DE10257322A1

DE10257322A1 - Prozeß-Meßgerät

Info

Publication number: DE10257322A1
Application number: DE2002157322
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Drahm; Alfred Dr. Rieder
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-06-24
Also published as: CN1720428A; WO2004053428A2; CN100374830C; RU2005121257A; RU2007138277A; EP1567834A2; AU2003288210A8; WO2004053428A3; AU2003288210A1; RU2320964C2

Abstract

Das Prozeß-Meßgerät dient zum Messen einer physikalischen Prozeßgröße eines in einem Prozeßbehälter vorgehaltenen oder in einer Prozeßleitung strömenden Mediums. Es umfaßt einen Meßaufnehmer (10) mit einer Meßsignale (s¶1¶, s¶2¶) liefernden Sensoranordnung (60) sowie eine mit dem Meßaufnehmer (10) gekoppelte Meßgerät-Elektronik (50). Die Sensoranordnung (60) weist ein primär auf die physikalische Prozeßgröße, insbesondere auch Änderungen der Prozeßgröße, reagierendes Sensorelement (17) auf und liefert mittels des Sensorelements (17) ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes Meßsignal (s¶1¶). Darüber hinaus weist die Sensoranordnung (60) wenigstens einen im Meßaufnehmer (10) angeordneten Temperatursensor (40) auf, der eine Temperatur (T¶1¶) im Meßaufnehmer (10) örtlich erfaßt, und liefert die Sensoranordnung (60) mittels des Temperatursensors (40) ein die Temperatur (T¶1¶) im Meßaufnehmer (10) repräsentierendes Temperatur-Meßsignal (THETA¶1¶). Unter Verwendung des Meßsignals (s¶1¶) und unter Verwendung eines Korrekturwerts (K¶1¶) für das Meßsignal (s¶1¶) erzeugt die Meßgerät-Elektronik (50) einen die physikalische Größe momentan repräsentierenden Meßwert (X). Dabei ermittelt die Meßgerät-Elektronik (50) den Korrekturwert (K¶1¶) anhand eines zeitlichen Verlaufs des einen Temperatur-Meßsignals (THETA¶1¶) in der Weise, daß in der Vergangenheit mittels des Temperatursensors (40) erfaßte Temperaturwerte mit berücksichtigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Prozeß-Meßgerät ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Prozeß-Meßgerät zum Messen wenigstens einer physikalischen Prozeßgröße, insb. eines Massedurchflusses, einer Dichte, einer Viskosität, eines Drucks oder dergleichen, eines in einem Prozeßbehälter vorgehaltenen oder in einer Prozeßleitung strömenden Mediums.
In der industriellen Prozeß-Meßtechnik werden, insb. auch im Zusammenhang mit der Automatisierung chemischer oder verfahrenstechnischer Prozesse, zur Erzeugung von Prozeßgrößen analog oder digital repräsentierenden Meßwertsignalen vor Ort, also prozeßnah installierte Prozeß-Meßgeräte, sogenannte Feldmeßgeräte eingesetzt. Beispiele für derartige, dem Fachmann an und für sich bekannte Prozeß-Meßgeräte sind in der EP-A 984 248 , EP-A 1 158 289 , US-A 38 78 725 , US-A 43 08 754 , US-A 44 68 971 , US-A 45 24 610 , US-A 45 74 328 , US-A 45 94 584 , US-A 46 17 607 , US-A 47 16 770 , US-A 47 68 384 , US-A 48 50 213 , US-A 50 52 230 , US-A 51 31 279 , US-A 52 31 884 , US-A 53 59 881 , US-A 53 63 341 , US-A 54 69 748 , US-A 56 04 685 , US-A 56 87 100 , US-A 57 96 011 , US-A 60 06 609 , US-B 62 36 322 , US-B 63 52 000 , US-B 63 97 683 , der WO-A 88 02 476, der WO-A 88 02 853, WO-A 95 16 897, WO-A 00 36 379, WO-A 00 14 485, WO-A 01 02816 oder der WO-A 02 086 426 detailiert beschrieben.
Bei den jeweils zu erfassenden Prozeßgrößen kann es sich 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 Prozeß-Mediums handeln, das in einem entsprechenden Prozeß-Behälter, wie z.B. einer Rohrleitung oder einem Tank, geführt bzw. vorgehalten wird.
Zum Erfassen der jeweiligen Prozeßgrößen weist das Prozeß-Meßgerät einen entsprechenden, zumeist physikalisch-elektrischen, Meßaufnehmer auf, der in eine Wandung des das Prozeß-Medium jeweils führenden Behälters oder der in den Verlauf einer das Prozeß-Medium jeweils führenden Prozeß-Leitung eingesetzt ist und der dazu dient, wenigstens ein die primär erfaßte Prozeßgröße möglichst genau repräsentierendes, insb. elektrisches, Meßsignal zu erzeugen. Dazu ist der Meßaufnehmer weiters mit einer entsprechenden, insb. auch einer Weiterverarbeitung oder Auswertung des wenigstens einen Meßsignals dienenden, Meßgerät-Elektronik verbunden.
Zudem sind Prozeß-Meßgeräte der beschriebenen Art üblicherweise über ein an die Meßgerät-Elektronik angeschlossenes Datenübertragungs-System miteinander und/oder mit entsprechenden Prozeß-Leitrechnern verbunden, wohin sie die Meßwertsignale z.B. via (4 mA bis 20 mA) -Stromschleife und/oder via digitalen Daten-Bus senden. Als Datenübertragungs-Systeme dienen hierbei, insb. serielle, Feldbus-Systeme, wie z.B. PROFISUS-PA, FOUNDATION FIELDBUS sowie die entsprechenden Übertragungs-Protokolle. Mittels der Prozeß-Leitrechner können die übertragenen Meßwertsignale weiterverarbeitet und als entsprechende Meßergebnisse z.B. auf Monitoren visualisiert und/oder in Steuersignale für Prozeß-Stellglieder, wie z.B. Magnet-Ventile, Elektro-Motoren etc., umgewandelt werden.
Zur Aufnahme der Meßgerät-Elektronik umfassen solche Prozeß-Meßgeräte ferner ein Elektronik-Gehäuse, das, wie z.B. in der US-A 63 97 683 oder der WO-A 00 36 379 vorgeschlagen, vom Feldmeßgerät entfernt angeordnet und mit diesem nur über eine flexible Leitung verbunden sein kann oder das, wie z.B. auch 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 ist. Oftmals dient 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, 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 .
Insbesondere in der EP-A 1 158 289 , der US-A 47 68 384 , der US-A 53 59 881 , der US-A 56 87 100 , der WO-A 88 02 476, WO-A 95 16 897 oder der WO-A 01 02816 sind jeweils Prozeß-Meßgeräte zum Messen wenigstens einer physikalischen Prozeßgröße, insb. eines Massedurchflusses, einer Dichte, einer Viskosität, eines Drucks oder dergleichen, eines in einer Prozeßleitung strömenden Mediums gezeigt, bei denen der vornehmliche Meßaufnehmer jeweils umfaßt:

– wenigstens ein Meßrohr zum Führen des, insb. strömen gelassenen, Mediums
– eine mit der Meßgerät-Elektronik elektrisch verbundene Erregeranordnung mit einem auf das Meßrohr mechanisch einwirkenden, insb. elektro-dynamischen oder elektro-magnetischen, Schwingungserreger zum Antreiben des Meßrohrs, sowie
– eine Meßsignale liefernden Sensoranordnung, die wenigstens ein primär auf die physikalische Prozeßgröße, insb. auch Änderungen der Prozeßgröße, reagierendes erstes und ein zweites Sensorelement aufweist und mittels der Sensorelemente wenigstens ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes erstes und zweites Meßsignal liefert,
– wobei die Meßgerät-Elektronik, wenigstens ein dem Steuern des Schwingungserregers dienendes Erregersignal liefert, so daß das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise vibrieren gelassen wird,
– wobei die beiden Sensorelemente auf einlaßseitige bzw. auslaßseitige Vibrationen des Meßrohrs reagieren und
– wobei die von Sensorelementen gelieferten Meßsignale vom Prozeß-Medium beeinflußte mechanische Schwingungen des vibrierenden Meßrohrs repräsentieren.

Darüber hinaus umfaßt solch ein Prozeß-Meßgerät vom Vibrations- Typ ferner ein das Meßrohr mit den daran angeordneten Schwingungserregern und Sensoren sowie allfällige weitere Komponenten des Meßaufnehmers einhausendes Meßaufnehmer-Gehäuse.
Für den Fall, daß ein Prozeß-Meßgerät vom Vibrations-Typ als Coriolis-Massendurchflußmesser eingesetzt wird, ermittelt die Meßgerät-Elektronik u.a. auch eine Phasendifferenz zwischen den beiden, von den Sensorelementen gelieferten Meßsignalen, hier Schwingungssignale, und gibt die Meßgerät-Elektronik an ihrem Ausgang ein Meßwertsignal ab, das, mit dem zeitlichen Verlauf der Phasendifferenz korrespondierend, einen Meßwert des Massendurchflusses darstellt.
Bekanntlich können auf Prozeß-Meßgeräte der beschriebenen Art, insb. auf deren jeweiligen Meßaufnehmer, neben den oben beschriebenen, primär zu erfassenden Prozeßgrößen, auch andere, insb. auch nicht beeinflußbare, physikalische Größen, inbs. eine Prozeß- oder Mediums-Temperatur, einwirken.
