und einer dritten Eigenfrequenz eines der Oszillatoren, sowie eines daraus abgeleiteten vorläufigen Dichtemesswerts bestimmt.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen Massedurchflusswert durch die Messrohre eines Oszillators.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen bezüglich des Kompressibilitätseinflusses des Mediums korrigierten Massedurchflusswert.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das erwartete Verhältnis in Abhängigkeit von einem Wert für die Viskosität des Mediums bestimmt.
Das erwartete Verhältnis von zwei Massedurchflusswerten hängt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von mindestens einem Referenzverhältnis ab, das beispielsweise bei einer Kalibrierung des Messaufnehmers ermittelt wurde, oder nach dem Einbau in die Messstelle, so dass das Referenzverhältnis die Einbausituation berücksichtigt.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Wert für die Viskosität anhand eines Verhältnisses zwischen einem Sensorsignal und einem Erregersignal bei einer Eigenfrequenz ermittelt, wobei das Sensorsignal von der Auslenkung bzw. Geschwindigkeit der schwingenden Messrohre eines Oszillators abhängt, und wobei das Erregersignal die Leistung des Erregers repräsentiert, mit welcher der Oszillator zum Schwingen angeregt wird.
Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1: Ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2: Ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
3a: eine schematische Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers;
3b: eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers ohne Trägerrohr;
3c: eine räumliche Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers ohne Trägerrohr;
3d: eine räumliche Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers mit montiertem Trägerrohr; und
4: ein Koordinatensystem zur Beschreibung einiger Eigenschaften des erfindungsgemäßen Messaufnehmers.
Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Bestimmen eines Dichtewertes beginnt in einem Schritt 105 mit der Bestimmung der unterschiedlichen Eigenfrequenzen der f_1,j-Nutzmoden der beiden Oszillatoren. Durch Maximieren des jeweiligen Verhältnisses von der Schwingungsamplitude zur modenspezifischen Erregerleistung durch Variieren der Anregungsfrequenzen können die gesuchten Eigenfrequenzen ermittelt werden.
Anhand der ermittelten Eigenfrequenzen f_1,1 und f_1,2 werden in einem Schritt 110 Dichtewerte ρ_1,1 und ρ_1,2 bestimmt als:
wobei c_0,1,j, c_1,1,j, und c_2,1,j, mit j = 1, 2 die modenabhängige Koeffizienten für die Nutzmoden der beiden Oszillatoren sind.
Sofern davon ausgegangen werden kann, dass das Medium in den Messrohren eine praktisch inkompressible Flüssigkeit ist, bzw. keine Gasbeladung aufweist, können die Dichtewerte ρ_1,1 und ρ_1,2 ohne Weiteres in den nachfolgenden Verfahrensschritten verarbeitet werden. Hierzu ist in Schritt 115 eine relative Dichteabweichung Dichtewerte Δρ zu bestimmen als
In einem Schritt 120 wird dann die Dichteabweichung Δρ mit einem Grenzwert Δρ_ref verglichen. Wenn die Dichteabweichung Δρ den Grenzwert überschreitet, wird in Schritt 125 ein Alarmsignal ausgegeben.
Sofern das Medium kompressibel ist, sind die Dichtewerte ρ_1,1 und ρ_1,2 lediglich als vorläufige Dichtemesswerte zu behandeln und noch gegen Fehlereinflüsse aufgrund des so genannten Resonatoreffekts zu korrigieren. Dazu ist die Kenntnis der aktuellen Schallgeschwindigkeit des Mediums erforderlich, die entweder extern gemessen und zugeführt oder mit Hilfe der Messung einer Eigenfrequenz eines so genannten f3-Modes zumindest eines der beiden Oszillatoren ermittelt werden kann. Einzelheiten hierzu sind in den noch unveröffentlichten Patentanmeldungen DE 10 2015 122 661 und DE 10 2016 112 002 offenbart.
Zur Korrektur des Resonatoreffekts wird beispielsweise anhand der Eigenfrequenz eines f3-Modes eines Oszillators ein weiterer vorläufiger Dichtewert ρ3_,j ermittelt.
Anschließend das Verhältnis V der vorläufigen Dichtewerte, auf Basis des Nutzmodes und des f3-Modes des gleichen Oszillators gebildet, also beispielsweise die Division der vorläufigen Dichtewerte ρ_3,1 und ρ_1,1 zu V := ρ_3,1/ρ_1,1.
