WO2019121101A1 - Verfahren zur defekterkennung der signalleitung zwischen einer messelektrode und einer mess- und/oder auswerteeinheit eines magnetisch-induktiven durchflussmessgerätes - Google Patents
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Definitions
- the present invention differentiates between defect detection and mis-measurement. While a faulty measurement only outputs a faulty measured value, the defect detection is concerned with the fact that individual electrodes of the measuring device due to a cable break, a dissolved contact or due to corrosion no electrical connection to the measuring and / or
- the measuring tube is provided with at least two measuring electrodes, wherein the
- Embodiment variant a ground electrode GND and a further electrode ERD, which often MSÜ electrode (medium pressure monitoring electrode),
- the EPD electrode monitors whether the measuring tube is completely filled during the measurement. This is preferably done by a conductivity measurement.
- the measured values and / or the state of the individual electrodes are evaluated and / or monitored by a measuring and / or evaluation unit 7.
- a cable line 4 is arranged, which transmits measuring signals to the measuring and / or evaluation unit 7.
- the measuring path between the first measuring electrode E1 and the EPD electrode has a first impedance ZEPD.EI and the measuring path between the second measuring electrode E2 and the EPD electrode has a second impedance ZEPD, E2.
- impedances are ZEI and ZE2 between the measuring electrodes E1 and E2 and the ground electrode GND and the impedance ZEPD between the EPD electrode EPD and the ground electrode GND.
- Grounding electrode GND has a third impedance ZGND.EI and the measuring path between the second measuring electrode E2 and the grounding electrode GND has a fourth impedance ZGND, E2.
- the impedance at the faulty electrode may be very large or approximately infinite in size.
- Impedance differences that are outside the predefined reference value may indicate errors due to heavy padding or asymmetric pad detection on the electrodes.
- the measurement of the voltage signal is a the measuring electrodes E1 and E2. This is unusual because the measurement signal is significantly lower than when tapped at the EPD electrode. However, a comparison of the impedances is still possible with intact signal lines. The influence of this measurement on the flow measurement is relatively low in this procedure.
- the evaluation unit 7 comprises a micro-controller.
- the signal U excitation is a square wave signal which is generated directly by the microcontroller by means of the voltage source shown in FIG.
- the voltage source is capacitively coupled to the microcontroller and has a constant impedance.
- the bandpass filter 11 then enables the generation of a sine signal from the square wave signal.
- the bandpass filter also makes it possible to dampen interference.
- the measurement is always carried out by excitation from the EPD electrode and by measuring the voltage at the measuring electrode EPD or E1 or E2, wherein the measuring signal is measured to ground. Therefore, the excitation signal is also transmitted to the ground electrode GND.
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Abstract
Ein Verfahren zur Erkennung eines Defektes einer Signalleitung (4) einer ersten Messelektrode (E1 oder E2) eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes (1) und einer Mess- und/oder Auswerteeinheit (7) des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes (1), wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät (1) zumindest die Mess- und/oder Auswerteeinheit (7), sowie ein Messrohr (2) mit zumindest zwei Messelektroden (E1, E2) umfassend die erste Messelektrode (E1 oder E2) einer dritten Elektrode (EPD), welche als die EPD-Elektrode definiert ist, zur Erkennung des Befüllungszustandes des Messrohres (2), sowie einer Erdungselektrode (GND), wobei das Verfahren zur Defekterkennung die folgenden Schritte aufweist: a Bereitstellen eines Anregungs-Spannungssignals an der EPD-Elektrode (EPD); b Abgriff eines ersten Messsignals gegen Masse an der ersten Messelektrode (E1); c Abgriff eines zweiten Messsignals gegen Masse an der zweiten Messelektrode (E2); und d Vergleich der beiden Messsignale zur Erkennung des Defekts der Signalleitung (4), sowie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.