Insbesondere bei mit vibrierenden Meßrohren arbeitenden Prozeß-Meßgeräten, z.B. Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräten, Dichte-Meßgeräten und/oder Viskositäts-Meßgeräten, kann eine thermisch bedingt veränderliche Ausdehnung des Meßrohrs auch dazu führen, daß der Meßaufnehmer neben einer Empfindlichkeit auf die primären Meßgrößen, wie z.B. einen Massedurchfluß, eine Dichte und/oder eine Viskosität, auch eine Querempfindlichkeit gegenüber einer im Meßaufnehmer momentan herrschenden Temperaturverteilung aufweist. Infolge solcher temperaturbedingter Störeinflüssen auf das Schwingungsverhalten des Meßaufnehmers wird dieser praktisch verstimmt. Demzufolge kann auch das von der Meßgerät-Elektronik gelieferte Meßwertsignal bei Nichtberücksichtigung dieser "Verstimmung" fehlerhaft sein.
Zur Kompensation von temperaturbedingten Störeinflüssen auf die vom Meßaufnehmer gelieferten Meßsignale und/oder auf mittels der Meßgerät-Elektronik daraus abgeleiteten Meßwertsignale ist bei Coriolis-Massedurchfluß-Meßgeräten oder Coriolis-Massedurchfluß-/Dichte-Meßgeräten daher üblicherweise auch mindestens ein Temperatursensor z.B. für die Messung der Temperatur des Meßrohrs oder einer Meßrohrumgebung in der Sensoranordnung vorgesehen, vgl. hierzu auch die US-A 53 59 881 , die US-A 56 87 100 oder die WO-A 88 02 476.
Bei den hier gezeigten Prozeß-Meßgeräten werden zur Kompensation von Temperatureinflüssen auf die Elastizitätsmoduln der jeweiligen Meßrohre mittels jeweils einem, an einem gebogenen Meßrohr angebrachten Temperatursensor, z.B. einem Pt100, einem Pt1000 oder einem Thermo-Element, zunächst ein mit der Temperatur des Meßmediums korrespondierendes, elektrisches Temperatur-Meßsignal erzeugt. Dieses wird dann in der Meßgerät-Elektronik durch Multiplikation mit konstanten, zeitinvarianten Koeffizienten in einen die Einflüsse der gemessenen Temperatur auf das Elastizitätsmodul berücksichtigenden Korrekturfaktor umgerechnet und so in die Korrektur des Meßwertsignals, z.B. eines Massedurchfluß- und/oder eines Dichtesignals einfließen gelassen. Zur Glättung des Temperatur-Meßsignals oder zur Verbesserung von dessen Signal-zu-Rausch-Verhältnis können, wie z.B. in der WO-A 88 02 476 vorgeschlagen, entsprechende digitale Signalfilter zum Einsatz kommen.
Neben solchen Prozeß-Meßgeräten vom Vibrations-Typ mit gebogenem Meßrohr sind dem Fachmann ferner auch Prozeß-Meßgeräte vom Vibrations-Typ mit einem einzigen geraden Meßrohr oder auch mit zwei Meßrohren bekannt, vgl. hierzu insb. die US-A 45 24 610 , die US-A 47 68 384 , die US-A 60 06 609 , die WO-A 00 144 485 oder die WO-A 01 02816. Sei solchen Prozeß-Meßgeräten mit einem einzigen geraden Meßrohr ist üblicherweise im Meßaufnehmer ferner ein, insb. schwingfähig im Meßaufnehmer-Gehäuse aufgehängtes, am Meßrohr fixiertes Trägerelement zum Haltern des Schwingungserregers und der Sensorelemente vorgesehen, daß zudem auch dazu dient, das vibrierende Meßrohr von der angeschlossenen Rohrleitung schwingungstechnisch zu entkoppeln. Das Trägerelement kann dabei z.B. als ein koaxial zum Meßrohr angeordneter rohrförmiger Kompensationzylinder oder kastenförmiger Tragrahmen ausgeführt sein.
Aufgrund ihrer speziellen Konstruktion reagieren Prozeß-Meßgeräte vom Vibrations-Typ mit geradem Meßrohr oder geraden Meßrohren auf Temperaturveränderung nicht nur mit der bereits erwähnten E-Modul-Änderung, sondern bewirken auch temperaturbedingte Änderungen mechanischer Spannungen innerhalb des Meßrohrs und ggf. auch innerhalb des Trägerelements und/oder des Meßaufnehmer-Gehäuses Änderungen in der Empfindlichkeit des Meßaufnehmers auf die primären Prozeßgrößen.
Solche temperaturbedingten mechanischen, insb. axial zum Meßrohr wirkenden, Spannungen können verschiedene Ursachen haben, die allein oder in Verbindung miteinander auftreten können. Selbst wenn Meßrohr und Trägerelement oder Meßaufnehmer-Gehäuse im wesentlichen gleiche Temperaturen aufweisen, können temperaturabhängige mechanische Spannungen auftreten, wenn Trägerrohr und Schwingsystem aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. Noch stärker wirken sich derartige Temperatureinflüsse auf das Meßergebnis aus, wenn die Temperatur der Meßrohres von der Temperatur des Trägerrohrs verschieden ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Prozeß-Medium gemessen werden soll, dessen Temperatur von der Umgebungstemperatur verschieden ist. Sei sehr heißen oder sehr kalten Prozeß-Medien kann ein sehr großes Temperaturgefälle zwischen dem Trägerelement bzw. dem Meßaufnehmer-Gehäuse und den Meßrohren bestehen.
Zur Kompensation auch solcher, die Empfindlichkeit des Meßaufnehmers gegenüber den primären Prozeßgrößen verändernden Temperatureinflüsse sind beispielsweise in der US-A 47 68 384 , der US-A 52 31 884 oder der WO-A 01 02816 Maßnahmen beschrieben. Dabei wird unter Verwendung wenigstens eines weiteren, am Meßaufnehmer-Gehäuse angebrachten Temperatursensors, der Einfluß auch von temperaturabhängigen Ausdehnungen oder Spannungen des Meßaufnehmer-Gehäuses auf das Meßwertsignal dadurch kompensiert, daß ein weiterer, die Einflüsse der gemessenen Temperatur auf die Ausdehnugen oder die Spannungsverteilung im Meßaufnehmer berücksichtigenden Korrekturfaktors in der Meßgerät-Elektronik gebildet und in das Meßwertsignal mit einfließen gelassen wird. Zur Bildung dieses Korrekturfaktors wird jedes der Temperatur-Signale gleichzeitig und unverzögert mit wiederum konstanten Koeffizienten und ggf. auch mit sich selbst multipliziert.
Es hat sich hierbei aber gezeigt, daß die Temperaturverteilung im Betrieb von Prozeß-Meßgeräten der beschriebenen Art zum einen, insb. aufgrund einer zumeist nicht konstant zu haltenden Temperatur des Fluids, erheblichen Schwankungen unterliegen kann und somit innerhalb des Prozeß-Meßgeräts, insb. auch innerhalb des Meßaufnehmers, wiederholt dynamische Ausgleichsvorgänge bezüglich der Temperaturverteilung zu verzeichnen sind. Zum anderen können diese zeitlichen Änderungen in der Temperaturverteilung, bedingt durch verschiedene spezifische Temperaturleitfähigkeiten oder Wärmekapazitäten einzelner Komponenten des Meßaufnehmers, z.B. des Meßrohrs oder des Meßaufnehmer-Gehäuses, unterschiedlich raschen auf die einzelnen, die Empfindlichkeit des Meßaufnehmers mitbestimmenden Komponenten des Meßaufnehmers durchgreifen, so daß auch die mittels zweier oder meherer Temperatursensoren erfaßten Temperaturprofile oder – gradienten dynamischen Veränderungen unterliegen können.
Dies wiederum kann aber bei Prozeß-Meßgeräten, bei denen, wie z.B. in der US-A 47 68 384 oder der WO-A 01 02816 gezeigt, für die Ermittlung von entsprechenden Korrekturfaktoren für das Meßsignal lediglich momentane Temperaturwerte berücksichtigende, statische Algorithmen angewendet werden, dazu führen, daß trotz der Verwendung solcher, zwar von verschiedenen, örtlich verteilt erfaßten Temperaturen abgeleiteten, jedoch zueinander stets gleichbleibend gewichteten Korrekturfaktoren erhebliche Ungenauigkeiten im Meßwertsignal während des des instationären Zustands der Temperaturverteilung auftreten können, und zwar über einen vergleichsweise langen Zeitraum. Untersuchungen haben nämlich ferner ergeben, daß solche, insb. Änderungen in den mechanischen Spannungen innerhalb des Meßaufnehmers bewirkenden, instationären Übergangsbereiche der Temperaturverteilung von wenigen Minuten bis hin zu einigen Stunden andauern können und daß sich während dieser oftmals recht langen Zeit des instationären Zustands der Temperaturverteilung die Einflüsse der örtlich erfaßten Temperaturen auf das Meßsignal bzw. die Meßsignale im Verhältnis zueinander ebenfalls verändern können.
Eine Möglichkeit zur Reduzierung derartiger Fehler im Meßsignal kann bei solchen Meßaufnehmern mit vibrierendem Meßrohr z.B. darin bestehen, eine Vielzahl von Temperatur-Sensoren entlang des Meßrohrs und entlang des Meßaufnehmer-Gehäuses und/oder entlang des ggf. vorhandenen Trägerelements für das einzige Meßrohr verteilt zu installieren.
Der Nachteil einer solchen Lösung ist u.a. darin zu sehen, daß mit der Zahl der verwendeten Temperatur-Sensoren auch die Herstellkosten entsprechend deutlich ansteigen. Abgesehen von den Kosten für die Temperatursensoren selbst steigen nämlich auch die Kosten für deren Montage und Verdrahtung.
Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Anzahl an Temperatursensoren aber auch zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit der Sensoranordnung selbst führen, insb. auch dann, wenn die Temperatur-Sensoren an betriebsgemäß hochfrequent vibrierenden Komponenten, z.B. dem Meßrohr oder als Gegenschwinger ausgeführten Trägerelement, fixiert sind.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Prozeß-Meßgeräte der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, das auch im instationären Übergangsbereich der Temperaturverteilung innerhalb von derem jeweiligen Meßaufnehmer temperaturbedingte Fehler im Meßsignal weitgehend kompensiert sind und das für die Ermittlung eines möglichst genauen Korrekturfaktors für Temperatureinflüsse auf das Meßsignal möglichst wenig Temperatursensoren benötigt.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Prozeß-Meßgerät zum Messen wenigstens einer physikalischen Prozeßgröße, insb. eines Massedurchflusses, einer Dichte, einer Viskosität, eines Drucks oder dergleichen, eines in einem Prozeßbehälter vorgehaltenen oder in einer Prozeßleitung strömenden Mediums, welches Meßgerät umfaßt:

– einen Meßaufnehmer
– mit einer Meßsignale liefernden Sensoranordnung,
– die wenigstens ein primär auf die physikalische Prozeßgröße, insb. auch Änderungen der Prozeßgröße, reagierendes erstes Sensorelement aufweist und mittels des ersten Sensorelements wenigstens ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes erstes Meßsignal liefert, und
– die darüber hinaus wenigstens einen ersten im Meßaufnehmer angeordneten Temperatursensor aufweist, der eine erste Temperatur im Meßaufnehmer örtlich erfaßt, und
– die mittels des wenigstens einen Temperatursenors wenigstens ein die erste Temperatur im Meßaufnehmer repräsentierendes erstes Temperatur-Meßsignal liefert, sowie
– eine Meßgerät-Elektronik, die unter Verwendung wenigstens des ersten Meßsignals und unter Verwendung eines ersten Korrekturwerts für das wenigstens erste Meßsignal wenigstens einen die physikalische Größe momentan repräsentierenden Meßwert, insb. einen Massendurchfluß-Meßwert, einen DichteMeßwert, einen Viskositäts-Meßwert oder einen Druck-Meßwert, erzeugt,
– wobei die Meßgerät-Elektronik im Betrieb den ersten Korrekturwert anhand eines zeitlichen Verlaufs des wenigstens ersten Temperatur-Meßsignals dadurch ermittelt, daß in der Vergangenheit mittels des ersten Temperatursensors erfaßte Temperaturwerte mit berücksichtigt werden.

Nach einer bevorzugten ersten Ausgestaltung der Erfindung reagiert die Meßgerät-Elektronik im Betrieb auf eine mit einer Änderung der ersten Temperatur korrespondierenden Änderung des ersten Temperatur-Meßsignals zeitverzögert mit einer Änderung des ersten Korrekturwerts.
Nach einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoranordnung wenigstens einen im Meßaufnehmer, insb. vom ersten Temperatursenor beabstandet, angeordneten zweiten Temperatursenor auf, der eine zweite Temperatur im Meßaufnehmer örtlich erfaßt, und

– bei dem die Sensoranordnung mittels des zweiten Temperatursenors wenigstens ein die zweite Temperatur repräsentierendes zweites Temperatur-Meßsignal liefert.

Nach einer bevorzugten dritten Ausgestaltung der Erfindung ermittelt die Meßgerät-Elektronik den ersten Korrekturwert auch unter Verwendung des zweiten Temperatur-Meßsignals.
Nach einer bevorzugten vierten Ausgestaltung der Erfindung ermittelt die Meßgerät-Elektronik anhand eines zeitlichen Verlaufs wenigstens des zweiten Temperatur-Meßsignals einen zweiten Korrekturwert und erzeugt die Meßgerät-Elektronik den Meßwert auch unter Verwendung des zweiten Korrekturwerts.
Nach einer bevorzugten fünften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Meßgerät-Elektronik eine Filterstufe zum Erzeugen des wenigstens ersten Korrekturwerts, wobei das erste Temperatur-Meßsignal einem ersten Signaleingang der Filterstufe zugeführt ist.
Nach einer bevorzugten sechsten Ausgestaltung der Erfindung weist die Filterstufe einen ersten A/D-Wandler für das erste Temperatur-Meßsignal auf, der dieses in ein erstes Digitalsignal wandelt.
Nach einer bevorzugten siebenten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Filterstufe ein erstes digitales Filter für das erste Digitalsignal.
Nach einer bevorzugten achten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste digitale Filter ein rekursives Filter.
Nach einer bevorzugten neunten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste digitale Filter ein nicht-rekursives Filter ist.
Nach einer bevorzugten zehnten Ausgestaltung der Erfindung liefert das erste digitale Filter den ersten Korrekturwert an einen ersten Signalausgang der Filterstufe.
Nach einer bevorzugten elften Ausgestaltung der Erfindung dient die Filterstufe auch dem Erzeugen des zweiten Korrekturwerts, wobei das zweite Temperatur-Meßsignal einem zweiten Signaleingang der Filterstufe zugeführt ist, und weist die Filterstufe einen zweiten A/D-Wandler für das zweite Temperatur-Meßsignal auf, der dieses in ein zweites Digitalsignal wandelt.
Nach einer bevorzugten zwölften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Filterstufe ein zweites digitales Filter für das zweite Digitalsignal.
Nach einer bevorzugten dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßaufnehmer wenigstens ein Meßrohr zum Führen des, insb. strömenden, Mediums.
Nach einer bevorzugten vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einer der beiden Temperatursensoren auf dem Meßrohr oder in dessen Nähe angeordnet.
Nach einer bevorzugten fünfzehnten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßaufnehmer ein das Meßrohr zumindest teilweise umhüllendes Meßaufnehmer-Gehäuse.
mach einer bevorzugten sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einer der beiden Temperatursensoren am Meßaufnehmer-Gehäuse fixiert oder zumindest in dessen Mähe angeordnet.
Nach einer bevorzugten siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßaufnehmer ferner einen mit der Meßgerät-Elektronik elektrisch verbundenen, auf das Meßrohr mechanisch einwirkenden, insb. elektro-dynamischen oder elektromagnetischen, Schwingungserreger zum Antreiben des Meßrohrs, und liefert die Meßgerät-Elektronik, wenigstens ein dem Steuern des Schwingungserregers dienendes Erregersignal, so daß das Meßrohr im Betrieb zumindest zeitweise vibriert.
Nach einer bevorzugten achtzehnten Ausgestaltung der Erfindung reagiert das erste Sensorelement auf, insb. einlaßseitige oder auslaßseitige, Vibrationen des Meßrohrs und repräsentiert das vom ersten Sensorelement gelieferte Meßsignal vom PozeßMedium beeinflußte mechanische Schwingungen des vibrierenden Meßrohrs.
Nach einer bevorzugten neunzehnten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Meßaufnehmer ein, insb. schwingfähig im Meßaufnehmer-Gehäuse aufgehängtes, am Meßrohr fixiertes Trägerelement zum Haltern des Schwingungserregers und wenigstens des ersten Sensorelements.
Nach einer bevorzugten zwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Temperatursenor auf dem Trägerelement fixiert oder zumindest in dessen Nähe angeordnet.
Nach einer bevorzugten einundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoranordnung wenigstens ein zweites primär auf die physikalische Prozeßgröße reagierendes Sensorelement auf und liefert die Sensoranordnung mittels des zweiten Sensorelements wenigstens ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes zweites Meßsignal, wobei die Meßgerät-Elektronik den Meßwert auch unter Verwendung des zweiten Meßsignals erzeugt.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht zum einen darin, die momentane Empfindlichkeit des Meßaufnehmers auf die zu messende Prozeßgröße in Abhängigkeit von seiner momentanen inneren Temperaturverteilung zu ermitteln und die davon beeinflußten Meßsignale entsprechend zu kompensieren. Zum anderen geht es bei der Erfindung darum, anhand von in der Vergangenheit gemessener Temperaturen die für die Empfindlichkeit momentane wirksame Temperaturverteilung im Meßaufnehmer, insb. auch unter Verndung möglichst weniger Temperatursensoren, ausreichend genau abzuschätzen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht neben des geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Temperaturmessung auch darin, daß für die Positionierung der Temperatursensoren innerhalb des Meßaufnehmers mehr Freiheitsgrade geschaffen werden, da nunmehr die jeweilige Lage des Temperatursensors bei der Auswertung des jeweils gelieferten Temperturmeßsignals mit in die Korrektur einfließen gelassen werden kann. Somit können die Temperatursensoren insb. auch aus montage- und/oder verdrahtungs-technischer Sicht optimal angeordnet werden.
Dies hat beispielsweise bei den eingangs erwähnten Prozeß-Meßgeräten vom Vibrations-Typ auch den Vorteil, daß die Temperatursensoren zum Zwecke der Abschätzung der wirksame Temperaturverteilung des Meßrohrs und/oder des ggf. vorhanden Trägerelements ohne weiteres auch an nicht-vibrierenden Komponenten des Meßaufnehmers, wie z.B. dem Wandler-Gehäuse, fixiert werden können.
1 zeigt perspektivisch in einer Seitenansicht ein Prozeß-Meßgerät,
2 zeigt nach Art eines Bockschaltbildes eine für das Prozeß-Meßgerät gemäß 1 geeignete Meßgerät-Elektronik gekoppelt mit einem Meßaufnehmer vom Vibrationjs-Typ,
3 zeigt teilweise geschnitten ein Ausführungsbeispiel eines für das Prozeß-Meßgerät von 1 geeigneten Meßaufnehmers vom Vibrations-Typ perspektivisch in einer ersten Seitenansicht,
4 zeigt den Meßaufnehmer von 2 perspektivisch in einer zweiten Seitenansicht,
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektromechanischen Erregeranordnung für den Meßaufnehmer von 2,
6 zeigt nach Art eines Blockschaltbildes eine für die Meßgerät-Elektronik von 2 geeignete Auswerteschaltung,
7 zeigt schematisiert ein Beispiel für mögliche Temperaturverläufe innerhalb des Meßaufnehmers von 2 und
8 zeigt nach Art eines Blockschaltbildes eine Ausgestaltung der Auswerteschaltung von 6.