Anschließend wird die Schallgeschwindigkeit c bestimmt, welche bei den zugehörigen gemessenen Eigenfrequenzen der Biegeschwingungsmoden zu dem berechneten Verhältnis V der vorläufigen Dichtewerte führt:
wobei r etwa 0,84, b = 1 und g₁ ein messrohrabhängiger Proportionalitätsfaktor zwischen Schallgeschwindigkeit und Resonanzfrequenz des im Messrohr schwingenden Mediums ist. Ein typischer Wert für g₁ beträgt beispielsweise etwa 10/m.
Anhand der ermittelten Schallgeschwindigkeit wird dann für die vorläufigen Dichtewerte ein modenspezifischer Korrekturterm K_i berechnet gemäß:
Die vorläufigen Dichteweret ρ_i,j werden dann durch den Korrekturterm K_i,j geteilt, um die korrigierten Dichtewerte ρ_corr,i,j zu erhalten.
Die korrigierten Dichtewerte ρ_corr,1,1 und ρ_corr,1,2 können dann in Schritt 115 zur Bestimmung der Abweichung zwischen den Dichtemesswerten herangezogen werden, und die folgenden Schritte 120, 125 verlaufen, wie oben beschrieben.
Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 140 zum Bestimmen eines Massedurchflusswertes beginnt in einem Schritt 145 mit der Bestimmung der jeweiligen Massedurchflusswerte durch die beiden Oszillatoren. Hierzu ist jeweils der Phasenwinkel zwischen dem Coriolismode und dem Nutzmode zu bestimmen. Daraus ergeben sich unter Berücksichtigung des jeweiligen, oszillatorspezifischen Kalibrierfaktors die Massedurchflusswerte durch die beiden Oszillatoren. Der gesamte Massendurfluss ergibt sich aus der Summe der Massedurchflusswerte für die beiden Oszillatoren.
Sofern davon ausgegangen werden kann, dass das Medium in den Messrohren eine praktisch inkompressible Flüssigkeit ist, bzw. keine Gasbeladung aufweist, können die solchermaßen ermittelten Massedurchflussmesswerte ohne weiteres in den nachfolgenden Verfahrensschritten verarbeitet werden. Hierzu ist in Schritt 150 beispielsweise ein Quotient der beiden Massedurchflusswerte zu bestimmen.
In einem Schritt 155 wird ein Erwartungswert dieses Verhältnisses ermittelt. In diesen Erwartungswert gehen beispielsweise die Summe der beiden Durchflusswerte, ein Wert für die Viskosität des Mediums und ein. Als Berechnungsgrundlage kann das tatsächliche Verhältnis in Abhängigkeit dieser Eingangsgrößen zu einem Referenzeitpunkt, beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Messaufnehmers in einer Messstelle aufgezeichnet und als Funktion der Eingangsgrößen modelliert werden. Anhand des so ermittelten Modells, wird ein Erwartungswert als Funktion der Eingangsgrößen bestimmt. Der Viskositätswert des Mediums kann beispielsweise anhand des Verhältnisses von Schwingungsamplitude und Erregerleistung eines Oszillators ermittelt werden.
In einem Schritt 160 wird eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Verhältnis und dem Erwartungswert ermittelt, beispielsweis durch Quotientenbildung.
In einem Schritt 165 wird Überprüft ob der Quotient innerhalb eines Referenzbereichs von beispielsweise 95% bis 105% liegt.
Bei negativem Befund wird in einem Schritt 170 ein Alarm ausgegeben.
Sofern das Medium kompressibel ist, sind die Massedurchflusswerte lediglich als vorläufige Massedurchflusswerte zu behandeln und noch gegen Fehlereinflüsse aufgrund des Resonatoreffekts zu korrigieren. Dazu ist die Kenntnis der aktuellen Schallgeschwindigkeit des Mediums erforderlich, die, wie oben beschrieben, ermittelt werden kann. Einzelheiten hierzu sind auch in den noch unveröffentlichten Patentanmeldungen DE 10 2015 122 661 und DE 10 2016 112 002 offenbart.
Die Korrekturterme K_m,j zur Korrektur vorläufiger Massedurchflusswerte eines Oszillators gegen den Einfluss des Resonatoreffekts ergeben sich aus den Korrekturtermen K_1,j des vorläufigen Dichtewerts auf Basis der Eigenfrequenz des Nutzmodes des Oszillators, wie folgt: K_m,j := 2·K_1,j – 1, wobei j = 1, 2 der Index des Oszillators ist.