Description
Verfahren zur Defekterkennung der Signalleitung zwischen einer Messelektrode und einer Mess- und/oder Auswerteeinheit eines magnetischinduktiven Durchflussmessgerätes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Defekterkennung der
Signalleitung zwischen einer Messelektrode und einer Mess- und/oder
Auswerteeinheit eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes sowie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Impedanzmessverfahren und deren -auswertung im Bereich der magnetisch-induktiven Durchflussmessung bekannt. Relevant in diesem Zusammenhang sind u.a. die EP 2 245 430 A2 und die DE 10 2006 033 112 A1 . Üblicherweise werden die Impedanzmessungen genutzt um den Füllstand zu bestimmen oder ggf. um eine Belags- oder Korrosionsdetektion der Messelektroden durchzuführen.
Es kann im Lebenszyklus eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes in der Prozessmesstechnik allerdings Vorkommen, dass einzelne Sensorbauteile ausfallen. Während Überprüfungsfunktionen und Überwachungsfunktionalitäten für
Magnetsysteme oder auch für die Verbindung zwischen Magnetsystem und
Transmitter bereits bekannt sind, wird eine Defektüberwachung der Signalleitung zwischen einzelnen Elektroden, insbesondere den Messelektroden, und dem
Transmitter auf einen Defekt bisher nur sehr begrenzt durchgeführt.
Aus diesem Kontext ist allerdings die GB 2 333 161. Dieses Dokument beschreibt eine Kabelbrucherkennung auf Basis einer kapazitiven Messung. Dabei wird von einem Stromerzeuger ein Signal erzeugt, welches sich durch eine Spannungsrampe auszeichnet.
Weiterhin bekannt ist die gattungsgemäße WO 2016/102 193 A1 bekannt. In der praktischen Umsetzung dieser Variante wurde mit einer AC-Spannung erregt aber die Erregung wird auf allen Elektroden durchgeführt, wobei bekanntlich an den Messelektroden E1 und E1 auch das Durchflussmesssignal abgegriffen wird. Dieser Abgriff ist allerdings gestört, weil die Messelektroden selbst eine DC Spannung tragen, welche nicht Null ist.
Die vorliegende Erfindung setzt daher bei der Aufgabe an, einen Defekt der
Signalleitung zwischen einer Messelektrode und einer Mess- und/oder
Auswerteeinheit in einem magnetisch-induktiven Messgerät zu erkennen, wobei
dieses Erkennungs- bzw. Überwachungsprogramm jedoch die Durchflussmessung in geringerem Maße stört als dies bisher der Fall ist.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch das Bereitstellen eines
Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein magnetisch- induktives Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Die vorliegende Erfindung differenziert zwischen einer Defekterkennung und einer Fehlmessung. Während eine Fehlmessung lediglich einen fehlerhaften Messwert ausgibt, geht es bei der Defekterkennung darum, dass einzelne Elektroden des Messgerätes aufgrund eines Kabel bruchs, einer gelösten Kontaktierung oder aufgrund einer Korrosion keine elektrische Verbindung zur Mess- und/oder
Auswerteeinheit des Messgerätes aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Erkennung eines Defektes einer
Signalleitung zwischen einer ersten Messelektrode eines magnetisch-induktiven Durchfluss-messgerätes und einer Mess-und/oder Auswerteeinheit des magnetisch- induktiven Durchflussmessgerätes. Insofern handelt es sich bei dem Verfahren um ein Überwachungsverfahren welches kontinuierlich oder auch mit zeitlichen
Unterbrechungen durchgeführt werden kann. In letzteren Fall kann das Verfahren intermittierend mit einem Verfahren zur Ermittlung des Befüllungszustandes erfolgen.
Ein Befüllungszustand ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Zustand wie„voll befüllt“ und„teilbefüllt oder leer“. Eine genaue Füllstandsangabe des Messrohres eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts ist im Kontext der vorliegenden Erfindung nicht zwingend für die Ermittlung eines
Befüllungszustandes sondern es geht lediglich um die Information ob das Rohr zu einem Messzeitraum voll befüllt ist.
Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät weist in an sich bekannter Weise zumindest die vorgenannte Mess- und/oder Auswerteeinheit sowie ein Messrohr auf.
Das Messrohr ist mit zumindest zwei Messelektroden versehen, wobei die
vorgenannte Messelektrode eine dieser beiden Messelektroden ist. Die
Messelektroden dienen dem Abgriff einer Messspannung zur Ermittlung des
Durchflusses. Sie stehen sich typischerweise, jedoch nicht zwingend, diametral am Messrohr gegenüber.
In Einbaulage vorzugsweise am höchsten Punkt und vorzugsweise um 90 ° gegenüber den Messelektroden am Innenumfang des Messrohres versetzt ist eine
dritte Elektrode angeordnet. Diese dritte Elektrode wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als die EPD-Elektrode definiert. Sie dient der Erkennung des
Befüllungszustandes des Messrohres. EPD-Elektroden sind an sich ebenfalls u.a. aus Patentanmeldungen der Anmelderin bekannt.
Weiterhin erfindungsgemäß ist eine Erdungselektrode, auch Ground-Elektrode genannt, am Messrohr vorgesehen. Durch die Erdungselektrode wird eine
Messwertbestimmung gegen Erdung bzw. Masse ermöglicht. Typischerweise, jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht zwingend, ist die Erdungselektrode in Einbaulage im unteren Bereich des Messrohres angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Defekterkennung weist die folgenden Schritte auf: a Bereitstellen eines Anregungs-Spannungssignals an der EPD-Elektrode
Bei dem Anregungssignal handelt es sich, anders als in der GB 2 333 161 A1 um kein Anregungs-Stromsignal unter Erzeugung einer Spannungsrampe, sondern um ein Anregungs-Spannungssignal. Dieses Anregungsspannungssignal ist
vorzugsweise ein Rechteck-Spannungssignal, welches vorzugsweise durch eine Spannungsquelle erzeugt wird. Die Vorgabe des Rechtecksignals erfolgt durch einen Micro-Controller der Mess- und/oder Auswerteeinheit. Die Spannungsquelle erzeugt ein Rechtecksignal mit einem festen Spannungswert. Das Anregungs- Spannungssignal wird durch das im Messrohr befindliche Medium geleitet. b Abgriff eines ersten Messsignals gegen Masse an der ersten Messelektrode;
An der ersten Messelektrode erfolgt ein Abgriff eines aus dem Anregungs- Spannungssignal generierten ersten Messsignals gegen Masse bzw. Erdung an der ersten Messelektrode. Die Messung zwischen der Erdungselektrode und der EPD- Elektrode kann dabei als Referenz gegenüber der Messung an den beiden
Messelektroden genutzt werden. c Abgriff eines zweiten Messsignals gegen Masse an der zweiten Messelektrode;
Analog und insbesondere auch zeitgleich kann an der zweiten Messelektrode ein zweites Messsignal abgegriffen werden. d Vergleich der beiden Messsignale zur Erkennung des Defekts der Signalleitung
Schließlich kann durch Vergleich der beiden Messsignale, z.B. durch Quotienten- oder Differenzbildung und Abgleich mit einem Sollwert ein Defekt der Signalleitung, z.B. ein Kabelbruch oder ein Kabelabriss, erkannt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Das Rechteck-Spannungssignal weist vorzugsweise eine konstante Amplitude bzw. einen konstanten Spannungswert auf. Das Rechtecksignal kann also einen ersten Spannungswert z.B. Null und einen zweiten Spannungswert z.B. 250 mV aufweisen, wobei der zweite Spannungswert als der der vorgenannte konstante Spannungswert zu verstehen ist.