In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Prozeß-Meßgerät, beispielsweise ein Coriolis-Massedurchflußmeßgerät, ein Dichte-Meßgerät und/oder eine Prozeß-Meßgerät 1 mit einem, bevorzugt innerhalb eines Meßaufnehmer-Gehäuses 100 untergebrachten, Meßaufnehmer 10 vom Vibrationstyp sowie mit einer in einem Elektronik-Gehäuse 200 dargestellt, in dem eine mit dem Meßaufnehmer 10 elektrisch verbundene Meßgerät-Elektronik 50 untergebracht ist.
Das Prozeß-Meßgerät 1 dient dazu, eine Prozeßgröße, z.B. einen Massedurchfluß, eine Dichte und/oder eine Viskosität, eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids zu erfassen und in einen diese Prozeßgröße momentan repräsentierenden Meßwertsignal abzubilden; die Rohrleitung ist aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht dargestellt.
Zum Führen des Fluids umfaßt der Meßaufnehmer 10 ein Meßrohr 13, das im Betrieb vorzugsweise in einem Siegeschwingungsmode so vibrieren gelassen wird, daß im hindurchströmenden Fluid solche Reaktionskräfte, wie z.B. Coriolis-Kräfte, Beschleunigungskräfte und/oder Reibungskräfte, von ausreichender Höhe erzeugt werden, die von der Prozeßgröße abhängig sind und die auf den Meßaufnehmer 10 in messbarer, also sensorisch erfassbar und elektronisch auswertbarer Weise zurückwirken.
In den 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer als Meßaufnehmer 10 dienenden physikalisch-elektrischen Wandleranordnung vom Vibrations-Typ gezeigt. Der Aufbau einer derartigen Wandleranordnung ist z.B. in der US-A 60 06 609 ausführlich beschrieben.
Zum Führen des zu messenden Fluids umfasst der Meßaufnehmer 10 wenigstens ein ein Einlaßende 11 und ein Auslaßende 12 aufweisendes Meßrohr 13 von vorgebbarem, im Betrieb elastisch verformbarem Meßrohrlumen 13A und von vorgebbarer Nennweite.
Elastisches Verformen des Meßrohrlumens 13A bedeutet hier, daß zum Erzeugen der oben bereits erwähnten, fluidinternen und somit das Fluid beschreibenden Reaktionskräften eine Raumform und/oder eine Flaumlage des Meßrohrlumens 13A innerhalb eines Elastizitätsbereiches des Meßrohrs 13 in vorgebbarer Weise zyklisch, insb. periodisch, verändert wird, vgl. z.B. die US-A 48 01 897 , die US-A 56 48 616 , die US-A 57 96 011 oder die US-A 60 06 609 . Falls erforderlich, kann das Meßrohr, wie z.B. in der EP-A 1 260 798 gezeigt, beispielsweise auch gebogen sein. Darüber hinaus ist z.B. auch möglich, anstelle eines einzigen Meßrohrs, zwei gebogene oder gerade Meßrohre zu verwenden. Weitere geeignete Ausführungsformen für solche als Meßaufnehmer 10 dienende Wandleranordnungen sind z.B. in der US-A 53 01 557 , der US-A 53 57 811 , der US-A 55 57 973 , der US-A 56 02 345 , der US-A 56 48 616 oder der US-A 57 96 011 ausführlich beschrieben.
Als Material für das in den 3 und 4 gerade Meßrohr 13 sind z.B. Titanlegierungen besonders geeignet. Anstelle von Titanlegierungen können aber auch andere für derartige, insb. auch für gebogene, Meßrohre üblicherweise verwendete Materialien wie z.B. rostfreier Stahl, Tantal oder Zirconium etc. verwendet werden.
Das Meßrohr 13, das in der üblichen Weise einlaß-seitig und auslaß-seitig mit der das Fluid zu- bzw. abführenden Rohrleitung kommuniziert, ist in einen starren, insb. biege- und verwindungssteifen, und vom Meßaufnehmer-Gehäuse 100 umhüllten, Tragrahmen 14 schwingfähig eingespannt.
Der Tragrahmen 14 ist am Meßrohr 13 einlaß-seitig mittels einer Einlaßplatte 213 und ausslass-seitig mittels einer Auslaßplatte 223 fixiert, wobei letztere beide jeweils von entsprechenden Verlängerungsstücken 131, 132 des Maßrohrs 13 durchstoßen sind. Ferner weist der Tragrahmen 14 eine erste Seitenplatte 24 und eine zweite Seitenplatte 34 auf, welche beiden Seitenplatten 24, 34 jeweils derart an der Einlaßplatte 213 und an dar Auslaßplatte 223 fixiert sind, daß sie praktisch parallel zum Meßrohr 13 verlaufen und von diesem sowie voneinander beabstandet angeordnet sind, vgl. 3. Somit sind einander zugewandte Seitenflächen der beiden Seitenplatten 24, 34 ebenfalls parallel zueinander.
Ein Längsstab 25 ist an den Seitenplatten 24, 34, vom Meßrohr 13 beabstandet, fixiert, der als Schwingungen des Maßrohrs 13 tilgende Auswuchtmasse dient. Der Längstab 25 erstreckt sich, wie in 4 dargestellt ist, praktisch parallel zur gesamten schwingfähigen Länge des Meßrohrs 13; dies ist jedoch nicht zwingend, der Längstab 25 kann selbstverständlich, falls erforderlich, auch kürzer ausgeführt sein.
Der Tragrahmen 14 mit den beiden Seitenplatten 24, 34, der Einlaßplatte 213, der Auslaßplatte 223 und dem Längsstab 25 hat somit eine Längsschwerelinie, die praktisch parallel zu einer das Einlaßende 11 und das Auslaßende 12 virtuell verbindenden Meßrohr-Mittelachse 13B verläuft.
In den 3 und 4 ist durch die Köpfe der gezeichneten Schrauben angedeutet, daß das erwähnte Fixieren der Saitenplatten 24, 34 an dar Einlaßplatte 213, an der Auslaßplatte 223 und am Längsstab 25 durch Verschrauben erfolgen kann; es können aber auch andere geeignete und dem Fachmann geläufige Befestigungsarten angewendet werden.
Für den Fall, daß der Meßaufnehmer 10 lösbar mit der Rohrleitung zu montieren ist, ist dem Meßrohr 13 einlaß-seitig ein erster Flansch 19 und auslaß-seitig ein zweiter Flansch 20 angeformt, vgl. 1; anstelle der Flansche 19, 20 können aber z.B. auch andere Rohrleitungs-Verbindungsstücke zur lösbaren Verbindung mit der Rohrleitung angeformt sein, wie z.B. die in 3 angedeuteten sogenannten Triclamp-Anschlüsse. Falls erforderlich kann das Meßrohr 13 aber auch direkt mit der Rohrleitung, z.B. mittels Schweissen oder Hartlötung etc. verbunden werden bzw. sein
Zum Erzeugen der erwähnten Reaktionskäfte wird das Meßrohr 13 im Betrieb des Meßaufnehmers 10, angetrieben von einer mit dem Meßrohr gekoppelten elektromechanischen Erregeranordnung 16, bei einer vorgebbaren Schwingfrequenz, insb. einer natürlichen Resonanzfreguenz, im sogenannten Nutzmode vibrieren gelassen und somit in vorgebbarer Weise elastisch verformt. Wie bereits erwähnt, ist diese Resonanzfrequenz auch von der momentanen Dichte des Fluids abhängig.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das vibrierende Meßrohr 13, wie bei solchen Wandleranordnungen vom Biegeschwingungs-Typ üblich, aus einer statischen Ruhelage räumlich, insb. lateral, ausgelenkt; gleiches gilt praktisch auch für solche Wandleranordnungen, bei denen ein oder mehrere gebogene Meßrohre Auslegerschwingungen um eine entsprechende, das jeweilige Einlaß- und Auslaßende virtuell verbindende Längsachse ausführen, oder auch für solche Wandleranordnungen, bei denen ein oder mehre gerade Maßrohre lediglich ebene Biegeschwingungen um ihre Meßrohrlängsachse ausführen. In einem weiteren Fall, daß als Meßaufnehmer 10, wie z.B. in der erwähnten WO-A 95/16 897 beschrieben, eine Wandleranordnung vom peristaltischen Radialschwingungs-Typ dient und der Querschnitt des vibrierenden Maßrohrs in der dafür üblichen Weise symmetrisch verformt wird, verbleibt die Meßrohrlängsachse in ihrer statischen Ruhelage.
Die Erregeranordnung 16 dient dazu, unter Umsetzung einer von der Meßgerät-Elektronik 50 eingespeisten elektrischen Erregerleistung F_exc eine auf das Meßrohr 13 einwirkende Erregerkraft F_exc zu erzeugen. Die Erregerleistung P_exc dient bei Erregung auf einer natürlichen Resonanzfrequnz praktisch lediglich zur Kompensation des über mechanische und fluidinterne Reibung dem Schwingungssystem entzogenen Leistungsanteils. Zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrades ist die Erregerleistung P_exc daher möglichst genau so eingestellt, daß im wesentlichen die Schwingungen des Meßrohrs 13 im gewünschten Nutzmode, z.B. die einer Grund-Resonanzfrequenz, aufrecht erhalten werden.
Zum Zwecke des Übertragens der Erregerkraft F_exc auf das Meßrohr 13 weist die Erregeranordnung 16, wie in 5 dargestellt ist, eine starre, elektromagnetisch und/oder elektrodynamisch angetriebene Hebelanordnung 15 mit einem am Meßrohr 13 biegefest fixierten Ausleger 154 und mit einem Joch 163 auf. Das Joch 163 ist an einem vom Meßrohr 13 beabstandeten Ende des Auslegers 154 ebenfalls biegefest fixiert, und zwar so, daß es oberhalb des Meßrohrs 13 und quer zu ihm angeordnet ist.