Die korrigierten Massedurchflusswerte der Oszillatoren ergeben sich, indem die vorläufigen Massedurchflusswerte durch den jeweiligen Korrekturterm K_m,j des Oszillators dividiert werden.
Mit den korrigierten Massedurchflusswerten kann das Verfahren dann in Schritt 150 aufgegriffen werden.
Im Folgenden wird anhand der 3a bis 3d ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers 200 näher erläutert. Der Messaufnehmer 200 umfasst vier gebogene Messrohre 210a, 210b, 210c, 210d. Die Messrohre 210a, 210b, 210c, 210d erstrecken sich zwischen einem einlassseitigen Sammler 220 und einem auslassseitigen Sammler 220, und sind mit diesen fest verbunden, beispielsweise durch Einwalzen, Hartlöten oder Schweißen. Zwischen den Sammlern 220 erstreckt sich ein massives Trägerrohr 224, das mit beiden Sammlern fest verbunden ist, wodurch die Sammler 220 starr miteinander gekoppelt sind. Das Trägerrohr 224 weist an seiner Oberseite Öffnungen auf, durch welche die Messrohre 210a, 210b, 210c, 210d von den Sammlern 220 aus dem Trägerrohr 224 heraus und wieder zurück geführt sind.
Die Sammler 220 weisen endständig jeweils einen Flansch 222 auf, mittels dessen der Messaufnehmer 200 in einer Rohrleitung zu installieren ist. Durch zentrale Öffnungen 223 in den Flanschen 222 ist ein Massedurchfluss durch den Messaufnehmer 200, insbesondere dessen Messrohre 210a, 210b, 210c, 210d zu führen, um den Massedurchfluss zu messen.
Ein erstes Messrohr 210a und ein zweites Messrohr 210b sind einlassseitig und auslassseitig (im Folgenden beidseitig) jeweils mit zwei Knotenplatten 232a, 234a verbunden, wobei durch die Position der beiden inneren der Knotenplatten 232a, also durch jene, welche beidseitig jeweils am weitesten vom entsprechenden Sammler 220 entfernt sind, eine erste Schwingungslänge eines durch das erste Messrohr 210a, und das zweite Messrohr 210b gebildeten ersten Oszillators festgelegt ist. Diese erste Schwingungslänge hat großen Einfluss auf einen Nutzmode und einen f3-Mode des ersten Oszillators, insbesondere auf deren Eigenfrequenzen f_1,1 und f_3,1, mit welchen der erste Oszillator angeregt werden kann.
Ein drittes Messrohr 210c und ein viertes Messrohr 210d sind beidseitig jeweils mit zwei Knotenplatten 232c, 234c verbunden, wobei durch die Position der beiden inneren der Knotenplatten 232c, also durch jene, welche beidseitig jeweils am weitesten vom entsprechenden Sammler 220 entfernt sind, eine zweite Schwingungslänge eines durch das dritte Messrohr 210c und das vierte Messrohr 210d gebildeten zweiten Oszillators festgelegt ist. Diese zweite Schwingungslänge hat großen Einfluss auf einen Nutzmode und einen f3-Mode des ersten Oszillators, insbesondere auf deren Eigenfrequenzen f_1,2 und f_3,2, mit welchen der zweite Oszillator angeregt werden kann.
Sämtliche äußeren Knotenplatten 234a, 234c, die jeweils zwischen den inneren Knotenplatten 232a, 232c und den Sammlern 220 angeordnet sind, dienen insbesondere dazu, weitere Schwingungsknoten zu definieren, um einerseits die mechanischen Maximalspannungen an den schwingenden Messrohren zu reduzieren, und andererseits das Auskoppeln von Schwingungsenergie in eine Rohrleitung, in welcher der Messaufnehmer montiert ist, bzw. das Einkoppeln von Störschwingungen aus der Rohrleitung zu minimieren.
Die Knotenplatten 232a, 232b, 234a, 234b definieren Schwingungsknoten für die Messrohre. Zwischen den inneren Knotenplatten 232a, 232b können die Messrohre 210a, 210b frei schwingen, so dass durch die Position der inneren Knotenplatten die Schwingungseigenschaften des durch die Messrohre 210a, 210b gebildeten Oszillators, insbesondere Eigenfrequenzen von Schwingungsmoden des Oszillators wesentlich mitbestimmt werden.