Das Anregungs-Spannungssignal an der EPD-Elektrode ist bevorzugt als ein AC- Signal ausgebildet. Während ein DC-Signal für Störungen bei der Durchfluss- messung sorgt, treten diese Störungen im AC-Betrieb der Messung nicht oder nur in sehr geringem Maße auf.
In Schritt d) kann aus den beiden Messsignalen ein Vergleichswert ermittelt werden, welcher mit einem Sollwert verglichen wird, wobei bei Über- oder Unterschreiten des Sollwerts ein Kabelbruch bzw. ein Defekt der Signalleitung angezeigt wird.
Zusätzlich kann ein Defekt der Erdungselektrode erkannt werden, sofern sowohl das erste als auch das zweite Messsignal als auch ein drittes Messsignal, dessen Abgriff gegen Masse an der EPD-Elektrode erfolgt, einen zweiten Sollwert z.B. eine hohe Spannung von 1 Volt überschreiten. Anders als das Signal zum Vergleich eines Defekts der Signalleitung der Messelektroden, welche durch Vergleich der Messung der beiden Messelektroden erfolgt, kann ein Defekt der Signalleitung der
Erdungselektrode gegenüber einem Absolutwert, also dem Sollwert, detektiert werden.
Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät kann vorteilhaft einen Bandpassfilter zur Signalwandlung des Rechtecksignals in ein DC-Signal mit entsprechenden Amplituden autweist, welcher zwischen dem oder den Messelektroden und der Mess- und/oder Auswerteeinheit angeordnet ist.
Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät kann zudem einen Bandpassfilter, vorzugsweise den vorgenannten Bandpassfilter autweisen, welcher zwischen der EPD-Elektrode und der Mess- und/oder Auswerteeinheit angeordnet ist. Ein
entsprechender Spannungsteiler für die Leitung des Anregungssignals und das Messsignals kann zudem vorgesehen sein.
Ein erfindungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät umfasst ein Messrohr mit zumindest zwei Messelektroden, einer dritten Elektrode, zur Erkennung des Befüllungszustandes des Messrohres und mit einer Erdungselektrode, wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät zumindest eine Mess- und/oder
Auswerteeinheit umfasst, welche ausgebildet ist zur Durchführung des vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein erfindungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät kann vorteilhaft einen ersten Betriebsmodus aufweisen, in welchem das vorgenannte Verfahren durchgeführt wird und einen zweiten Betriebsmodus in welchem der Befüllungsgrad durch die EPD-Elektrode ermittelt wird.
Zwischen den beiden Betriebsmodi kann gewechselt werden, beispielsweise in periodischen Abständen, welche durch die Mess- und/oder Auswerteeinheit festgelegt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren mittels eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild mit Impedanzen zwischen einzelnen Elektroden;
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild bezüglich des Schaltplans zum Betrieb der Leerrohrdetektions-Elektrode;
Das Messprinzip eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ist
grundsätzlich bekannt. Gemäß dem Faraday'schen Induktionsgesetz wird in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, eine Spannung induziert. Beim magnetisch-induktiven Messprinzip entspricht das fließende Messmedium dem bewegten Leiter.
Ein gattungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ist in der WO 2016/102193 A1 dargestellt, auf welche hinsichtlich des Aufbau s eines magnetisch- induktiven Durchflussmessgeräts vollumfänglich Bezug genommen wird.
Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung zeigt eine stark vereinfachte Darstellung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes 1 mit einem Messrohr 2 und
Magnetfeld-erzeugenden Spulen 3 bzw. MS, welche über eine Mess- und/oder Auswerteeinheit betrieben werden.