Als Ausleger 154 kann z.B. eine metallische Scheibe dienen, die das Meßrohr 13 in einer Bohrung aufnimmt. Für weitere geeignete Ausführungen der Hebelanordnung 15 sei an dieser Stelle auf die bereits erwähnte US-A 60 06 609 verwiesen. Die Hebelanordnung 15 ist Y-förmig und so angeordnet, vgl. 5, daß sie etwa in der Mitte zwischen Einlaß- und Auslaßende 11, 12 auf das Meßrohr 13 einwirkt, wodurch dieses im Betrieb mittig seine größte laterale Auslenkung erfährt.
Zum Antreiben der Hebelanordnung 15 umfaßt die Erregeranordnung 16 gemäß 5 eine erste Erregerspule 26 und einen zugehörigen ersten dauermagnetischen Anker 27 sowie eine zweite Erregerspule 36 und einen zugehörigen zweiten dauermagnetischen Anker 37. Die beiden, elektrisch bevorzugt in Reihe geschalteten, Erregerspulen 26, 36 sind beiderseits des Meßrohrs 13 unterhalb des Jochs 163 am Tragrahmen 14, insb. lösbar, so fixiert, daß sie mit ihrem jeweils zugehörigen Anker 27 bzw. 37 im Betrieb in Wechselwirkung stehen. Die beiden Erregerspulen 26, 36, können, falls erforderlich, selbstverständlich auch einander parallelgeschaltet sein.
Wie in 3 und 5 dargestellt ist, sind die beiden Anker 27, 37 derart voneinander beabstandet am Joch 163 fixiert, daß im Betrieb des Meßaufnehmers 10 der Anker 27 praktisch von einem Magnetfeld der Erregerspule 26 und der Anker 37 praktisch von einem Magnetfeld der Erregerspule 36 durchsetzt und aufgrund entsprechender elektrodynamischer und/oder elektromagnetischer Kraftwirkungen bewegt wird.
Die mittels der Magnetfelder der Erregerspulen 26, 36 erzeugten Bewegungen der Anker 27, 37 werden vom Joch 163 und vom Ausleger 154 auf das Meßrohr 13 übertragen. Diese Bewegungen der Anker 27, 37 sind so ausgebildet, daß das Joch 163 alternierend in Richtung der Seitenplatte 24 oder in Richtung der Seitenplatte 34 aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Eine entsprechende, zur bereits erwähnten Meßrohr-Mittelachse 13B parallele Drehachse der Hebelanordnung 15 kann z.B. durch den Ausleger 154 verlaufen.
Der als Trägerlement für die Erregeranordnung 16 dienende Tragrahmen 14 umfaßt ferner eine mit den Seitenplatten 24, 34, insb. lösbar, verbundene Halterung 29 zum Haltern der Erregerspulen 26, 36 und ggf. einzelner Komponenten einer weiter unten genannten Magnetbremsanordnung 217.
Seien Meßaufnehmer 10 des Ausführungsbeispiels bewirken die lateralen Auslenkungen des am Einlaßende 11 und am Auslaßende 12 fest eingespannten, vibrierenden Maßrohrs 13 gleichzeitig eine elastische Verformung seines Meßrohrlumens 13A, die praktisch über die gesamte Länge des Meßrohrs 13 ausgebildet ist.
Ferner wird im Meßrohr 13 aufgrund eines über die Hebelanordnung 15 auf dieses wirkenden Drehmoments gleichzeitig zu den lateralen Auslenkungen zumindest abschnittsweise eine Verdrehung um die Meßrohr-Mittelachse 13B erzwungen, so daß das Meßrohr 13 praktisch in einem als Nutzmode dienenden gemischten Biegeschwingungs-Torsionsmode schwingt. Die Verdrehung des Maßrohrs 13 kann dabei so ausgebildet sein, daß eine laterale Auslenkung des vom Meßrohr 13 beabstandeten Ende des Auslegers 154 entweder gleich- oder entgegen-gerichtet zur lateralen Auslenkung des Meßrohrs 13 ist. Das Meßrohr 13 kann also Torsionsschwingungen in einem dem gleich-gerichteten Fall entsprechenden ersten Biegeschwingungs-Torsionsmode oder in einem dem entgegen-gerichtet Fall entsprechenden zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausführen. Dann ist beim Meßaufnehmer 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel die natürliche Grund-Resonanzfrequenz des zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmodes von z.B. 900 Hz annährend doppelt so hoch wie die des ersten Biegeschwingungs-Torsionsmodes.
Für den Fall, daß das Meßrohr 13 betriebsmäßig Schwingungen lediglich im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausführen soll, ist eine auf dem Wirbelstromprinzip beruhende Magnetbremsanordnung 217 in die Erregeranordnung 16 integriert, die dazu dient, die Lage der erwähnten Drehachse zu stabilisieren. Mittels der Magnetbremsanordnung 217 kann somit sichergestellt werden, daß das Meßrohr 13 stets im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode schwingt und somit allfällige äußere Störeinflüsse auf das Meßrohr 13 nicht zu einem spontanen Wechsel in einen anderen, insb. nicht in den ersten, Biegeschwingungs-Torsionsmode führen. Einzelheiten einer solchen Magnetbremsanordnung sind in der US-A 60 06 609 ausführlich beschrieben.
Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß bei dem auf diese Weise gemäß dem zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode ausgelenkten Meßrohr 13 die gedachte Meßrohr-Mittelachse 13B praktisch leicht deformiert wird und somit bei den Schwingungen keine Ebene sondern eher eine schwach gewölbte Fläche aufspannt. Ferner weist eine in dieser Fläche liegende, vom Mittelpunkt der Meßrohr-Mittelachse beschriebene Bahnkurve die kleinste Krümmung aller von der Meßrohr-Mittelachse beschriebenen Bahnkurven auf.
Zum Vibrierenlassen des Meßrohrs 13 wird die Erregeranordnung 16 mittels eines gleichfalls oszillierenden Erregerstroms i_exc, insb. von einstellbarer Amplitude und von einstellbarer Erregerfrequenz f_exc, derart gespeist, daß die Erregerspulen 26, 36 im Betrieb von diesem durchflossen sind und in entsprechender Weise die zum bewegen der Anker 27, 37 erforderlichen Magnetfelder erzeugt werden. Der Erregerstrom i_exc wird, wie in 2 schematisch dargestellt, von einer in der Meßgerät-Elektronik 50 vorgesehenen Betriebsschaltung 50A geliefert und kann beispielsweise ein harmonischer Wechselstrom sein. Die Erregerfrequenz f_exc des Erregerstroms i_exc ist beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel vorzugsweise so gewählt oder sie stellt sich so ein, daß das lateral schwingende Meßrohr 13 möglichst ausschliesslich im zweiten Biegeschwingungs-Torsionsmode torsional schwingt.
Zum Detektieren der Verformungen des Meßrohrs 13 umfaßt der Meßaufnehmer 10 ferner eine Sensoranordnung 60, die, wie in 2, 3 gezeigt, mittels wenigstens eines auf Vibrationen des Meßrohrs 13 reagierenden erstes Sensorelements 17 ein diese repräsentierendes erstes, insb. analoges, Meßsignal s₁ erzeugt. Das Sensorelement 17 kann z.B. mittels eines dauermagnetischen Ankers gebildet sein, der am Meßrohr 13 fixiert ist und mit einer vom Tragrahmen 14 gehalterten Sensorspule in Wechselwirkung steht.
Als Sensorelement 17 sind besonders solche geeignet, die, basierend auf dem elektrodynamischen Prinzip, eine Geschwindigkeit der Auslenkungen des Maßrohrs 13 erfassen. Es können aber auch beschleunigungsmessende elektrodynamische oder aber auch wegmessende resistive oder optische Sensoren verwendet werden. Selbstverständlich können auch andere dem Fachmann bekannte und für die Detekfion solcher Vibrationen geeignete Sensoren, wie z.B. Dehnungen des Meßrohrs 13 erfassende Sensoren, verwendet werden.
Die Sensoranordnung 60 umfaßt ferner einen, insb. zum ersten Sensorelement 17 identisches, zweites Sensorelement 18, mittels dem sie ein ebenfalls Vibrationen des Meßrohrs 13 repräsentierdendes zweites Meßsignal s₂ liefert. Die beiden Sensorelemente 17, 18 sind bei dieser Ausgestaltung entlang des Maßrohrs 13 voneinander beabstandet, insb. in einem gleichen Abstand von der Mitte des Maßrohrs 13, so im Meßaufnehmer 10 angeordnet, daß mittels der Sensoranordnung 60 sowohl einlaß-seitige als auch auslaß-seitige Vibrationen des Maßrohrs 13 örtlich erfasst und in die entsprechenden Meßsignale s₁ bzw. s₂ abgebildet werden.
Das erste und ggf. das zweite Meßsignal s₁ bzw. s₂, von denen jedes üblicherweise eine der momentanen Schwingfrequenz des Maßrohrs 13 entsprechende Signalfrequenz aufweist, sind, wie in 2 gezeigt, einer der Meßgerät-Elektronik 50 vorgesehenen, vorzugsweise digitalen, Auswerteschaltung 50B zugeführt, die dazu dient, einen die zu erfassende Prozeßgröße, hier z.B. den Massendurchfluß, die Dichte, die Viskosität oder den Druck, momentan repräsentierenden Meßwert X, insb. numerisch, zu ermitteln und in ein entsprechendes, ausgangs der Auswerteschaltung abgreifbares Meßwertsignal umzuwandeln.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteschaltung 50B unter Verwendung eines in der Meßgerät-Elektronik 50 vorgesehenen Mikrocomputers realisiert, der in entsprechender Weise so programmiert ist, daß er den Meßwert X anhand der von der Sensoranordnung 60 gelieferten Meßsignale ermittelt. Zur Realisierung des Mikrocomputers können z.B. sowohl herkömmliche Mikroprozessoren als auch moderne Signalprozessoren verwendet werden.
