DE102019209353B4 - Diaphragm seal system with monitoring function - Google Patents

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Abstract

Druckmittlersystem (10) zum Ermitteln eines Druckes eines Mediums, das Druckmittlersystem (10) aufweisend:eine Druckmesszelle (12) zur Ausgabe eines Drucksignals, welches proportional zu einem an der Druckmesszelle (12) anliegenden Druck ist;einen Druckmittler (20) mit einem Hydraulikkanal (22) und einer Prozessmembran (28), wobei sich der Hydraulikkanal (22) zwischen der Druckmesszelle (12) und der Prozessmembran (28) erstreckt und dazu ausgebildet ist, ein Füllmedium (24) zu bevorraten, so dass ein auf die Prozessmembran (28) wirkender Prozessdruck des Mediums über das Füllmedium (24) zumindest teilweise auf die Druckmesszelle (12) übertagbar ist;wenigstens ein Schwingelement (30), welches mit der Prozessmembran (28) gekoppelt ist und welches dazu ausgeführt ist, die Prozessmembran (28) zu wenigstens einer Schwingung anzuregen, ein Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran (28) zu detektieren und ein mit dem Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal zu erzeugen; undeine Steuereinheit (16), welche mit dem Schwingelement (30) gekoppelt ist und welche dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Abklingsignal eine Veränderung des Druckmittlersystems (10) zu ermitteln.Pressure transmitter system (10) for determining a pressure of a medium, the pressure transmitter system (10) having:a pressure measuring cell (12) for outputting a pressure signal which is proportional to a pressure present at the pressure measuring cell (12);a pressure transmitter (20) with a hydraulic channel (22) and a process diaphragm (28), the hydraulic channel (22) extending between the pressure measuring cell (12) and the process diaphragm (28) and being designed to store a filling medium (24), so that a pressure on the process diaphragm ( 28) the effective process pressure of the medium can be transmitted at least partially to the pressure measuring cell (12) via the filling medium (24); at least one oscillating element (30) which is coupled to the process diaphragm (28) and which is designed to move the process diaphragm (28) to stimulate at least one vibration, to detect a decay behavior of the at least one vibration of the process membrane (28) and to generate a decay signal correlating with the decay behavior; anda control unit (16) which is coupled to the oscillating element (30) and which is set up to determine a change in the pressure transmitter system (10) based on the decay signal.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Sensorik, insbesondere in der Prozessautomation und/oder Prozessindustrie. Im Speziellen betrifft die Erfindung ein Druckmittlersystem zur Ermittlung eines Druckes eines Mediums mit integrierter Überwachungsfunktion, etwa zur Überwachung und/oder Überprüfung einer Funktionstüchtigkeit des Druckmittlersystems. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln einer Veränderung eines solchen Druckmittlersystems.The invention generally relates to the field of sensor technology, in particular in process automation and/or the process industry. In particular, the invention relates to a pressure transmitter system for determining a pressure of a medium with an integrated monitoring function, for example for monitoring and/or checking the functionality of the pressure transmitter system. Furthermore, the invention relates to a method for determining a change in such a pressure transmitter system.

Technologischer HintergrundTechnological background

Zur Bestimmung eines Drucks eines Mediums, beispielsweise eines Mediums in einem Behälter, werden häufig Druckmittlersysteme eingesetzt, welche in der Regel einen Druckmessumformer und/oder eine Druckmesszelle aufweisen, welche mechanisch vom eigentlichen Prozess und/oder von dem zu vermessenden Medium entkoppelt ist. Hierzu verfügen Druckmittlersysteme über eine Prozessmembran, welche mit einer Seite dem Medium zugewandt sein kann. Die Prozessmembran kann ferner hydraulisch mit der Druckmesszelle gekoppelt sein, so dass ein von dem Medium auf die Prozessmembran ausgeübter Prozessdruck hydraulisch an die Druckmesszelle zumindest teilweise übertragen werden kann. Basierend auf dem an der Druckmesszelle anliegenden Druck kann so ein Drucksignal und/oder ein Messsignal erzeugt und/oder ausgegeben werden, welches proportional zum an der Druckmesszelle anliegenden Druck und/oder proportional zum an der Prozessmembran anliegenden Prozessdruck, d.h. dem Druck des Mediums, sein kann. Basierend auf dem Drucksignal und/oder dem Messsignal kann ferner ein Füllstand des Mediums in dem Behälter ermittelt werden.To determine the pressure of a medium, for example a medium in a container, diaphragm seal systems are often used, which usually have a pressure transducer and/or a pressure measuring cell that is mechanically decoupled from the actual process and/or from the medium to be measured. For this purpose, diaphragm seal systems have a process diaphragm, one side of which can face the medium. The process diaphragm can also be hydraulically coupled to the pressure measuring cell, so that a process pressure exerted by the medium on the process diaphragm can be at least partially transmitted hydraulically to the pressure measuring cell. Based on the pressure present at the pressure measuring cell, a pressure signal and/or a measurement signal can be generated and/or output which is proportional to the pressure present at the pressure measuring cell and/or proportional to the process pressure present at the process diaphragm, i.e. the pressure of the medium can. A fill level of the medium in the container can also be determined based on the pressure signal and/or the measurement signal.