An einem Messrohr 2 dieses magnetisch induktiven zwei sich diametral
gegenüberstehende Messelektroden E1 , E2 vorgesehen, welche bei einer
Anordnung aus zwei Feldspulen 3 vorzugsweise um 90° versetzt zu den Feldspulen 3 am Messrohr 2 angeordnet sind. Die Messelektroden E1 , E2 greifen die beim Durchfließen des Messstoffes bzw. Messmediums erzeugte Spannung ab. Die induzierte Spannung verhält sich proportional zur Durchflussgeschwindigkeit und damit zum Volumendurchfluss. Das durch die Feldspulen 3 aufgebaute Magnetfeld wird vorzugsweise durch einen getakteten Gleichstrom wechselnder Polarität erzeugt. Dies gewährleistet einen stabilen Nullpunkt und macht die Messung unempfindlich gegenüber Einflüssen durch Mehrphasenstoffe, Inhomogenitäten in der Flüssigkeit oder geringer Leitfähigkeit.
Zusätzlich zu den beiden Messelektroden E1 , E2 weist das erfindungsgemäße magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 1 in der dargestellten
Ausführungsvariante eine Erdungselektrode GND und eine weitere Elektrode ERD auf, welche oftmals MSÜ-Elektrode (Messstoffüberwächungselektrode),
Füllstandsüberwachungselektrode oder EPD-Elektrode (Empty Pipe Detektion Electrode) genannt wird.
Beide Elektroden an sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Die EPD-Elektrode überwacht dabei, ob das Messrohr während der Messung vollständig gefüllt ist. Die erfolgt vorzugsweise durch eine Leitfähigkeitsmessung.
Die Messwerte und/oder der Zustand der einzelnen Elektroden werden von einer Mess- und/oder Auswerteeinheit 7 ausgewertet und/oder überwacht. Zwischen der Mess- und/oder Auswerteeinheit 7 und den Messelektroden E1 , E2, der EPD- Elektrode EPD und der Erdungselektrode GND ist jeweils eine Kabelleitung 4 angeordnet, welche Messsignale zur Mess- und/oder Auswerteeinheit 7 übermittelt In Fig. 1 sind die Messstrecken zwischen den Messelektroden E1 und E2 und der EPD-Elektrode dargestellt. Dabei weist die Messstrecke zwischen der ersten Messelektrode E1 und der EPD-Elektrode eine erste Impedanz ZEPD.EI auf und die Messstrecke zwischen der zweiten Messelektrode E2 und der EPD-Elektrode weist eine zweite Impedanz ZEPD,E2 auf.
Weitere Impedanzen sind ZEI und ZE2 zwischen den Messelektroden E1 und E2 und
der Erdungselektrode GND, sowie die Impedanz ZEPD zwischen der EPD-Elektrode EPD und der Erdungselektrode GND.
Dabei weist die Messstrecke zwischen der ersten Messelektrode E1 und der
Erdungselektrode GND weist eine dritte Impedanz ZGND.EI auf und die Messstrecke zwischen der zweiten Messelektrode E2 und der Erdungselektrode GND weist eine vierte Impedanz ZGND,E2 auf.
Weiterhin die Messstrecke zwischen der Erdungselektrode GND und der EPD- Elektrode eine fünfte Impedanz ZGND, EPD auf und die Messstrecke zwischen den zweite Messelektrode E1 und E2 weist eine sechste Impedanz ZEI ,E2 auf.
Nach dem neuen Verfahren werden AC-Rechteckspannungen an EPD-Elektrode angelegt um die Impedanzen entlang der Messstrecke zu ermitteln. Die Messung und somit der Abgriff des Messsignals findet an der EPD-Elektrode und an den Messelektroden, vorzugsweise seriell statt.
Es wird somit nach folgendem Schema vorgegangen
a) An der EPD-Elektrode anregen und gleichzeitig Signalabgriff an der EPD-Elektrode messen
b) an der EPD-Elektrode an regen und an der Messelektroden E1 messen. c) an der EPD-Elektrode anregen und an der Messelektrode E2 messen.
