DE3738018C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3738018C2 DE3738018C2 DE19873738018 DE3738018A DE3738018C2 DE 3738018 C2 DE3738018 C2 DE 3738018C2 DE 19873738018 DE19873738018 DE 19873738018 DE 3738018 A DE3738018 A DE 3738018A DE 3738018 C2 DE3738018 C2 DE 3738018C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- flow
- measuring
- measuring points
- determined
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 37
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- SQMCFUSVGSBKFK-UHFFFAOYSA-M sodium;5-(cyclohexen-1-yl)-1,5-dimethylpyrimidin-3-ide-2,4,6-trione Chemical compound [Na+].O=C1N(C)C(=O)[N-]C(=O)C1(C)C1=CCCCC1 SQMCFUSVGSBKFK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
- G01F1/8495—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits with multiple measuring conduits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern
bei der Massendurchflußmessung nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens.
Die Anwendung von Corioliskräften zur Massendurchflußmessung
ist beispielsweise aus der JP-OS 57 1 37 818, der DE-PS 35 05 166
und der EP-OS 01 09 218 bekannt. Nach diesem Prinzip wird eine
Durchflußvorrichtung, beispielsweise ein Meßrohrsystem, das
aus einem, zwei oder noch mehr Meßrohren mit gebogenen und/
oder geraden Abschnitten besteht, zu Dreh- oder Biegeschwin
gungen angeregt. Wird das Meßrohrsystem von einem Fluid durch
strömt, so entstehen aufgrund von dessen Masse und Strömungsge
schwindigkeit Corioliskräfte, die an der Innenwand des beweg
lichen Meßrohres senkrecht zur Strömungsrichtung angreifen. Der
betrags- und phasenmäßige Verlauf der Corioliskräfte über die
durchströmte Länge des Meßrohrsystems ist im Idealfall punkt
symmetrisch bezüglich der Mitte des Meßrohrsystems, entspricht
also einer ungeraden Funktion. Infolgedessen sind die Bewegun
gen des Meßrohrsystems über dessen durchströmte Länge zueinan
der phasenverschoben. Bei den meisten bekannten Massendurch
flußmeßgeräten wird zur Bestimmung des Massendurchflusses die
Phasenverschiebung zwischen den Bewegungen des Meßrohrsystems
an zwei Meßstellen gemessen, die zu beiden Seiten des in der
Mitte angeordneten Schwingungserregers nahe den einlaß- und
auslaßseitigen Einspannstellen liegen. Aus der EP-OS 01 96 150
ist es auch bekannt, zwei Phasenverschiebungen zwischen den
Bewegungen an solchen nahe den Einspannstellen angeordneten
Meßstellen und der Phasenlage der Erregungsschwingung in der
Mitte des Meßrohrsystems zu messen und zur Ermittlung des Mas
sendurchflusses auszuwerten.
Der Idealverlauf der Phasenverschiebung ist in einem weiten
Bereich quasilinear. In der Praxis kann jedoch der Verlauf der
Phasenverschiebung von dem ausschließlich durch Corioliskräfte
verursachten Idealverlauf abweichen. Einige Gründe hierfür
können sein:
- - Änderungen der Eigenschaften des Fluids, wie z. B. Dichte und Viskosität, in Verbindung mit herstellungsbedingten Toleran zen;
- - Änderungen der Parameter des schwingenden Systems, z. B. durch Abrasion, Korrosion und Ablagerungen;
- - Dämpfungseffekte in der Nähe der Einspannquelle der Meßroh re;
- - unvollständig gefüllte Rohre.