Druckmittlersysteme kommen in der Prozessmesstechnik beispielsweise bei Druckmessungen an chemisch aggressiven Medien zum Einsatz, welche Materialien herkömmlicher Drucksensoren angreifen können. Eine hohe chemische Beständigkeit kann bei Druckmittlersystemen etwa durch Verwendung von legiertem Edelstahl, zum Beispiel für die Prozessmembran, bereitgestellt sein. Auch bei hohen Temperaturen des zu vermessenden Mediums kommen Druckmittlersysteme zum Einsatz, da diese eine erhöhte Temperaturbeständigkeit aufweisen können, da die Druckmesszelle nicht unmittelbar den Temperaturen des Mediums ausgesetzt ist.Diaphragm seal systems are used in process measurement technology, for example for pressure measurements on chemically aggressive media, which can attack the materials of conventional pressure sensors. A high level of chemical resistance can be provided in diaphragm seal systems by using alloyed stainless steel, for example for the process diaphragm. Diaphragm seal systems are also used at high temperatures of the medium to be measured, as these can have increased temperature resistance, since the pressure measuring cell is not directly exposed to the temperatures of the medium.

DE 10 2005 055 285 A1 beschreibt einen Druckmessumformer. Der Druckmessumformer umfasst eine Druckmesszelle zur Ausgabe eines druckabhängigen Signals, eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung des druckabhängigen Signals, und einen Druckmittler mit einer flexiblen Trennmembran. Die Trennmembran verschließt einen mit einem Übertragungsmedium gefüllten hydraulischen Pfad druckdicht. Der hydraulische Pfad erstreckt sich von der Trennmembran bis zu der Druckmesszelle erstreckt, um den an der Trennmembran anstehenden Druck zu der Druckmesszelle zu übertragen. Der Druckmessumformer weist weiterhin einen hydraulischen Erreger, welcher mit dem hydraulischen Pfad kommuniziert und geeignet ist, dem hydraulischen Pfad Druckschwankungen aufzuprägen, und eine Erregerschaltung zum Treiben des hydraulischen Erregers auf. DE 10 2005 055 285 A1 describes a pressure transmitter. The pressure transmitter includes a pressure measuring cell for outputting a pressure-dependent signal, an electronic circuit for processing the pressure-dependent signal, and a diaphragm seal with a flexible separating membrane. The separating membrane closes a hydraulic path filled with a transmission medium in a pressure-tight manner. The hydraulic path extends from the separating membrane to the pressure measuring cell in order to transmit the pressure present at the separating membrane to the pressure measuring cell. The pressure transducer also has a hydraulic exciter, which communicates with the hydraulic path and is suitable for impressing pressure fluctuations on the hydraulic path, and an exciter circuit for driving the hydraulic exciter.

DE 10 2007 016 792 A1 offenbart eine Messzelle, insbesondere für Drucksensoren, zur messtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Messzelle angrenzenden Mediums, mit einer elastischen Membran. Eine Seite der Membran steht zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt und die andere Seite der Membran ist von dem Medium abgewandt. Die Membran ist über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar. Von der Membran ist bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar. DE 10 2007 016 792 A1 discloses a measuring cell, in particular for pressure sensors, for the metrological detection of at least one physical variable of a medium adjacent to the measuring cell, with an elastic membrane. One side of the membrane is at least partially in contact with the medium and the other side of the membrane faces away from the medium. The membrane can be mechanically deflected via an activatable deflection means. At least one mechanical impulse can be transmitted from the membrane to the medium when the deflection means is activated.