Während beim hier gezeigten Meßaufnehmer die Dichte oder auch Viskosität durchaus anhand eines einzigen der Meßsignale s₁, s₂ bestimmbar sind, werden für den Fall, daß der Massedurchfluß gemessen werden soll, in der dem Fachmann bekannten Weise beide Meßsignale s₁, s₂ verwendet, um so, beispielsweise reell im Signal-Zeitbereich oder komplex im Signal-Frequenzbreich, eine primär vom Massedurchfluß abhängige Phasendifferenz zu ermitteln.
Das Prozeß-Meßgerät ist darüber hinaus mit Mitteln ausgestattet, die eine Kompensation temperaturbedingter Einflüsse auf die verwendeten Meßsignale s₁ und/oder s₂ ermöglichen und somit eine hohe Genauigkeit des Meßwertsignals auch über einen großen Temperaturbereich und auch während einer Änderung der Temperaturverteilung innerhalb des Meßaufnehmers gewährleisten.
Zu diesem Zweck ist in der Sensoranordnung 60 weiters wenigstens ein erster Temperatursensor 40 vorgesehen, der dazu dient eine erste Temperatur T₁ an einer ersten Meßstelle im Meßaufnehmer zu erfassen und ein mit dieser erfaßten Temperatur T₁ korrespondierendes erstes elektrisches, insb. kontinuierliches, Temperatur-Meßsignal θ₁ zu erzeugen. Der Temperatursensor 40 ist dazu bevorzugt so im Meßaufnehmer angebracht, daß das von im gelieferte Temperatur-Meßsignal θ₁ zumindest bei stationärer Temperaturverteilung innerhalb des Meßaufnehmers möglichst gut mit einer Temperatur des Prozeß-Mediums korreliert ist; es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß das Temperatur-Meßsignal θ₁ vorzugsweise zwar eine absolut gemessene erste Temperatur repräsentiert, ggf. aber z.B. auch eine bezüglich einer konstant gehaltenen Referenztemperatur relativ gemessen Temperaturdifferenz sein kann.
Der Temperatursensor 40 ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung so im Meßaufnehmer angebracht, daß er im wesentlichen eine Temperatur des Maßrohrs 13 mißt und ein mit dieser gemessenen Temperatur korrespondierendes erstes elektrisches Temperatur-Meßsignal θ₁ liefert. Der Temperatursensor 40 kann hierzu z.B. direkt auf dem Meßrohr 13 angebracht sein, doch wäre er dann dauernd dessen mechanischen Schwingungen ausgesetzt, was wiederum Probleme hinsichtlich der Dauerfestigkeit ergäbe. Sei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Temperatursensor 40 daher vorzugsweise an einem der vergleichsweise weniger stark schwingenden Verlängerungsstücke 131, 132, hier dem auslaßseitigen, des Maßrohrs 13 angebracht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur Verbesserung der Meßgenauigkeit in der Sensoranordnung 60 ein zweiter Temperatursensor 41 vorgesehen, der so im Meßaufnehmer 10 angebracht ist, daß er eine zweite Temperatur T₂ an einer von der ersten Meßstelle entfernten zweiten Meßstelle erfaßt. Zu diesem Zwecke ist der Temperatursensor 41 nach einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung an einer Innenseite einer Wand des Meßaufnehmer-Gehäuses 100 angeordnet, so daß er als zweite Temperatur T₂ praktisch eine Temperatur des Meßaufnehmer-Gehäuses 100 mißt. Der Temperatursensor 41 kann aber z.B. auch am Tragrahmen 14 fixiert sein.
Im übrigen sei noch darauf hingewiesen, daß, allein im Hinblick auf die Temperatur-Kompensation der Meßsignale, praktisch kaum Beschränkungen für die Anordnung der Temperatursensoren 40, 41 innerhalb des Meßaufnehmers zu berücksichtigen sind und somit eine Vielzahl von anderen Möglichkeiten für die Positionierung des wenigstens einen Temperatussensors 40 sowie weiterer ggf. vorgesehener Temperatursensoren gegeben ist. Zudem können als Temperatursensoren dem Fachmann bekannte, insb. bislang auch bei herkömmlichen Meßaufnehmer eingesetzte Temperatursensoren oder dergleichen, verwendet werden. Vorzugsweise kommen für die genannten Anwendungen insb. temperaturabhängige Widerstände aus Metall, z.B. Pt 100 oder Pt 1000, oder aus Halbleitermaterial in Frage. Des weiteren können, falls erforderlich, zusätzlich zu den Temperatursensoren 40, 41 selbstverständlich weitere im Meßgerät, beispielsweise auch in der Blähe des Elektronik-Gehäuses, angeordnete Temperatursensoren bei der Kompensation der temperaturbedingten Einflüsse auf das wenigstens eine Meßsignal mit berücksichtigt werden.
Wie in der 2 oder auch 6 dargestellt, sind die von den Temperatursensoren 40, 41 erzeugten und ausgangs der Sensoranordnung 60 abgreifbaren Temperatur-Meßsignale θ₁, θ₂ ebenfalls der Auswerteschaltung 50B zugeführt und so einer Weiterverarbeitung, insb. einer Kompensation der Meßsignale s₁, s₂, zugänglich.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Meßsignal s₁, wie in 6 schematisch dargestellt, zunächst mittels einer in der Auswerteschaltung 50B vorgesehenen Meßstufe MS in einen nicht temperatur-kompensierten oder auch unkorrigierten Zwischen-Meßwert X' überführt. Dieser wird dann wiederum mittels der Auswerteschaltung 50B unter Verwendung wenigstens des einen von der Sensoranordnung 60 gelieferten Temperatur-Meßsignals θ₁ korrigiert und so in den Meßwert X umgewandelt. Bevorzugt wird jedoch auch wenigstens das ebenfalls von der Sensoranordnung 60 gelieferte Temperatur-Meßsignals θ₂ zur Korrektur des Zwischen-Meßwerts X herangezogen.
Zur Korrektur der Zwischen-Meßwerts X wird innerhalb einer entsprechenden Korrigierstufe KS der Auswerteschaltung 50B wenigstens ein erster, analoger oder digitaler, Korrekturtwert K₁ für den vom wenigstens eine Meßsignal s₁ abgleiteten unkorrigierten Zwischen-Meßwert X bestimmt. Im weiteren kann der so ermittelte Korrekturwert K₁ dann z.B. in einfacher Weise mit dem unkorrigierten Meßwert X, gemäß folgender einfacher Funktion: X = K1·X' (1)in der Korrekturstufe KS multipliziert werden.
Der mit der Korrekturstufe KS gebildet Korrekturwert K₁ wird, wie in 6 dargestellt, unter Berücksichtgung des einen Temperatur-Meßsignal θ₁, vorzugsweise aber unter Berücksichtgung wenigstens der beiden von der Sensoranordnung 60 gelieferten Temperatur-Meßsignale θ₁, θ₂ gebildet.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus zumindest das für die Ermittlung des wenigstens einen Korrekturwerts K₁ verwendete Temperatur-Meßsignal θ₁ vorab in ein Temperatur-Schätzsignal θ₁' überführt. Die Erzeugung des Temperatur-Schätzsignals θ₁' dient dazu, eine vom zeitlichen Verlauf des einen Temperatur-Meßsignals θ₁ beeinflußte, momentane Temperatunrerteilung möglichst gut abzuschätzen und abzubilden, und zwar unter Berücksichtigung nicht nur eines momentanen Signalwerts des Temperatur-Meßsignals θ₁, wie z.B. in den eingangs erwähnten US-A 47 68 384 , US-A 56 87 100 , WO-A 88 02 476 oder WO-A 01 02816 vorgeschlagen, sondern auch anhand von Signalwerten aus dessen Vergangenheit. Es werden also vom Temperatursensor 40 zuvor von der Temperatur T₁ erfaßte Temperaturwerte mit berücksichtigt. Ein Beispiel für mögliche Verläufe der Temperaturen T₁, T₂ während eines Übergangsbereichs der Zeitspanne t₂-t₁ ist in der 7 schematisch dargestellt. Falls erforderlich, kann bei der Erzeugung des Meßwerts X zusätzlich zum Temperatur-Schätzsignal θ₁, selbstverständlich auch ein momentaner Signalwert des Temperatur-Meßsignals θ₁ für sich allein mit berücksichtigt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Temperatur-Schätzsignal θ₁' mittels der Meßgerät-Elektronik 50 auf der Basis folgender mathematischen Beziehung erzeugt: θ1' = G10 + G11·θ1 ..., (2)worin
G₁₀ ein veränderlicher oder aber auch konstant gehaltener, insb. aber von den gemessenen Temperaturen unabhängiger Koeffizient ist und
G₁₁ eine Gewichtsfunktion eines Signalfilters ist, mit der das von der Sensoranordnung gelieferte Temperatur-Meßsignal θ₁ gefaltet wird.
Der Korrekturwert K₁ läßt sich unter Verwendung des Temperatur-Schätzsignals θ₁' nunmehr mittels einfacher, insb. lineare, mathematische Beziehungen, wie z.B. die folgende: K1 = 1 + k11·θ1', (3)berechnen, worin
k₁₁ ein den Zusammenhang zwischen der mit dem Temperatur-Schätzsignal θ₁' abgeschätzten wirksamen Temperatur und dem Korrekturwert K₁ vermittelnder erster Koeffizient ist, der auf dem tatsächlich berücksichtigten die Empfindlichkeit beeinflussenden ersten Parameter, beispielsweise einer sich ändernder, axial zum Meßrohr 13 wirkenden mechanischen Spannung, basiert.