Dies führt zu sogenannten Nullpunktfehlern, d. h. es wird eine
Phasenverschiebung detektiert, die nicht durch die Coriolis
kräfte verursacht wird. Dies führt bei Massendurchflußmeßgerä
ten, bei denen Phasenverschiebungen ausgewertet werden, zu
Verfälschungen des Meßergebnisses und damit zu erhöhter Meßun
genauigkeit, ohne daß ein Hinweis auf reduzierte Meßgenauig
keit vorliegt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit
dem bzw. mit der das Vorliegen von Meßfehlern, die durch Abweichungen vom
idealen Verlauf der Phasenverschiebungen verursacht werden,
erkannt und angezeigt werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird überprüft, ob der re
ale Verlauf der Phasenverschiebung von dem bekannten Idealver
lauf abweicht. Eine solche Abweichung äußert sich in einer
Nichtlinearität und Unsymmetrie, die zur Folge hat, daß die
Phasenverschiebungen zwischen verschiedenen Meßstellenpaaren
voneinander abweichen. Bei Feststellung einer Abweichung, die
einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, kann angezeigt
werden, daß eine Verfälschung des Meßergebnisses vorliegt, so
daß eine geeignete Nullpunktkorrektur durchgeführt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich einfach und kosten
günstig realisieren. Zwar werden mindestens drei Meßstellen
benötigt, die an unterschiedlichen Orten entlang der Durchfluß
vorrichtung angeordnet sind, doch können für zwei davon die
beiden Meßstellen verwendet werden, die für die Ermittlung des
Massendurchflusses ohnehin vorhanden sind. Will man bei der
meßtechnischen Erfassung des Verlaufs der Phasenverschiebung
eine höhere Sicherheit erreichen, so können auch vier oder
noch mehr Meßstellen entsprechend angeordnet werden. Die Aus
wertung der Sensorsignale für die Fehlererkennung erfolgt weit
gehend nach dem gleichen Prinzip wie die übliche Auswertung
der Sensorsignale für die Massendurchflußmessung, so daß die
für die Massendurchflußmessung ohnehin vorhandene Auswerteein
heit mit geringfügigen Abänderungen auch für die Fehlererken
nung herangezogen werden kann.
Die Bestimmung der Phasendifferenz läßt sich zweckmäßig da
durch realisieren, daß die Zeitdifferenzen zwischen den Zeit
punkten gemessen werden, in denen die Durchflußvorrichtung bei
ihren Schwing- und/oder Drehbewegungen an den Meßstellen ein
ander entsprechende Stellen im Raum erreicht oder durchquert.
Geeignete Stellen im Raum sind insbesondere die Achse der
Durchflußvorrichtung in deren Ruhelage, wobei die Durchquerung
dieser Achse dem Nulldurchgang der Schwing- und/oder Drehbewe
gung entspricht, oder die Stellen der größten Auslenkung, die
dem Maximum der Schwing- und/oder Drehbewegungen entsprechen.
Innerhalb der für die Durchflußmessung verwendeten Länge der
Durchflußvorrichtung wird aus meßtechnischen Gründen meist ein
bestimmter Bezugspunkt vorgegeben, der dann dem Nullpunkt der
Phasenverschiebung entspricht. Werden die Meßstellen bezüglich
dieses Bezugs- oder Nullpunktes symmetrisch und zudem im glei
chen Abstand voneinander angeordnet, so lassen sich die Ver
gleiche zur Feststellung von Abweichungen besonders einfach
durchführen, denn in die hierfür notwendigen Rechenoperationen
braucht dann nur eine den Längenabständen entsprechende Kon
stante einbezogen zu werden. Weiter vereinfacht werden die
Vergleiche, wenn eine Meßstelle im Bezugs- bzw. Nullpunkt
selbst angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden zur Fehlerkorrektur die ermittelten Phasen
differenzen mit geeignet gewählten Konstanten gewichtet und
dann zur Bildung einer korrigierten Phasenverschiebung sum
miert.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er
findung ist im Anspruch 7 gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung für ein Massendurch
flußmeßgerät nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 den idealen und den fehlerhaften Verlauf der Pha
senverschiebung über die Meßrohrlänge bei der An
ordnung von Fig. 1,
Fig. 3 eine prinzipielle Anordnung eines Massen
durchflußmeßgeräts nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 4 den idealen und den fehlerhaften Verlauf der Pha
senverschiebung über die Meßrohrlänge bei der An
ordnung von Fig. 3.
Die in Fig. 1 dargestellte Durchflußmeßanordnung enthält als
wesentliche Elemente eine Durchflußvorrichtung 1, einen Schwin
gungserreger 4 sowie die Meßstellen M 0, M 1, M 2, an denen je
weils ein Meßumformer angeordnet ist. Die Durchflußvorrichtung
1 ist im dargestellten Beispiel als gerades Meßrohr ausgeführt,
kann jedoch grundsätzlich beliebige Formen aufweisen, z. B. U-
Form, Schleifenform oder dergleichen. Durchflußvorrichtung
1 ist an ihrem einlaß- bzw. auslaßseitigen Ende 2 bzw. 3 je
weils fest eingespannt. Der Schwingungserreger 4 ist vorzugs
weise in der Mitte der durchströmten Meßrohrlänge angeordnet.