DE 10 2007 046 016 A1 offenbart ein Gasdrucksensor für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Membran zur Gasdruckmessung. Der Gasdrucksensor weist eine Prüfschaltung auf, die die wenigstens eine Membran mittels wenigstens eines Magnetfelds zu einer Auslenkung veranlasst und ein Messsignal infolge dieser Auslenkung auswertet. Die Prüfschaltung gibt ein Signal in Abhängigkeit von der Auswertung aus, wobei dieses Signal eine Funktionstüchtigkeit der wenigstens einen Membran anzeigt. DE 10 2007 046 016 A1 discloses a gas pressure sensor for a motor vehicle with at least one membrane for gas pressure measurement. The gas pressure sensor has a test circuit that causes the at least one membrane to deflect by means of at least one magnetic field and evaluates a measurement signal as a result of this deflection. The test circuit emits a signal as a function of the evaluation, this signal indicating that the at least one membrane is functional.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise ein verbessertes Druckmittlersystem zum Ermitteln eines Drucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums in einem Behälter bereitgestellt werden. Der Druck des Mediums ist nachfolgend auch als Prozessdruck bezeichnet.With embodiments of the invention, an improved pressure transmitter system for determining a pressure, a fill level and/or a limit level of a medium in a container can be provided in an advantageous manner. The pressure of the medium is also referred to below as the process pressure.

Dies wird insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This is made possible in particular by the subject matter of the independent patent claims. Further developments of the invention result from the dependent claims and the following description.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Druckmittlersystem zum Ermitteln eines Drucks, eines Prozessdrucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums. Das Medium kann flüssig, gasförmig, fluid und/oder ein Feststoff sein. Beispielsweise kann das Medium in einem Behälter, einem Container, einer Leitung, einer Rohleitung und/oder einem beliebigen anderen Behältnis bevorratet sein. Das Druckmittlersystem weist eine Druckmesszelle, auch Druckmessumformer genannt, zur Ausgabe eines Drucksignals auf, welches proportional zu einem an der Druckmesszelle anliegenden Druck ist. Die Druckmesszelle kann beispielsweise eine keramische oder eine metallische Membran aufweisen, über deren Auslenkung der anliegende Druck bestimmt werden kann. Ferner weist das Druckmittlersystem einen Druckmittler mit einem Hydraulikkanal und einer Prozessmembran auf, wobei sich der Hydraulikkanal zwischen der Druckmesszelle und der Prozessmembran erstreckt und dazu ausgebildet ist, ein Füllmedium zu bevorraten, so dass ein auf die Prozessmembran wirkender Prozessdruck des Mediums über das Füllmedium zumindest teilweise auf die Druckmesszelle übertagbar ist. Das Füllmedium kann hierbei mit einem Druck und/oder Vordruck beaufschlagt sein. Des Weiteren weist das Druckmittlersystem wenigstens ein Schwingelement auf, welches mit der Prozessmembran gekoppelt ist und welches dazu ausgeführt ist, die Prozessmembran zu wenigstens einer Schwingung anzuregen, ein Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran zu detektieren und ein mit dem Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal zu erzeugen. Ferner verfügt das Druckmittlersystem über eine Steuereinheit, welche mit dem Schwingelement gekoppelt ist und welche dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Abklingsignal eine Veränderung (und/oder Änderung) des Druckmittlersystems und/oder eine Veränderung (und/oder Änderung) wenigstens einer Eigenschaft des Druckmittlersystems zu ermitteln, etwa basierend auf einer Verarbeitung und/oder Prozessierung des Abklingsignals.One aspect of the present disclosure relates to a diaphragm seal system for determining a Pressure, a process pressure, a fill level and/or a limit level of a medium. The medium can be liquid, gaseous, fluid and/or a solid. For example, the medium can be stored in a container, a container, a line, a pipeline and/or any other container. The pressure transmitter system has a pressure measuring cell, also called a pressure transducer, for outputting a pressure signal which is proportional to a pressure present at the pressure measuring cell. The pressure measuring cell can have, for example, a ceramic or a metallic membrane, via the deflection of which the applied pressure can be determined. Furthermore, the diaphragm seal system has a diaphragm seal with a hydraulic channel and a process diaphragm, with the hydraulic channel extending between the pressure measuring cell and the process diaphragm and being designed to store a filling medium, so that a process pressure of the medium acting on the process diaphragm is at least partially distributed via the filling medium can be transferred to the pressure measuring cell. The filling medium can be subjected to pressure and/or form. Furthermore, the pressure transmitter system has at least one oscillating element, which is coupled to the process diaphragm and which is designed to excite the process diaphragm to vibrate at least, to detect a decay behavior of the at least one vibration of the process diaphragm and to generate a decay signal that correlates with the decay behavior. Furthermore, the pressure transmitter system has a control unit which is coupled to the oscillating element and which is set up to change (and/or change) the pressure transmitter system and/or change (and/or change) at least one property of the pressure transmitter system based on the decay signal to be determined, for example based on processing and/or processing of the decay signal.