Einige vorgenannten Messstrecken sind gleich groß sind und die Elektrodentypen ebenfalls gleich ausgestaltet daher ergibt das Verhältnis der Impedanzen ZEPD.EI und ZEPD,E2 im Idealfall den Wert 1 ,0. Oftmals beeinflussen im Realfall jedoch Beläge auf den Elektroden, Strömungsstörungen und dergleichen das Verhältnis.
Bei einem Kabelbruch kann die Impedanz an der fehlerhaften Elektrode allerdings sehr groß sein oder näherungsweise unendlich groß sein. Kleinere
Impedanzunterschiede, welche außerhalb des vordefinierten Referenzwertes liegen, können auf Fehler durch starken Belag oder eine asymmetrische Belagserkennung auf den Elektroden hinweisen. Da somit bei einem Kabelbruch einer der
vorgenannten Elektrode die Impedanz gegen unendlich tendiert, werden auch hohe Grenzwerte für ein Impedanz-Verhältnis problemlos überschritten. Wenn die
Impedanzen daher nicht im für den Sensor typischen Sollwertbereich zueinander befinden liegt ein Kabelbruch vor. Das Prinzip lässt sich auch anwenden, falls die Abstände B und C nicht gleich sind.
Als Kabelbruch ist im Rahmen der Erfindung auch ein Kabelabriss, z.B. an der Lötstrecke zur entsprechenden Elektrode, zu verstehen.
Zusätzlich kann auch ein Vergleich der Impedanzen zwischen der Erdungs- und der EPD-Elektrode gegenüber der Impedanz der Messelekroden E1 und E2 erfolgen. Um auch an dieser Stelle ein Kabelbruch durch einen Vergleich zu detektieren
Weiter kann analog zur WO 2016/102193 A1 ein Vergleich der Messstrecken der E1 mit der Erdungselektrode und ein Vergleich der Messstrecke der E2 mit der
Erdungselektrode erfolgen.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Schaltung zum Betrieb der EPD-Elektrode im erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät 1 . Man erkennt eine Spannungsquelle 10 und deren Impedanz Zquekke, ein Ausgangssignal U Anregung, die Impedanz des
Mediums ZMedium im Messrohr 2 und ein Messsignal UMess welches durch einen Bandpassfilter 1 1 bearbeitet wird.
Dabei erfolgt die Impedanzmessung an der EPD-Elektrode durch Messung der Amplitude im AC-Bereich. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung wird vollständig AC- betrieben. DC-Störungen werden dadurch vorteilhaft vermieden. Die in Fig. 2 dargestellten Impedanzen sind ebenfalls AC-mäßig zu betrachten. Es gilt
Zmedium — Zquelle ( 1 UAnregung/ÖMess)
Es erfolgt ein Anlegen eines Signals U Anregung als Anregungs-Spannungssignal in Form eines Rechtecksignals an der EPD-Elektrode und eine Messung eines
Spannungssignals UMess unter Berücksichtigung der Eigenimpedanz der
Spannungsquelle Zquelle-
Die Messung des Spannungssignals erfolgt a den Messelektroden E1 und E2. Dies ist ungewöhnlich, da das Messsignal deutlich geringer als beim Abgriff an der EPD- Elektrode ist Allerdings ist ein Vergleich der Impedanzen bei intakten Signalleitungen trotzdem möglich. Der Einfluss dieser Messung auf die Durchflussmessung ist bei dieser Vorgehensweise relativ gering.
Die Auswerteeinheit 7 umfasst dabei einen Mikro-Controller. Das Signal U Anregung ist ein Rechtecksignal welches direkt durch den Mikrokontrollers mittels der in Fig. 2 dargestellten Spannungsquelle generiert wird. Die Spannungsquelle ist kapazitiv mit dem Mikrocontroller gekoppelt und weist eine konstante Impedanz auf.
Der Bandpassfilter 11 ermöglicht sodann die Erzeugung eines Sinussignals aus dem Rechtecksignal. Der Bandpassfilter ermöglicht zudem auch Störungen zu dämpfen. Diese Störungen können durch verschiedene chemische oder mechanische
Reaktionen an Medium oder Rohr erscheinen.