Er kann beispielsweise im wesentlichen aus einer Antriebsspule
5 und einem Dauermagneten 6 bestehen. Im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel liegen die drei Meßstellen M 0, M 1, M 2 im glei
chen Abstand voneinander über die Meßrohrlänge verteilt, wobei
eine Meßstelle M 0 in der längenmäßigen Mitte der Durchflußvor
richtung 1 angeordnet ist. Wie in der Darstellung der Fig. 1
angedeutet, können beispielsweise magnetisch-induktive Meßum
former verwendet werden, die mit der Durchflußvorrichtung 1
verbundene Dauermagneten und extern befestigte Induktionsspu
len aufweisen. Bei der Meßanordnung gemäß Fig. 1 können zur
Erhöhung der Meßgenauigkeit prinzipiell auch fünf, sieben,
neun usw. Meßstellen eingesetzt werden, von denen immer eine
im Bezugspunkt angeordnet ist. Als solcher ist hier die län
genmäßige Mitte der Durchflußvorrichtung 1 gewählt.
Wird die Antriebsspule 5 von einem Wechselstrom durchflossen,
so wird ein entsprechendes magnetisches Wechselfeld erzeugt,
so daß der Dauermagnet 6 abwechselnd angezogen oder abgestoßen
wird. Da dieser unmittelbar an der Durchflußvorrichtung 1 be
festigt ist, wird die Durchflußvorrichtung 1 in Biegeschwingun
gen versetzt, die zur Mitte der Durchflußrichtung symmetrisch
sind. Die Biegeschwingungslinie ist in Fig. 1 durch fünf senk
recht zur Längsachse der Durchflußvorrichtung 1 verlaufene
Pfeile unterschiedlicher Länge angedeutet.
Die Anregungsfrequenzen können z. B. im Bereich zwischen 60 und
80 Hz, vorzugsweise zwischen 600 und 1000 Hz liegen und ent
sprechen vorzugsweise der Resonanzfrequenz der Durchflußvor
richtung 1. Fließt Fluid durch die Durchflußvorrichtung gemäß
Pfeilrichtung, so enstehen Corioliskräfte, welche die Biege
schwingungen phasenmäßig verzerren. Dadurch wird entlang der
durchströmten Länge der Durchflußvorrichtung 1 eine Phasenver
schiebung bewirkt.
Der Veranschaulichung des Verlaufs der Phasenverschiebung über
die durchströmte Länge der Durchflußvorrichtung 1 dient Fig.
2. Darin sind als Abszisse die durchströmte Länge L der Durch
flußvorrichtung 1 und als Ordinate die Zeitdifferenzen in Na
nosekunden aufgetragen, die an den Meßstellen M 0, M 1, M 2 er
mittelt werden und die Phasenverschiebung der Bewegungen ein
zelner Abschnitte der Durchflußvorrichtung 1 zueinander reprä
sentieren. Die Größenordnung der Zeitdifferenzen bewegt sich
bei Biegeschwingungsfrequenzen zwischen 600 und 1200 Hz im Be
reich von ±1500 Nanosekunden, wie in Fig. 2 dargestellt. Je
stärker die an der Durchflußvorrichtung 1 angreifenden Corio
liskräfte sind, umso größer ist die Phasenverschiebung. Deren
Steigung ist also ein Maß für den Massendurchfluß. Im Ideal
fall liegt ein linearer Verlauf gemäß der gestrichelten Linie
in Fig. 2 vor.
Aufgrund der eingangs beschriebenen Verfälschungen der idealen
Phasenverschiebung entsteht ein zumindest teilweise nichtli
nearer Verlauf, wie in Fig. 2 mittels der durchgezogenen Kenn
linie dargestellt ist. Nach herkömmlichen Meßverfahren wird
der Massendurchfluß im wesentlichen aus der Phasenverschiebung
zwischen zwei Meßstellen M 1, M 2 ermittelt, die jeweils am ein
laß- und auslaßseitigen Ende der Durchflußvorrichtung angeord
net sind. Dabei würde sich nach der Darstellung in Fig. 2 auf
grund der Verfälschungen eine 900 Nanosekunden entsprechende
Phasenverschiebung ergeben, da die Meßstelle M 1 bei etwa -400
Nanosekunden und Meßstelle M 2 bei etwa +500 Nanosekunden an
spricht (vgl. Fig. 2). Gemäß dem idealen Verlauf müßten jedoch
etwa 200 Nanosekunden als Zeitdifferenz ermittelt werden.