Durch Anregen der Prozessmembran zu der wenigstens einen Schwingung und durch Ermitteln des Abklingverhaltens der Schwingung kann in vorteilhafter Weise eine Veränderung des Druckmittlersystems ermittelt werden. Die Veränderung kann insbesondere eine strukturelle Veränderung, eine mechanische Veränderung, eine Zustandsänderung und/oder eine funktionelle Veränderung von einer oder mehreren Komponenten des Druckmittlersystems sein. Die Veränderung des Druckmittlersystems kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung eine Veränderung und/oder Änderung wenigstens einer strukturellen, mechanischen und/oder funktionellen Eigenschaft des Druckmittlersystems und/oder wenigstens einer Komponente des Druckmittlersystems bezeichnen. Somit können die Komponenten des Druckmittlersystems, insbesondere die Druckmesszelle, die Prozessmembran und/oder der Druckmittler, hinsichtlich deren Funktionstüchtigkeit überprüft und/oder überwacht werden. Dies kann im laufenden Betrieb des Druckmittlersystems erfolgen. Somit kann ferner eine Früherkennung potentieller Störungen des Druckmittlersystems ermöglicht werden. So kann das Druckmittlersystem rechtzeitig gewartet, ausgetauscht und/oder repariert werden, beispielsweise bevor eine Störung oder Unterbrechung des Prozesses, etwa durch Totalausfall des Druckmittlersystems, tatsächlich eintritt.By exciting the process membrane to the at least one vibration and by determining the decay behavior of the vibration, a change in the pressure transmitter system can be determined in an advantageous manner. The change can in particular be a structural change, a mechanical change, a change in status and/or a functional change of one or more components of the pressure transmitter system. In the context of the present disclosure, the change in the pressure transmitter system can denote a change and/or modification of at least one structural, mechanical and/or functional property of the pressure transmitter system and/or at least one component of the pressure transmitter system. Thus, the components of the pressure transmitter system, in particular the pressure measuring cell, the process diaphragm and/or the pressure transmitter, can be checked and/or monitored with regard to their functionality. This can be done while the diaphragm seal system is in operation. In this way, an early detection of potential faults in the pressure transmitter system can also be made possible. In this way, the diaphragm seal system can be serviced, replaced and/or repaired in good time, for example before a malfunction or interruption of the process, such as a total failure of the diaphragm seal system, actually occurs.

Der Druckmittler kann derart ausgebildet sein, dass die Druckmesszelle mechanisch vom Prozess und/oder der Prozessmembran entkoppelt ist. Der Hydraulikkanal des Druckmittlers kann beispielsweise in einem Innenvolumen des Druckmittlers ausgebildet sein. Das Innenvolumen kann hierbei geschlossen und/oder druckdicht sein. Beispielsweise kann das Innenvolumen durch die Prozessmembran, den Hydraulikkanal und die Druckmesszelle definiert und/oder begrenzt sein. Die Prozessmembran kann den Hydraulikkanal mit einer Seite druckdicht verschließen kann, so dass die eine Seite der Prozessmembran dem Hydraulikkanal und eine gegenüberliegende Seite der Prozessmembran dem Medium zugewandt sein kann. Die Druckmesszelle kann somit über den Hydraulikkanal in Fluidkommunikation mit der Prozessmembran stehen und/oder die Druckmesszelle kann hydraulisch mit der Prozessmembran gekoppelt sein.The diaphragm seal can be designed in such a way that the pressure measuring cell is mechanically decoupled from the process and/or the process diaphragm. The hydraulic channel of the pressure transmitter can be formed, for example, in an internal volume of the pressure transmitter. The inner volume can be closed and/or pressure-tight. For example, the internal volume can be defined and/or limited by the process membrane, the hydraulic channel and the pressure measuring cell. The process membrane can close the hydraulic channel in a pressure-tight manner on one side, so that one side of the process membrane can face the hydraulic channel and an opposite side of the process membrane can face the medium. The pressure measuring cell can thus be in fluid communication with the process diaphragm via the hydraulic channel and/or the pressure measuring cell can be hydraulically coupled to the process diaphragm.