Die freie Schwingungslänge der Messrohre 210a, 210b des ersten Oszillators ist wesentlich größer als die freie Schwingungslänge der Messrohre 210c, 210d des zweiten Oszillators, wobei die Messrohre 210a, 210b des ersten Oszillators in einem höheren Bogen geführt sind, als die Messrohre 210c, 210d des zweiten Oszillators. Dies führt beispielsweise dazu, dass bei dem dargestellen Messaufnehmer, welcher Messrohre mit einem Außendurchmesser von 3 Zoll, also etwa 76 mm und einer Wandstärke von 3,6 mm aufweist, unter Annahme der Befüllung der Messrohre mit einem inkompressiblen Medium mit einer Dichte von Wasser der erste Oszillator einen Nutzmode mit einer Eigenfrequenz von etwa 210 Hz aufweist, während die Eigenfrequenz des Nutzmodes des zweiten Oszillators etwa 160 Hz beträgt. Die entsprechenden Eigenfrequenzen der f₃-Moden sind jeweils etwa um einen Faktor 6 größer.
Bevor die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Messaufnehmers 200 weiter erläutert wird, werden dessen Symmetrieeigenschaften anhand von 4 vorgestellt. In 7 sind Messrohrmittelachsen 212a, 212b des ersten Messrohrs und des zweiten Messrohrs dargestellt, welche den ersten Oszillator bilden. Die Messrohrmittelachsen 212a, 212b verlaufen symmetrisch zu einer ersten Spiegelebene Syz, der Messaufnehmerlängsebene, welche zwischen den Messrohren verläuft. Die Messrohrmittelachsen verlaufen weiterhin symmetrisch zu einer zweiten Spiegelebene Sxy, der Messaufnehmerquerebene, welche senkrecht zur Messaufnehmerquerebene verläuft.
Die Messrohrachsen 212a, 212b des ersten Oszillators verlaufen vorzugsweise in Ebenen, die parallel zur ersten Messaufnehmerlängsebene verlaufen.
Bezüglich einer dritte Ebene Szx, welche senkrecht zur ersten Spiegelebene und zur zweiten Spiegelebene verläuft, und in welcher die Messrohrachsen 212a, 212b in den Sammlern verlaufen ist keine Symmetrie der Messrohre gegeben.
Die obigen Ausführungen gelten entsprechend für die Messrohrachsen des dritten und vierten Messrohrs des zweiten Oszillators.
Vorzugsweise verlaufen die Achsen des ersten Messrohrs und des dritten Messrohrs in einer ersten Ebene sowie die Messrohrachsen des zweiten und vierten Messrohrs in einer zweiten Ebene, die jeweils parallel zur ersten Spiegelebene verlaufen.
Die Schnittlinie zwischen der ersten Spiegelebene Syz und der dritten Ebene definiert eine Z-Achse eines Koordinatensystems des Messaufnehmers. Die Schnittlinie zwischen der zweiten Spiegelebene Sxy und der dritten Ebene Szx definiert eine X-Achse des Koordinatensystems, und die Schnittlinie zwischen ersten Spiegelebene Syz und der zweiten Spiegelebene definiert die Y-Achse des Koordinatensystems. Mit den solchermaßen definierten Koordinaten wenden wir uns wieder 6a bis 6d zu.
Zum Anregen von Biegeschwingungen der Messrohre in X-Richtung sind – bezogen auf die Längsrichtung bzw. die Z-Achse in der Mitte des Messaufnehmers – zwischen dem ersten Messrohr 210a und dem zweiten Messrohr 210b des ersten Oszillators eine erste Erregeranordnung 240a und zwischen dem dritten Messrohr 210c und dem vierten Messrohr 210d des zweiten Oszillators eine zweite Erregeranordnung 240c vorgesehen, beispielsweise jeweils eine induktive Erregeranordnung, die beispielsweise eine Tauchspule an einem Messrohr und einen Tauchkörper am gegenüberliegenden Messrohr umfasst. Zum Erfassen der Schwingungen der Messrohrpaare der Oszillatoren sind in Längsrichtung symmetrisch zu den Erregeranordnungen 240a, 240c jeweils eine erste Sensoranordnung 242a-1, 242c-1 und eine zweite Sensoranordnung 242a-2, 242c-2 vorgesehen, die jeweils als induktive Anordnung mit einer Tauchspule an einem Rohr und einem Tauchkörper am anderen Rohr gestaltet sind. Einzelheiten dazu sind dem Fachmann bekannt, und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. (Im Sinne der Übersichtlichkeit wurden die Positionen der Erregeranordnung und der Sensoranordnungen lediglich in 1b dargestellt und mit Bezugszeichen versehen).