Bei er dargestellten Durchflußmeßanordnung wird dieser Pha
senfehler wie folgt erkannt: Zwischen den Schwingbewegungen an
der einlaßseitig angeordneten Meßstelle M 1 und der im Null-
bzw. Bezugspunkt angeordneten Meßstelle M 0 wird eine erste
Zeitdifferenz ermittelt, die etwa 400 Nanosekunden beträgt.
Ebenso wird zwischen den Schwingbewegungen an der auslaßseiti
gen Meßstelle M 2 und der im Null- bzw. Bezugspunkt angeordne
ten Meßstelle M 0 eine zweite Zeitdifferenz ermittelt, die etwa
500 Nanosekunden beträgt. Werden die Signale der Meßstellen
M 0, M 1, M 2 nacheinander erfaßt, muß in diesem Zeitraum der
Massendurchfluß konstant gehalten werden, um nicht die Stei
gung der Phasenverschiebung zu verändern. Zweckmäßiger ist ei
ne gleichzeitige Abfrage der Meßstellen M 0, M 1, M 2.
In die beiden Zeitdifferenzen ist jeweils der fehlerhafte Ver
lauf der Phasenverschiebung gemäß der durchgezogenen Linie
eingegangen. Anhand eines Vergleichs der beiden Zeitdifferen
zen läßt sich der fehlerhafte Verlauf der Phasenverschiebung
feststellen.
Zur Ermittlung eines korrigierten Wertes für die Phasenver
schiebung wird wie folgt vorgegangen: Zunächst wird die be
tragsmäßig größere Zeitdifferenz ermittelt, im vorliegenden
Beispiel 500 Nanosekunden. Diese wird dann z. B. mit dem Faktor
1,8 gewichtet, d. h. damit vervielfacht. Die betragsmäßig klei
nere Zeitdifferenz von 400 Nanosekunden wird mit dem Faktor
0,2 gewichtet. Mithin entsteht eine korrigierte Phasenverschie
bung von 980 Nanosekunden, die dem Idealwert näher kommt als
die nach der herkömmlichen Methode gemessene. Die Genauigkeit
der Korrektur ließe sich noch weiter dadurch erhöhen, daß aus
mehr als drei Meßstellen mehr als zwei Zeitdifferenzen errech
net und entsprechend gewichtet oder summiert werden. Der mög
liche Verlauf einer erfindungsgemäß korrigierten Phasenver
schiebung ist in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt.
Die als Gewichtungsfaktoren dienenden Konstanten können dem
Bereich der reellen Zahlen entstammen. Von dieser Gewichtung
mit anschließender Summenbildung umfaßt sind auch Verfahren
zur Ausmittelung des Phasenverschiebungsfaktors, insbesondere
arithmetische oder quadratische Mittelwertbildung.
Die Fehlerkorrektur läßt sich insbesondere nach folgender For
mel ausführen:
P korr = P 0,2 - P 0,1 + K · (P 0,2 - P 0,1)
wobei P 0,2 bzw. P 0,1 zwischen den Meßstellen M 0 und M 2
bzw. zwischen den Meßstellen M 0 und M 1 erfaßten Phasen- oder
Zeitdifferenzen entsprechen. Da die Meßstelle M 0 im obenge
nannten Bezugs- oder Nullpunkt und die Meßstellen M 1 bzw. M 2,
vom Bezugspunkt aus gesehen, im einlaßseitigen bzw. auslaßsei
tigen Bereich der Durchflußvorrichtung angeordnet sind, ist
der Differenzwert P 0,2 größer oder gleich Null und der Diffe
renzwert P 0,1 kleiner oder gleich Null. Die Konstante K ent
stammt dem Bereich der reellen Zahlen.