Das Schwingelement kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung allgemein einen Schwingungserzeuger und/oder einen Schwingungsempfänger bezeichnen. Allgemein kann das Schwingelement dazu eingerichtet sein, basierend auf einem elektrischen Signal, etwa einem Signal und/oder Steuersignal der Steuereinheit, die Prozessmembran zu der wenigstens einen Schwingung anzuregen, insbesondere mechanisch zu der Schwingung anzuregen. Beispielsweise kann das wenigstens eine Schwingelement ein piezoelektrisches Schwingelement, ein induktives Schwingelement und/oder ein kapazitives Schwingelement sein.In the context of the present disclosure, the oscillating element can generally refer to a vibration generator and/or a vibration receiver. In general, the oscillating element can be set up to excite the process membrane to at least one oscillation, in particular mechanically to excite the oscillation, based on an electrical signal, for example a signal and/or control signal from the control unit. For example, the at least one oscillating element can be a piezoelectric oscillating element, an inductive oscillating element and/or a capacitive oscillating element.

Die Steuereinheit kann das Schwingelement mit einem elektrischen Signal, etwa einem Steuersignal, ansteuern und das Schwingelement kann basierend auf dem elektrischen Signal die Prozessmembran (z.B. mechanisch) zu der wenigstens einen Schwingung anregen, insbesondere gezielt anregen. In diesem Fall kann das Schwingelement als Sender arbeiten. Die wenigstens eine Schwingung kann etwa durch eine Anregung, insbesondere eine mechanische und/oder gezielte Anregung, der Prozessmembran mit einer oder mehreren Anregungsfrequenzen und einer oder mehreren Anregungsamplituden während einer oder mehrerer Anregungszeitdauern erfolgen. Mit anderen Worten kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Prozessmembran über das Schwingelement pulsartig mit wenigstens einer Anregungsfrequenz, wenigstens einer Anregungsamplitude und/oder wenigstens einer Anregungszeitdauer zu der wenigstens einen Schwingung anzuregen. Beispielsweise kann die Steuereinheit ein Pulspaket als elektrisches Signal an das Schwingelement senden, um die Prozessmembran entsprechend dem Pulspaket anzuregen.The control unit can activate the oscillating element with an electrical signal, for example a control signal, and the oscillating element can excite the process membrane (eg mechanically) to the at least one oscillation based on the electrical signal, in particular in a targeted manner. In this case, the oscillating element can work as a transmitter. The at least one vibration can be caused by an excitation, in particular a mechanical and/or targeted excitation, of the process diaphragm with one or more excitation frequencies and one or more excitation amplitudes during one or more excitation periods. In other words, the control unit can be set up to Excite the process membrane via the oscillating element in a pulsed manner with at least one excitation frequency, at least one excitation amplitude and/or at least one excitation time period to produce the at least one oscillation. For example, the control unit can send a pulse packet as an electrical signal to the oscillating element in order to excite the process membrane in accordance with the pulse packet.