Die Oszillatoren sind jeweils mit mindestens einer ihrer aktuellen Eigenfrequenzen des Nutzmodes (f1-Mode) und/oder des f3-Modes anzuregen, wobei hierzu entweder die Erregeranordnungen jeweils von einer unabhängigen Treiberschaltung mit dem Signal der jeweiligen Eigenfrequenz angetrieben werden können, oder wobei die Erregeranordnungen in Reihe geschaltet und mit einem überlagerten Signal der Eigenfrequenzen beider Oszillatoren beaufschlagt werden können. Aufgrund der hohen Güte der Oszillatoren wird jeder Oszillator praktisch nur mit seinen Eigenfrequenzen zum Schwingen angeregt.
Der Messaufnehmer umfasst, wie in 3d schematisch dargestellt, weiterhin ein Elektronikeinheit 260, welche eine Betriebs- und Auswertungsschaltung enthält, welche die Treiberschaltungen zum Erregen der Messrohrschwingungen sowie Signalverarbeitungsschaltungen zum Verarbeiten der Sensorsignale umfasst. Weiterhin umfasst die Betriebs- und Auswerteschaltung mindestens einen Mikroprozessor zur Steuerung des Messaufnehmers und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Elektronikeinheit 260 ist über Leitungen an eine übergeordnete Einheit, beispielsweise ein Leitsystem anschließbar, von der sie versorgt wird, und an die sie Messdaten ausgibt. Die Elektronikeinheit kann abgesetzt angeordnet sein, oder am Tägerrohr oder einem (hier nicht dargestellten) Gehäuse um die Messrohrbögen montiert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015104931 [0001]
DE 102015122661 [0027, 0040]
DE 102016112002 [0027, 0040]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp mit mindestens zwei Oszillatoren die jeweils durch ein Paar von Messrohren gebildet sind, wobei die Paare von Messrohren strömungstechnisch parallel angeordnet sind; wobei die beiden Oszillatoren voneinander unabhängige Oszillatorschwingungen mit voneinander verschiedenen Eigenfrequenzen f_i,j für einander entsprechenden Schwingungsmoden aufweisen, wobei der Index i den Schwingungsmode bezeichnet und der Index j den Oszillator bezeichnet, also f_i,1 ≠ f_i,2, wobei das Verfahren (100) die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen (105) eines ersten Werts einer Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des ersten Oszillators; Bestimmen (105) eines zweiten Werts der Primärmessgröße bzw. einer daraus abgeleiteten Größe mittels des zweiten Oszillators; Überprüfen (125) eines tatsächlichen Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert durch Vergleich mit einem erwarteten Verhältnis zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert; und Ausgeben eines Signals wenn das tatsächliche Verhältnis nicht dem erwarteten Verhältnis entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Wert und der zweite Wert jeweils eine Eigenfrequenz eines Oszillators, bzw. eine daraus abgeleitete Größe umfassen. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die wobei der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen Dichtemesswert auf Basis der Eigenfrequenzen des ersten und des zweiten Oszillators umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Dichtemesswerte korrigierte Dichtemesswerte sind, die anhand von vorläufigen Dichtemesswerten unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit des Mediums berechnet wurden um den Einfluss einer Kompressibilität eines in den Messrohren der Oszillatoren geführten Mediums zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Schallgeschwindigkeit anhand mindestens einer der beiden Eigenfrequenzen und einer dritten Eigenfrequenz eines der Oszillatoren, sowie eines daraus abgeleiteten vorläufigen Dichtemesswerts bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen Massedurchflusswert durch die Messrohre eines Oszillators umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Wert und der zweite Wert jeweils einen bezüglich des Kompressibilitätseinflusses des Mediums korrigierten Massedurchflusswert umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das erwartete Verhältnis in Abhängigkeit von einem Wert für die Viskosität des Mediums bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Wert für die Viskosität anhand eines Verhältnisses zwischen einem Sensorsignal und einem Erregersignal bei einer Eigenfrequenz ermittelt wird, wobei das Sensorsignal von der Auslenkung bzw. Geschwindigkeit der schwingenenden Messrohre eines Oszillators abhängt, und wobei das Erregersignal die Leistung des Erregers repräsentiert, mit welcher der Oszillator zum Schwingen angeregt wird.