Eine besonders vorteilhafte Durchführung der Fehlerkorrektur
beruht auf folgender, praktischer Erfahrung: Bei der Massen
durchflußmessung nach dem Coriolisprinzip läßt sich beobachten,
daß in den Bereichen der Durchflußvorrichtung, in denen die
Einflüsse der mechanischen Dämpfung oder Abfuhr von Bewegungs
energie an beispielsweise Einspannstellen für das Meßrohrsy
stem verhältnismäßig groß sind, auch die Abweichung von der
idealen, von Corioliskräften verursachten Phasenverschiebung
entsprechend groß ist. Darauf aufbauend besteht die besondere
Durchführung der Fehlerkorrektur darin, von ermittelten Phasen-
oder Zeitdifferenzen zunächst die betragsmäßig größten bzw.
kleinsten auszusuchen und diese dann besonders hoch bzw. nied
rig zu gewichten. Dadurch werden die Bereiche der Phasenver
schiebung, in denen der Anteil der Phasenverfälschungen beson
ders groß ist, in ihrem Einfluß weitgehend unterdrückt.
Die Massendurchflußmeßanordnung gemäß Fig. 3 unterscheidet
sich von derjenigen gemäß Fig. 1 wie folgt: Statt einem einzi
gen Meßrohr weist die Durchflußvorrichtung 1 nunmehr zwei Meß
rohre auf, nämlich ein erstes, gerades Meßrohr 7 und ein zwei
tes, parallel zum ersten Meßrohr 7 verlaufendes gerades Meß
rohr 8.
Mittels eines einlaßseitigen Verteilerstücks 9 und eines aus
laßseitigen Verteilerstücks 10 ist die Durchflußvorrichtung 1
in eine Fluidleitung eingefügt. Jeweils in der Mitte der durch
strömten Längen des ersten bzw. zweiten Meßrohres 7 bzw. 8,
und zwar im Zwischenraum zwischen den beidenMeßrohren 7, 8,
sind an diesen jeweils ein Dauermagnet 6 a bzw. 6 b befestigt.
Zwischen den beiden Dauermagneten 6 a bzw. 6 b ist eine Antriebs
spule 5 befestigt, die extern fest angebracht ist. Wird die
Antriebsspule 5 von einem Wechselstrom erregt, werden die Dau
ermagnete 6 a bzw. 6 b und damit das erste bzw. zweite Meßrohr 7
bzw. 8 periodisch angezogen bzw. abgestoßen. Dadurch werden
sie in einander gegenphasige Biegeschwingungen versetzt. Die
Verteilerstücke 9 und 10 sind vorzugsweise biegesteif ausge
führt, so daß sie für die Meßrohre 7 und 8 feste Einspannstel
len bilden. Im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 1 sind ge
mäß Fig. 3 vier Meßstellen M 1, M 2, M 3, M 4 entlang der Durch
flußvorrichtung 1 angeordnet. Prinzipiell könnten auch sechs,
acht, zehn usw. Meßstellen eingesetzt sein. Sie arbeiten bei
spielsweise nach dem gleichen Funktionsprinzip wie nach Fig. 1
und tasten im gezeigten Ausführungsbeispiel die Bewegungen der
beiden Meßrohre 7, 8 im Verhältnis zueinander ab.
Bei Durchfluß eines Massenstromes gemäß Pfeilrichtung durch
die Meßrohre 7 bzw. 8 entstehen Corioliskräfte, die im Ideal
fall eine quasilineare Phasenverschiebung verursachen, wie sie
längs der gestrichelten Linie in Fig. 4 verläuft. Die Abszisse
und die Ordinate haben hier die gleiche Bedeutung wie in Fig.
2. Der verfälschte Verlauf der Phasenverschiebung ist durch
die durchgezogene Linie in Fig. 4 dargestellt.
Die Verfälschung läßt sich anhand der Signale der Meßstellen
M 1, M 2, M 3, M 4 wie folgt erkennen: Es wird eine erste Zeitdif
ferenz aus dem zeitlich unterschiedlichen Ansprechen der Meß
stellen M 1, M 3 und in gleicher Weise eine Zeitdifferenz aus
dem zeitlich unterschiedlichen Ansprechen der Meßstellen M 4,
M 2 ermittelt. Gemäß Fig. 4 beträgt die erste Zeitdifferenz et
wa 450 Nanosekunden, die zweite Zeitdifferenz etwa 500 Nanose
kunden. Der Vergleich dieser beiden Zeitdifferenzen läßt den
Phasenfehler erkennen. Bei Auswertung lediglich der beiden
einlaß- und auslaßseitig angeordneten Meßstellen M 1, M 4 nach
bisher bekannter Massendurchflußmessung würde sich aufgrund
der Verfälschung eine 750 Nanosekunden entsprechende Phasen
verschiebung ergeben. Gemäß Idealverlauf jedoch (vgl. gestri
chelte Linie) entspräche die Phasenverschiebung etwa 1100 Na
nosekunden. Mittels der oben anhand von Fig. 2 beschriebenen
Methode kann die Annäherung an den idealen Verlauf der Phasen
verschiebung ein korrigierter Verlauf errechnet werden, wie er
in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist.