Nach der Anregung der Prozessmembran kann das Schwingelement ferner die mechanische Schwingung der Prozessmembran während des Abklingens der Schwingung ermitteln, das Abklingverhalten der Schwingung der Prozessmembran detektieren und in das Abklingsignal wandeln und/oder überführen, welches von der Steuereinheit ausgewertet werden kann. In diesem Fall kann das Schwingelement als Empfänger arbeiten. Das Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran kann allgemein ein Abklingen der Schwingung über die Zeit bezeichnen. Das Abklingverhalten kann beispielsweise eine Abnahme und/oder Änderung wenigstens einer Amplitude (bzw. Abklingamplitude) der Schwingung über die Zeit, wenigstens einer Abklingfrequenz über die Zeit, wenigstens einer Änderung der Abklingfrequenz über die Zeit, eine Frequenzzusammensetzung der Schwingung während des Abklingens und/oder wenigstens eine Abklingzeitdauer (z.B. für wenigstens eine Abklingfrequenz) umfassen. Derartige sowie andere das Abklingverhalten charakterisierende bzw. beschreibende Größen und/oder Informationen können in dem Abklingsignal kodiert und/oder enthalten sein.After excitation of the process diaphragm, the oscillating element can also determine the mechanical vibration of the process diaphragm during the decay of the vibration, detect the decay behavior of the vibration of the process diaphragm and convert and/or convert it into the decay signal, which can be evaluated by the control unit. In this case, the oscillating element can work as a receiver. The decay behavior of the at least one vibration of the process diaphragm can generally indicate a decay of the vibration over time. The decay behavior can, for example, be a decrease and/or change in at least one amplitude (or decay amplitude) of the vibration over time, at least one decay frequency over time, at least one change in the decay frequency over time, a frequency composition of the vibration during the decay and/or at least one decay period (e.g. for at least one decay frequency). Such and other quantities and/or information characterizing or describing the decay behavior can be encoded and/or contained in the decay signal.

Die Erfindung kann als insbesondere auf den nachfolgend erläuterten Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Allgemein werden Druckmittlersysteme häufig in rauer Umgebung eingesetzt. Unter anderem können Druckmittlersysteme bei chemisch reaktiven und/oder aggressiven Medium zu Einsatz kommen. Auch werden Druckmittlersysteme häufig bei hohen Prozesstemperaturen des zu vermessenden Mediums eingesetzt. Im Betrieb von Druckmittlersystemen kann es daher unter Umständen zu einem Verschleiß und/oder einer Abtragung von Material der Prozessmembran aufgrund chemischer Reaktionen und/oder mechanischer Einwirkung kommen. Auch kann die Prozessmembran durch mechanischen Krafteinwirkung deformiert und/oder zerstört werden, beispielsweise durch Druckschläge, Dampfschläge und/oder Partikel im Medium. Auch kann ein Verlust von Füllmedium im Druckmittler eintreten. Zudem kann es bei hohen Temperaturen zur Bildung von Gas und/oder Luftblasen im Druckmittlersystem und somit zu einer Änderung des Drucks des Füllmediums im Druckmittler kommen. Da Druckmittlersysteme häufig zum Messen von Drücken im Bereich von wenigen mbar Absolutdruck bei Temperaturen von bis zu rund 400°C oder mehr eingesetzt werden, kann eine Änderung des Drucks des Füllmediums die Messung des Prozessdrucks des Mediums beeinflussen. Bei sinkendem Druck bzw. Vordruck des Füllmediums im Druckmittler kann der Siedepunkt des Füllmediums sinken. Dies wiederum kann zur Folge haben, dass das Druckmittlersystem nur noch in einem eingeschränkten Temperaturbereich eingesetzt werden kann. Wird dieser Temperaturbereich überschritten, so beginnt das Füllmedium mit dem Ausgasen von Gasen, welche im Füllmedium gebunden sind, und das Füllmedium beginnt zu sieden. Das Ausgasen der Gase in das Füllmedium führt zu einer Veränderung des Druckes des Füllmediums im Druckmittler. Insgesamt kann eine derartige Veränderung des Drucks des Füllmediums zu einem Drift des Druckmittlersystems im Nullpunkt und/oder in der Ruhelage des Druckmittlersystems führen. Bei konventionellen Druckmittlersystemen kann dieser Drift vom Druckmittlersystem und damit vom Anwender nicht erkannt werden. Dies kann eine Kalibrierung der Druckmesszelle und/oder des Druckmittlersystems in regelmäßigen Zeitabständen erfordern. Auch ein Totalausfall des Druckmittlersystems und/oder ein Austritt von Füllmedium kann vorkommen.The invention can be viewed as being based in particular on the findings explained below. In general, diaphragm seal systems are often used in harsh environments. Among other things, diaphragm seal systems can be used with chemically reactive and/or aggressive media. Diaphragm seal systems are also often used at high process temperatures of the medium to be measured. In the operation of diaphragm seal systems, wear and/or removal of material from the process diaphragm may occur due to chemical reactions and/or mechanical effects. The process diaphragm can also be deformed and/or destroyed by mechanical force, for example by pressure surges, steam surges and/or particles in the medium. A loss of filling medium in the diaphragm seal can also occur. In addition, at high temperatures, gas and/or air bubbles can form in the diaphragm seal system and thus the pressure of the filling medium in the diaphragm seal can change. Since diaphragm seal systems are often used to measure pressures in the range of a few mbar absolute pressure at temperatures of up to around 400°C or more, a change in the pressure of the filling medium can affect the measurement of the process pressure of the medium. If the pressure or initial pressure of the filling medium in the diaphragm seal falls, the boiling point of the filling medium can drop. This in turn can mean that the diaphragm seal system can only be used in a limited temperature range. If this temperature range is exceeded, the filling medium begins to outgas gases that are bound in the filling medium, and the filling medium begins to boil. The outgassing of the gases in the filling medium leads to a change in the pressure of the filling medium in the diaphragm seal. Overall, such a change in the pressure of the filling medium can lead to a drift of the pressure transmitter system in the zero point and/or in the rest position of the pressure transmitter system. With conventional diaphragm seal systems, this drift cannot be recognized by the diaphragm seal system and thus by the user. This may require the pressure measuring cell and/or the diaphragm seal system to be calibrated at regular intervals. A total failure of the diaphragm seal system and/or an escape of filling medium can also occur.