Falls erforderlich, kann darüber hinaus für die Ermittlung des Temperatur-Schätzsignals θ₁' beispielsweise auch das mit sich selbst amplituden-modulierte Temperatur-Meßsignal θ₁ in der Form G₁ ₂·θ₁ ² oder aber auch das mit dem Temperatur-Meßsignal θ₂ amplituden-modulierte Temperatur-Meßsignal θ₁ in der Form G₁ ₃·θ₁θ₂ mit berücksichtigt werden.
mach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird für die Ermittlung des Korrekturwerts K₁ wenigstens auch das Temperatur-Meßsignal θ₂ vorab in ein entsprechendes zweites Temperatur-Schätzsignal Θ₂', z.B. auf Basis der folgenden mathematischen Beziehung: θ2' = G2 0 + G2 1·θ2 ..., (4)gewandelt.
Unter Vernachlässigung von allfälligen Termen höherer Ordnung kann dann die mit Gl.(3) formulierte, lediglich vom Temperatur-Meßsignals θ₁ abhängige Berechnungsvorschrift für den Korrekturwert K₁ dann wie folgt modifiziert werden: K1 = 1 + k11·θ1' + k1 2·θ2', (5)so daß der Korrekturwert K₁ nunmehr auch vom Temperatur-Maßsignal θ₂ abhängig ist. Der in Gl.(5) eingeführte zweite Koeffizient k₁ ₂ ist in Analogie zu Gl.(3) ein den Zusammenhang zwischen dem Temperatur-Schätzsignal 82 und dem Korrekturwere K₁ vermittelnder Koeffizient, der ebenfalls auf dem tatsächlich berücksichtigten ersten Parameter basiert.
Unter Verwendung von Gl.(5) kann die in Gl.(1) formulierte Berechnungsvorschrift für den Meßwert X dann in folgender Weise verfeinert werden: X = (1 + k1 1·θ1' + k1 2·θ2')·X (6)
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird, insb. für den Fall, daß die momentane Temperaturverteilung gleichzeitig auf mehrere, die Empfindlichkeit des Meßaufnehmers beeinflussende Parameter einwirkt, zusätzlich zum Korrekturwert K₁ ein zweiter Korrekturwert K₂ für den unkorrigierten Zwischen-Meßwert X bestimmt.
Bei dem hier gezeigten Meßaufnehmer beeinflußt die momentane Temperaturverteilung nämlich beispielsweise sowohl den E-Modul des Maßrohrs 13, als auch, wenn auch in anderer Weise, eine momentane Verteilung mechanischer Spannungen innerhalb des Meßaufnehmers 10, insb. auch innerhalb des Meßrohrs 13. Dementsprechend hat diese momentane Temperaturverteilung auch auf verschiedene Weise Einfluß auf dessen Schwingungsverhalten, z.B. hinsichtlich der natürlichen Resonanzfrequenzen des Meßrohrs 13 oder auch hinsichtlich eines Verhältnisses zwischen den Schwingungsamplituden des Nutz- und des Coriolismodes.
Unter Berücksichtigung dessen erfolgt die Ermittlung des Meßwerts X in der Korrekturstufe vorzugsweise basierend auf der gegenüber der Gl.(1) erweiterten mathematischen Beziehung: X = K1·K2·X. (7)
Die Überführung des Meßsignals s₁ in den Zwischen-Meßwert X' und dessen Kombination mit dem, vorzugsweise digitalen, Korrekturwert K₁ bzw. den Korrekturwerten K₁, K₂ hat u.a. den Vorteil, daß für diese Art der Ermittlung des Meßwerts X anhand des Zwischen-Meßwert X' und der Korrekturwerte K₁, K₂ praktisch keine wesentlichen Veränderungen an den in herkömmlichen Prozeß-Meßgeräten der beschriebenen Art bislang angewendeten Meß- bzw. Auswerte-Verfahren vorgenommen werden müssen.
Ausgehend von den Gln.(1), (3), (5), (6) und/oder (7) kann nunmehr ohne weiteres eine Korrektur des Zwischen-Meßwerts X' auch unter Berücksichtigung weiterer die Empfindlichkeit beeinflussenden Parameter vorgenommen werden. Beispielsweise kann der Meßwert X unter Berücksichtigung eines zweiten, die Empfindlichkeit des Meßaufnehmers beeinflussenden Parameters in einfacher Weise wie folgt ermittelt werden: X = (1 + k11·θ1' + k12·θ2')·(1 + k21·θ1'')·X (8)berechnen, worin
k₂₁ ein den Zusammenhang zwischen der geschätzten Temperatur-Schätzsignal θ₁' und dem Korrekturwert K₁ vermittelnder dritter Koeffizient ist, der auf dem tatsächlich berücksichtigten zweiten Parameter, beispielsweise einem sich änderenden E-Modul, basiert.
Ein Koeffizientevergleich zwischen Gl.(6) und Gl.(8) zeigt, daß hierbei der Korrekturwert K₂ z.B. mit: K2 = 1 + k21·θ1', (9)berechnet werden kann.
Zum Erzeugen des wenigstens einen Temperatur-Schätzsignals θ₁' umfaßt die erfindungsgemäße Meßgerät-Elektronik nach einer bevorzugten Ausgestaltung eine der Korrekturstufe KS vorgeschaltete Filterstufe FS für von der Sensoranordnung 60 gelieferte Temperatur-Meßsignale mit wenigstens einem ersten Signalfilter SF₁ für das Temperatur-Meßsignal θ₁, vgl. 6. Für den bevorzugten Fall, daß die Korrekturschaltung auch das zweite Temperatur-Schätzsignals θ₂ verwendet, ist in der Filterstufe FS ferner wenigstens ein zweites Signalfilter SF₂ für das Temperatur-Meßsignal θ₂ vorgesehen.
Die Signalfilter SF₁, SF₂ der Filterstufe FS sind hierbei so dimensioniert und auf einander abgestimmt, insb. in ihrer Filterordnung und ihren Filterparametern so eingestellt, daß mit der so jeweils definierten Gewichtsfunktion G₁₁, G₂ ₁ und dem jeweils darüber gefalteten Temperatur-Meßsignal θ₁ bzw. θ₂ eine das Meßsignal s₁ und ggf. auch das zweite Meßsignal s₂ beeinflussende momentane Temperaturverteilung innerhalb des Meßaufnehmers 10 möglichst genau nachgebildet oder auch simuliert wird, und zwar unter Berücksichtigung nicht nur momentaner Signalwerte des jeweils eingespeisten Temperatursignals θ₁ oder θ₂, sondern auch anhand von Signalwerten aus der Vergangenheit des entsprechenden Temperatursignals θ₁, θ₂. Darüber hinaus sind die Signalfilter SF₁, SF₂, insb. im Hinblick auf ihre Signalverstärkung und ihre Signalverzögerung, aber auch so dimensioniert, daß auch die Wirkung der zumindest implizit geschätzten momentanen Temperaturverteilung auf die Empfindlichkeit in kompensierender Weise berücksichtigt wird.
Vorzugsweise ist die Gewichtsfunktion G₁₁ des Signalfilters SF₁ so gewählt, daß das Temperatur-Schätzsignal θ₁' in Reaktion auf eine Veränderung, beispielsweise einer Erhöhung, des Temperatursignals θ₁ deutlich verzögert einen dem momentanen Signalwert des Temperatursignals θ₁ proportionalen Signalwert annimmt. In entsprechender Weise wird dann auch die Meßgerät-Elektronik 50B auf eine mit einer Änderung der ersten Temperatur korrespondierenden Änderung des ersten Temperatur-Meßsignals θ₁ zeitverzögert mit einer Änderung des ersten Korrekturwerts K₁ reagieren. Beispielsweise kann die Gewichtsfunktion G₁₁ zu diesem Zweck neben einer proportional verstärkenden Komponente, auch wenigstens eine zeitlich integrierende Komponente erster oder höherer Ordnung aufweisen. Dementsprechend kann das Signalfilter SF1 beispielsweise ein Tiefpaß-Filter sein.
Die für den jeweiligen Meßaufnehmer-Typ tatsächlich geeigneten Filterordnungen für die im einzelnen verwendeten Signalfilter lassen sich am besten vorab bei der Entwicklung und Projektierung des Prozeß-Meßgeräts anhand von Prototypen des Meßgeräts experimentell oder aber auch unter Anwendung computergestützter numerischer Berechnungen, wie z.B. unter Anwendung von mittels finiter Elemente numerisch rechnenden Algorithmen, ermitteln und optimieren. Ausgehend von den vorab, insb. empirisch, ermittelten Filterordnungen können dann die tatsächlich für das jeweilige Prozeß-Meßgerät geeigneten Filterparameter z.B. mittels meßgerät- oder meßgerätetyp-spezifischen Kalibriermessungen bestimmt werden, insb. in Verbindung mit Rechenalgorithmen, die die Filterparameter numerisch ermitteln und z.B. nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate oder auch generisch optimieren.
mach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das von der Sensoranordnung 60 gelieferte erste Temperatursignal θ₁ vor der Weiterverarbeitung in der Auswerteschaltung, jedenfalls aber vor der Berechnung des Korrekturwerts K₁, mittels eines ersten A/D-Wandlers AD₁, wie auch in den 7 und 8 schematisch dargestellt, zeitdiskret abgetastet und ein ein erstes Digitalsignal θ_1D umgewandelt. In analoger Weise wird, wie in 8 schematisch dargestellt, das vorzugsweise ebenfalls verwendete zweite Temperatursignal θ₂ mittels eines zweiten A/D-Wandlers AD₂ in ein zweites Digitalsignal Θ₂ _D konvertiert.
In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung dient als Signalfilter für das Temperatur-Meßsignal θ₁ ein digitales Signalfilter SF_1D, das für die Berechnung des Temperatur-Schätzsignal θ₁' folgenden numerischen Algorithmus umsetzt:
wobei wenigstens zwei, bevorzugt aber mehrere von M möglichen Koeffizienten a_k von Null verschieden sind. In dazu analoger Weise kann für das Temperatur-Meßsignal θ₂ ein zweites digitales Signalfilter SF₂ _D verwendet werden, vgl. B.