Zur Durchführung der Fehlererkennung und Fehlerkorrektur kann
eine Auswerteeinheit, die an ihren Eingängen die Signale der
Meßstellen M 0, M 1, M 2 bzw. M 1, M 2, M 3, M 4 empfängt, dienen.
Aus diesen Signalen berechnet die Auswerteeinheit ein Fehler
signal sowie gegebenenfalls den korrigiertenMassendurchfluß.
Zur entsprechenden Verarbeitung der Meßstellensignale bietet
sich beispielsweise ein Mikrocomputer an, der in der Auswerte
einheit enthalten ist. Zweckmäßig wird die Auswerteeinheit zu
sammen mit der Durchflußvorrichtung 1 und den Meßstellen in
nerhalb eines Gehäuses untergebracht, so daß ein phasenfehler
erkennendes und gegebenenfalls phasenkorrigierendes Massen
durchflußmeßgerät geschaffen wird.
Claims (13)
1. Verfahren zur Erkennung von Fehlern bei der Massendurch
flußmessung mittels einer durch Corioliskräfte erzeugten Pha
senverschiebung von Schwing- und/oder Drehbewegungen, in die
eine von Fluid mit im Zeitraum der Fehlererkennung im wesent
lichen konstanter Geschwindigkeit durchströmte Durchflußvor
richtung versetzt ist, wobei mindestens zwei Phasendifferen
zen zwischenden Schwing- und/oder Drehbewegungen an wenig
stens drei unterschiedlichen Meßstellen ermittelt werden, die
an der Durchflußvorrichtung längs der Strömungsrichtung im
Abstand voneinander angeordnet sind und an denen die Phasen
lage der Schwing- und/oder Drehbewegungen gemessen wird, da
durch gekennzeichnet, daß zur Fehlererkennung die ermittelten
Phasendifferenzen auf Abweichung voneinander verglichen wer
den.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Fehlererkennung bestätigt wird, wenn die Abweichung zwi
schen zwei Phasendifferenzen, die an bezüglich eines Bezugs
punkts längs der Durchflußmeßvorrichtung symmetrisch zueinan
der angeordneten Paaren von Meßstellen ermittelt werden, ei
nen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bestimmung der Phasendifferenzen die Zeitdifferenzen zwi
schen den Zeitpunkten gemessen werden, in denen die Durchfluß
vorrichtung bei ihren Schwing- und/oder Drehbewegungen an den
Meßstellen einander entsprechende Stellen im Raum erreicht
oder durchquert.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Fehlerkorrektur die ermittelten Phasen
differenzen mit geeigneten gewählten Konstanten gewichtet und
dann zur Bildung einer korrigierten Phasenverschiebung sum
miert werden.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Fehlerkorrektur aus den ermittelten
Phasendifferenzen jeweils ein Summenwert und ein Differenz
wert gebildet wird, daß der Summenwert mit einer geeignet ge
wählten Konstante vervielfacht wird und daß eine korrigierte
Phasenverschiebung durch Summierung des Differenzwertes mit
dem vervielfachten Summenwert gebildet wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
vor der Summenwertbildung die ermittelten Phasendifferenzen
um so höher gewichtet werden, je größer deren Beträge sind.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem
der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Durchflußvorrichtung,
die von dem Fluid durchströmt wird, dessen Durchfluß gemessen
werden soll, einer Erregungsvorrichtung, die der Durchfluß
vorrichtung eine Schwing- und/oder Drehbewegung quer zur
Strömungsrichtung erteilt, mit Sensoren, die an längs der
Durchflußvorrichtung verteilten Meßstellen angeordnet sind
und Sensorsignale liefern, die für die Phasenlage der Schwing-
und/oder Drehbewegungen der Durchflußvorrichtung an der je
weiligen Meßstelle kennzeichnend sind, und mit einer Auswer
teeinheit, die die Sensorsignale empfängt und daraus eine
durch Corioliskräfte erzeugte Phasenverschiebung als Maß für
den Durchfluß ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß längs
der Durchflußvorrichtung (1) wenigstens drei Meßstellen (M 0,
M 1, M 2; M 1, M 2, M 3, M 4) angeordnet sind und daß die Auswerte
einheit so ausgebildet ist, daß sie aus den von jeweils zwei
Meßstellen stammenden Sensorsignalen die Phasendifferenzen
ermittelt, die ermittelten Phasendifferenzen miteinander ver
gleicht und bei Feststellung einer Abweichung eine Fehlerer
kennung anzeigt.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Meßstellen (M 0 - M 1, M 0 - M 2; M 1 - M 3, M 2 - M 4) jedes
Paares, aus deren Sensorsignalen eine Phasendifferenz ermit
telt wird, gleich große Abstände voneinander haben.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Meßstellen (M 0, M 1, M 2; M 1, M 2, M 3, M 4) symme
trisch zueinander bezüglich eines Bezugspunktes angeordnet
sind, der dem Nullpunkt der Phasenverschiebung entspricht.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer ungeraden Anzahl von Meßstellen eine Meßstelle
im Bezugspunkt angeordnet ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchflußvorrichtung (1) ein Meßrohr
aufweist, das in eine Fluidleitung eingefügt ist.