Die Ermittlung eines Kabelbruchs und die Überwachung der Messfunktion der EPD- Elektrode kann somit durch Direktmessung der Ampitude und/oder der
Amplitudenverteilung des Rechtecksignals erfolgen und durch Auswertung dieses Rechtecksignals.
Die Messung erfolgt stets durch Anregung von der EPD-Elektrode und durch Messung der Spannung an der Messelektrode EPD oder E1 oder E2, wobei das Messsignal gegen Masse gemessen wird. Daher wird das Anregungssignal auch an die Erdungselektrode GND übermittelt. Ein rapides Ansteigen aller drei Messignale, die beiden Messelektroden E1 und E2 und der EPD-Elektrode abgegriffen werden, deutet auf eine Unterbrechung der Signalleitung 5 zur Erdungselektrode hin.
Bezugszeichen
1 magnetisch induktives Durchflussmessgerat
2 Messrohr
3 Feldspule
4 Signalleitung bzw. Kabelleitung
5 Signalleitung
7 Mess- und/oder Auswerteeinheit
11 Bandpassfilter
E1 Messelektrode
E2 Messelektrode
GND Erdungselektrode
EPD Füllstandsüberwachungselektrode
Claims
1. Verfahren zur Erkennung eines Defektes einer Signalleitung (4) einer ersten Messelektrode (E1 oder E2) eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes (1 ) und einer Mess-und/oder Auswerteeinheit (7) des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes (1 ), wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät (1 ) zumindest die Mess- und/oder Auswerteeinheit (7), sowie ein Messrohr (2) mit zumindest zwei Messelektroden (E1 , E2) umfassend die erste Messelektrode (E1 oder E2) einer dritten Elektrode (EPD), welche als die EPD-Elektrode definiert ist, zur Erkennung des Befüllungszustandes des Messrohres (2), sowie einer Erdungselektrode (GND), wobei das Verfahren zur Defekterkennung die folgenden Schritte aufweist:
a Bereitstellen eines Anregungs-Spannungssignals (UAnregung) an der EPD-Elektrode (EPD)
b Abgriff eines ersten Messsignals gegen Masse an der ersten Messelektrode (E1 );
c Abgriff eines zweiten Messsignals gegen Masse an der zweiten Messelektrode (E2); und
d Vergleich der beiden Messsignale zur Erkennung des Defekts der Signalleitung (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Anregungs-Spannungssignal (UAnregung) ein Rechteck-Spannungssignal ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anregungs-Spannungssignal (UAnregung) durch eine
Spannungsquelle (ZqUeiie) bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Rechteck-Spannungssignal eine konstante Amplitude aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Anregungs-Spannungssignal (UAnregung) an der EPD-Elektrode (EPD) als ein AC-Signal ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in Schritt d) aus den beiden Messsignalen ein Vergleichswert ermittelt wird, welcher mit einem Sollwert verglichen wird, wobei bei Über- oder Unterschreiten des Sollwerts ein Kabelbruch angezeigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Defekt der Signalleitung (5) an der Erdungselektrode (GND) erkannt wird, sofern sowohl das erste als auch das zweite Messsignal und besonders bevorzugt auch ein drittes Messsignal, dessen Abgriff gegen Masse an der EPD-Elektrode erfolgt, einen zweiten Sollwert überschreiten.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät (1 ) einen Bandpassfilter (11 ) aufweist, welcher zwischen dem oder den Messelektroden (E1 , E2) und der Mess- und/oder Auswerteeinheit (7) angeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät (1 ) einen Bandpassfilter (11 ) autweist, welcher zwischen der EPD- Elektrode (EPD) und der Mess- und/oder Auswerteeinheit (7) angeordnet ist.
10. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät (1 ) umfassend ein
Messrohr (2) mit zumindest zwei Messelektroden (E1 , E2), einer dritten Elektrode (EPD), zur Erkennung des Befüllungszustandes des Messrohres (2) und mit einer Erdungselektrode (GND), wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät (1 ) zumindest eine Mess- und/oder Auswerteeinheit (7) umfasst, welche ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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|---|---|
| DE (1) | DE102017130720A1 (de) |
| WO (1) | WO2019121101A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114166294A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-11 | 克洛纳测量技术有限公司 | 磁感应式流量计和用于磁感应式流量计的功能监控的方法 |
| DE102022134026A1 (de) | 2022-12-20 | 2024-06-20 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022107279B4 (de) | 2022-03-28 | 2023-12-28 | Krohne Messtechnik Gmbh | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines solchen |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2333161A (en) | 1997-12-24 | 1999-07-14 | Abb Kent Taylor Ltd | Electrode integrity checking |
| DE102006033112A1 (de) | 2006-07-18 | 2008-01-31 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Durchflussmessgerätes |
| DE102007014469A1 (de) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur vorausschauenden Wartung und/oder Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit bei einem magnetischinduktiven Durchflussmessgerät |
| DE102008005258A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Abb Ag | Verfahren zum Betrieb einer Durchflussmesseinrichtung, sowie eine Durchflussmesseinrichtung selbst |
| DE102014119453A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur Defekterkennung der Signalleitung zwischen einer Elektrode und einer Mess- und/oder Auswerteeinheit eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes |
| WO2017025314A1 (de) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives durchflussmessgerät und verfahren zur ermittlung des vorliegens eines vollausgebildeten rotationssymmetrischen strömungsprofils |
-
2017
- 2017-12-20 DE DE102017130720.6A patent/DE102017130720A1/de active Pending
-
2018
- 2018-12-10 WO PCT/EP2018/084163 patent/WO2019121101A1/de not_active Ceased
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2333161A (en) | 1997-12-24 | 1999-07-14 | Abb Kent Taylor Ltd | Electrode integrity checking |
| DE102006033112A1 (de) | 2006-07-18 | 2008-01-31 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Durchflussmessgerätes |
| DE102007014469A1 (de) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur vorausschauenden Wartung und/oder Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit bei einem magnetischinduktiven Durchflussmessgerät |
| EP2245430A2 (de) | 2007-03-22 | 2010-11-03 | Endress+Hauser Flowtec AG | Verfahren zur vorausschauenden wartung und/oder verfahren zur bestimmung der elektrischen leitfähigkeit bei einem magnetisch-induktiven durchflussmessgerät |
| DE102008005258A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Abb Ag | Verfahren zum Betrieb einer Durchflussmesseinrichtung, sowie eine Durchflussmesseinrichtung selbst |
| DE102014119453A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur Defekterkennung der Signalleitung zwischen einer Elektrode und einer Mess- und/oder Auswerteeinheit eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes |
| WO2016102193A1 (de) | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur defekterkennung der signalleitung zwischen einer elektrode und einer mess- und/oder auswerteeinheit eines magnetisch-induktiven durchflussmessgerätes |
| WO2017025314A1 (de) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives durchflussmessgerät und verfahren zur ermittlung des vorliegens eines vollausgebildeten rotationssymmetrischen strömungsprofils |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114166294A (zh) * | 2020-09-09 | 2022-03-11 | 克洛纳测量技术有限公司 | 磁感应式流量计和用于磁感应式流量计的功能监控的方法 |
| CN114166294B (zh) * | 2020-09-09 | 2025-12-23 | 克洛纳测量技术有限公司 | 磁感应式流量计和用于磁感应式流量计的功能监控的方法 |
| DE102022134026A1 (de) | 2022-12-20 | 2024-06-20 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| WO2024132775A1 (de) | 2022-12-20 | 2024-06-27 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102017130720A1 (de) | 2019-06-27 |
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