Für den Fall, daß in der mit Gl.(10) gegebenen allgemeinen Berechnungsvorschrift wenigstens einer der N möglichen Koeffizienten b_k von Null verschieden ist, handelt es sich bei dem so realisierten digitalen Signalfilter SF_1D um ein rekursives Filter mit einer zumindest theoretisch unendlichen Impulsantwort; andernfalls ist das digitale Signalfilter SF_1D ein nicht-rekursives Filter mit einer endlichen Impulsantwort.
Für vorgenannten Fall, daß die Temperatur-Meßsignale θ₁, θ₂ digitalisiert, also inform von Abtastfolgen der Temperatur-Meßsignale θ₁, θ₂ weiter verwendet werden, kann die Filterstufe FS bei Verwendung entsprechend leistungsfähiger Mikroprozessoren, insb. Signalprozessoren, praktisch vollständig mittels des erwähnten Mikrocomputers und entsprechender Software realisiert werden, die auch die Rechnenalgorithmen für die digitalen Signalfilter umfaßt. Weiters kann in vorteilhafter Weise sowohl die Ermittlung des Korrekturwerts K₁ und als auch die des Meßwerts X durch Ausführen entsprechend vorgehaltener Computerprogramme mittels Mikrocomputer erreicht werden.
In Kenntnis der Erfindung besteht nunmehr für den Fachmann kaum eine Schwierigkeit, eine geeignete digitale oder ggf. auch hybride, also gemischt anlogdigitale, Auswerteschaltung, insb. auch eine geeignete Filterstufe, zu entwerfen, die aufgrund der zur Verfügung stehende Temperatur-Meßsignale θ₁, θ₂ und entsprechender Vergleichsmessungen für die Prozeßgröße das Meßsignal s₁ bzw. die Meßsignale so verarbeitet, daß der unkorrigierte Meßwert X' in Kombination mit dem wenigstens einen Korrekturwert K₁ den Meßwert X mit ausreichender Genauigkeit liefert.

Claims

Prozeß-Meßgerät zum Messen wenigstens einer physikalischen Prozeßgröße, insb. eines Massedurchflusses, einer Dichte, einer Viskosität, eines Drucks oder dergleichen, eines in einem Prozeßbehälter vorgehaltenen oder in einer Prozeßleitung strömenden Mediums, welches Meßgerät umfaßt: – einen Meßaufnehmer (10) – mit einer Meßsignale (s₁, s₂) liefernden Sensoranordnung (60), – die wenigstens ein primär auf die physikalische Prozeßgröße, insb. auch Änderungen der Prozeßgröße, reagierendes erstes Sensorelement (17) aufweist und mittels des ersten Sensorelements (17) wenigstens ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes erstes Meßsignal (s₁) liefert, und – die darüber hinaus wenigstens einen im Meßaufnehmer (10) angeordnete ersten Temperatursensor (40) aufweist, der eine erste Temperatur, T₁, im Meßaufnehmer (10) örtlich erfaßt, und – die mittels des wenigstens einen Temperatursenors (40) wenigstens ein die erste Temperatur, T₁, im Meßaufnehmer (10) repräsentierendes erstes Temperatur-Meßsignal (θ₁) liefert, sowie – eine Meßgerät-Elektronik (50), die unter Verwendung wenigstens des ersten Meßsignals (s₁) und unter Verwendung eines ersten Korrekturwerts (K₁) für das wenigstens erste Meßsignal (s₁) wenigstens einen die physikalische Größe momentan repräsentierenden Meßwert (X), insb. einen Massendurchfluß-Meßwert, einen Dichte-Meßwert, einen Viskositäts-Meßwert oder einen Druck-Meßwert, erzeugt, – wobei die Meßgerät-Elektronik (50) im betrieb den ersten Korrekturwert (K₁) anhand eines zeitlichen Verlaufs des wenigstens ersten Temperatur-Meßsignals (θ₁) dadurch ermittelt, daß in der Vergangenheit mittels des ersten Temperatursensors (40) erfaßte Temperaturwerte mit berücksichtigt werden.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 1, bei dem die Meßgerät-Elektronik im Betrieb auf eine mit einer Änderung der ersten Temperatur korrespondierenden Änderung des ersten Temperatur-Meßsignals (θ₁) zeitverzögert mit einer Änderung des ersten Korrekturwerts (K₁) reagiert.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, – bei dem die Sensoranordnung (60) wenigstens einen im Meßaufnehmer (10), insb. vom ersten Temperatursensor (40) beabstandet, angeordneten zweiten Temperatursenor (41) aufweist, der eine zweite Temperatur, T₂, im Meßaufnehmer (10) örtlich erfaßt, und – bei dem die Sensoranordnung (60) mittels des zweiten Temperatursenors (41) wenigstens ein die zweite Temperatur, T₂, repräsentierendes zweites Temperatur-Meßsignal (θ₂) liefert.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 3, bei dem Meßgerät-Elektronik (50) den ersten Korrekturwert (K₁) auch unter Verwendung des zweiten Temperatur-Meßsignals (θ₂) ermittelt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 3 oder 4, – bei dem die Meßgerät-Elektronik (50) anhand eines zeitlichen Verlaufs wenigstens des zweiten Temperatur-Meßsignals (θ₂) einen zweiten Korrekturwert (K₂) ermittelt und – bei dem die Meßgerät-Elektronik (50) den Meßwert (X) auch unter Verwendung des zweiten Korrekturwerts (K₂) erzeugt.
Prozeß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Meßgerät-Elektronik (50) eine Filterstufe (FS) zum Erzeugen des wenigstens ersten Korrekturwerts (K₁) umfaßt, wobei das erste Temperatur-Maßsignal (θ₁) einem ersten Signaleingang der Filterstufe (FS) zugeführt ist.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 6, bei dem die Filterstufe (FS) einen ersten A/D-Wandler (AD_A) für das erste Temperatur-Meßsignal (θ₁) aufweist, der dieses in ein erstes Digitalsignal (θ_1D) wandelt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 7, bei dem die Filterstufe ein erstes digitales Signalfilter (SF_1D) für das erste Digitalsignal (θ_1D) umfaßt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 8, bei dem das erste digitale Signalfilter (SF_1D) ein rekursives Filter ist.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 8, bei dem das erste digitale Signalfilter ein nicht-rekursives Filter ist.
Prozeß-Meßgerät nach einem Anspruch 5, – bei dem die Filterstufe (FS) auch zum Erzeugen des zweiten Korrekturwerts (K₂) dient, wobei das zweite Temperatur-Maßsignal (θ₂) einem zweiten Signaleingang der Filterstufe (FS) zugeführt ist, und – bei dem die Filterstufe (FS) einen zweiten A/D-Wandler (AD₂) für das zweite Temperatur-Maßsignal (θ₂) aufweist, der dieses in ein zweites Digitalsignal (θ₂ _D) wandelt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 7, bei dem die Filterstufe ein zweites digitales Signalfilter für das zweite Digitalsignal (V₂ _D) umfaßt.
Prozeß-Meßgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Maßaufnehmer wenigstens ein Meßrohr (13) zum Führen des, insb. strömenden, Mediums umfaßt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 13, bei dem wenigstens einer der beiden Temperatursensoren (40, 41) auf dem Meßrohr oder in dessen Nähe angeordnet ist.
Prozeß-Meßgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem der Meßaufnehmer (10) ein das Meßrohr (13) umhüllendes Meßaufnehmer-Gehäuse (100) umfaßt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 15, bei dem wenigstens einer der beiden Temperatursensoren (40, 41) am Meßaufnehmer-Gehäuse (100) fixiert oder zumindest in dessen Nähe angeordnet ist.
Prozeß-Meßgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 16, – bei dem der Meßaufnehmer (10) ferner einen mit der Meßgerät-Elektronik (50) elektrisch verbundenen, auf das Meßrohr (13) mechanisch einwirkenden, insb. elektro-dynamischen oder elektro-magnetischen, Schwingungserreger (16) zum Antreiben des Meßrohrs (13) umfaßt, und – bei dem die Meßgerät-Elektronik (50), wenigstens ein dem Steuern des Schwingungserregers (16) dienendes Erregersignal (i_exc) liefert, so daß das Meßrohr (13) im Betrieb zumindest zeitweise vibrieren gelassen wird.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 17, – bei dem das erste Sensorelement (17) auf, insb. einlaßseitige oder auslaßseitige, Vibrationen des Maßrohrs (13) reagiert und – bei dem das vom ersten Sensorelement (17) gelieferte Meßsignal (s₁) vom Prozeß-Medium beeinflußte mechanische Schwingungen des vibrierenden Maßrohrs (13) repräsentiert.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 17 oder 18, bei dem der Meßaufnehmer (10) ein, insb. schwingfähig im Meßaufnehmer-Gehäuse (100) aufgehängtes, am Meßrohr (13) fixiertes Trägerelement (14) zum Haltern des Schwingungserregers (16) und wenigstens des ersten Sensorelements (17) umfaßt.
Prozeß-Meßgerät nach Anspruch 19, bei dem wenigstens Temperatursenor (40) auf dem Trägerelement (14) fixiert oder zumindest in dessen Nähe angeordnet ist.
Prozeß-Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, – bei dem die Sensoranordnung (60), wenigstens ein zweites primär auf die physikalische Prozeßgröße reagierendes Sensorelement (18) auweist und mittels des zweiten Sensorelements (18) wenigstens ein von der physikalischen Prozeßgröße beeinflußtes zweites Meßsignal (s₂) liefert und – bei dem die Meßgerät-Elektronik den Meßwert auch unter Verwendung des zweiten Meßsignals erzeugt.