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchflußvorrichtung (1) mehrere par
allele Meßrohre (7, 8) aufweist, die in eine Fluidleitung
eingefügt sind.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das bzw. jedes Meßrohr (1; 7, 8) einen geraden
Abschnitt aufweist, an dem die Meßstellen (M 0, M 1, M 2; M 1,
M 2, M 3, M 4) angeordnet sind.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873738018 DE3738018A1 (de) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet |
| PCT/DE1988/000687 WO1989004463A1 (fr) | 1987-11-09 | 1988-11-07 | Procede et dispositif de detection d'erreurs de mesure du debit de massique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873738018 DE3738018A1 (de) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3738018A1 DE3738018A1 (de) | 1989-05-24 |
| DE3738018C2 true DE3738018C2 (de) | 1989-10-12 |
Family
ID=6340125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873738018 Granted DE3738018A1 (de) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3738018A1 (de) |
| WO (1) | WO1989004463A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4200871C1 (en) * | 1992-01-15 | 1993-05-06 | Wolfgang 8045 Ismaning De Drahm | Determn. of mechanical stress conditions of measuring tubes of flow meter |
| DE19719587A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-19 | Bailey Fischer & Porter Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erkennung und Kompensation von Nullpunkteinflüssen auf Coriolis-Massedurchflußmesser |
| DE10335665A1 (de) * | 2003-08-04 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Massendurchflussmessgerät |
| DE102005050898A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-05-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | In-Line-Meßgerät |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3808913C1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Rheometron Ag, Basel, Ch | Method and circuit arrangement for processing the measuring signals from flow meters |
| EP0469448A1 (de) * | 1990-07-28 | 1992-02-05 | KROHNE MESSTECHNIK MASSAMETRON GmbH & Co. KG | Massendurchflussmessgerät |
| DE4226391C2 (de) * | 1992-08-10 | 1995-07-20 | Flowtec Ag | Verfahren zur Erkennung einer Nullpunktdrift eines Coriolis-Massedurchflußaufnehmers |
| US6092409A (en) * | 1998-01-29 | 2000-07-25 | Micro Motion, Inc. | System for validating calibration of a coriolis flowmeter |
| US6233526B1 (en) | 1998-07-16 | 2001-05-15 | Micro Motion, Inc. | Vibrating conduit parameter sensors and methods of operation therefor utilizing spatial integration |
| US6318186B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-11-20 | Micro Motion, Inc. | Type identification and parameter selection for drive control in a coriolis flowmeter |
| US7562586B2 (en) | 2005-10-21 | 2009-07-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method for monitoring an operating condition of a tube wall contacted by a flowing medium and inline measuring device therefore |
| PL2085774T3 (pl) | 2008-02-01 | 2018-08-31 | Kraft Foods R & D, Inc. | Sposób określania konsystencji materiału spożywczego |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3276257A (en) * | 1960-02-02 | 1966-10-04 | Roth Wilfred | Gyroscopic mass flowmeters |
| US4192184A (en) * | 1978-11-13 | 1980-03-11 | Halliburton Company | Mass flowmeter |
| ZA82345B (en) * | 1981-02-17 | 1983-02-23 | J Smith | Method and apparatus for mass flow measurement |
| US4491025A (en) * | 1982-11-03 | 1985-01-01 | Micro Motion, Inc. | Parallel path Coriolis mass flow rate meter |
| DE3503841A1 (de) * | 1985-02-05 | 1986-08-07 | Karl Dipl.-Ing. 8060 Dachau Küppers | Massedurchflussmesser |
| DE3505166A1 (de) * | 1985-02-15 | 1986-08-21 | Danfoss A/S, Nordborg | Massendurchfluss-messgeraet nach dem coriolis-prinzip |
| US4622858A (en) * | 1985-03-25 | 1986-11-18 | The Babcock & Wilcox Company | Apparatus and method for continuously measuring mass flow |
| US4763530A (en) * | 1986-10-10 | 1988-08-16 | The Babcock & Wilcox Company | Apparatus and method for continuously measuring mass flow |
-
1987
- 1987-11-09 DE DE19873738018 patent/DE3738018A1/de active Granted
-
1988
- 1988-11-07 WO PCT/DE1988/000687 patent/WO1989004463A1/de not_active Ceased
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4200871C1 (en) * | 1992-01-15 | 1993-05-06 | Wolfgang 8045 Ismaning De Drahm | Determn. of mechanical stress conditions of measuring tubes of flow meter |
| DE19719587A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-19 | Bailey Fischer & Porter Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erkennung und Kompensation von Nullpunkteinflüssen auf Coriolis-Massedurchflußmesser |
| DE10335665A1 (de) * | 2003-08-04 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Massendurchflussmessgerät |
| DE10335665B4 (de) * | 2003-08-04 | 2005-10-27 | Siemens Ag | Massendurchflussmessgerät |
| DE102005050898A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-05-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | In-Line-Meßgerät |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3738018A1 (de) | 1989-05-24 |
| WO1989004463A1 (fr) | 1989-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10002635C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Größe eines Massendurchflußmeßgeräts | |
| EP0151638B1 (de) | Massedurchflussmesser | |
| DE102005060495B3 (de) | Massendurchflußmeßgerät | |
| EP0398103B1 (de) | Massendurchflussmessgerät | |
| DE3738018C2 (de) | ||
| DE102021105397A1 (de) | Modulares Messgerät zum Ermitteln einer Dichte eines Messmediums | |
| EP0601256B1 (de) | Massendurchflussmesser nach dem Coriolis-Prinzip | |
| EP1845346A2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Coriolis-Massendurchflußmeßgeräts | |
| WO1999051946A1 (de) | Verfahren zum massedurchfluss-messen und entsprechende aufnehmer | |
| DE102008046891A1 (de) | Messeinrichtung vom Vibrationstyp | |
| EP0547455A1 (de) | Massendurchflussmessgerät | |
| EP0842401A1 (de) | Massendurchflussmessgerät | |
| EP2464949B1 (de) | Coriolis-massendurchflussmessgerät mit optischen schwingungsaufnehmern | |
| DE102017125271A1 (de) | Massedurchflussmessgerät nach dem Coriolis-Prinzip mit mindestens zwei Messrohrpaaren | |
| WO2018114402A1 (de) | Massedurchflussmessaufnehmer nach dem coriolis-prinzip und verfahren zum bestimmen eines massedurchflusses | |
| DE19710806C2 (de) | Massendurchflußmeßgerät | |
| EP1608939A2 (de) | Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung des volumen- und/oder massenstroms eines mediums | |
| DE10356383B4 (de) | Coriolis-Massedurchflussmesser | |
| DE102017005207A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Drucks eines Fluids | |
| DE102017129036A1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Viskosität eines Mediums mittels eines Coriolis-Massedurchflussmessers und Coriolis- Massedurchflussmesser zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE4226391A1 (de) | Verfahren zur Erkennung und Korrektur einer Nullpunktdrift bei einem Coriolis-Massenstrommesser | |
| EP0871017B1 (de) | Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem Messrohr | |
| DE102009046043A1 (de) | Messwandler vom Vibrationstyp | |
| EP3458814B1 (de) | Messaufnehmer vom vibrationstyp | |
| DE102013018802A1 (de) | Kernmagentisches Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben von kernmagnetischen Durchflussmessgeräten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: LANG, MICHAEL, 7858 WEIL, DE |
|
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: MORSTADT, V., DIPL.-ING., PAT.-ASS., 7800 FREIBURG |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ENDRESS + HAUSER FLOWTEC AG, REINACH, BASEL, CH |
|
| 8330 | Complete disclaimer |