Das erfindungsgemäße Druckmittlersystem mit dem wenigstens einen Schwingelement erlaubt hingegen in vorteilhafter Weise, derartige Veränderungen des Druckmittlersystems zu ermitteln. Insbesondere kann so eine Früherkennung der Veränderung am Druckmittlersystem und/oder eine Früherkennung einer potentiellen Störung ermöglicht werden. Dies erlaubt wiederum, rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten. Auch kann ein regelmäßiges Kalibrieren des erfindungsgemäßen Druckmittlersystems in vorteilhafter Weise entfallen und/oder eine Häufigkeit des Kalibrierens kann reduziert sein.The pressure transmitter system according to the invention with the at least one oscillating element, on the other hand, advantageously allows such changes in the pressure transmitter system to be determined. In particular, early detection of the change in the pressure transmitter system and/or early detection of a potential fault can be made possible. This in turn allows countermeasures to be taken in good time. Regular calibration of the pressure transmitter system according to the invention can also advantageously be omitted and/or the frequency of the calibration can be reduced.

Gemäß einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Schwingelement dazu eingerichtet, die Prozessmembran direkt und/oder unmittelbar mit der (bzw. zu der) wenigstens einen Schwingung anzuregen. Das Schwingelement kann beispielsweise derart mit der Prozessmembran gekoppelt sein, dass es die Prozessmembran direkt und/oder unmittelbar zu der wenigstens einen Schwingung anregen kann und/oder der Prozessmembran die wenigstens eine Schwingung aufprägen kann. Mit anderen Worten kann das Schwingelement dazu ausgebildet sein, die Prozessmembran nicht mittelbar über das Füllmedium des Hydraulikkanals zu der wenigstens einen Schwingung anzuregen.According to one embodiment, the at least one oscillating element is set up to excite the process diaphragm directly and/or immediately with (or to) the at least one oscillation. The oscillating element can, for example, be coupled to the process diaphragm in such a way that it can excite the process diaphragm directly and/or immediately to produce at least one vibration and/or impart the at least one vibration to the process diaphragm. In other words, the oscillating element can be designed not to excite the process diaphragm to the at least one oscillation indirectly via the filling medium of the hydraulic channel.

Gemäß einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Schwingelement mechanisch mit der Prozessmembran gekoppelt. Beispielsweise kann das wenigstens eine Schwingelement an einer dem Hydraulikkanal zugewandten Seite der Prozessmembran angeordnet und/oder befestigt sein. Das Schwingelement kann somit zumindest teilweise in dem Hydraulikkanal des Druckmittlers und/oder in dem Druckmittler angeordnet sein. Beispielsweise kann das Schwingelement mit der Prozessmembran verklebt und/oder verschweißt sein.According to one embodiment, the at least one oscillating element is mechanically coupled to the process diaphragm. For example, the at least one oscillating element can be arranged and/or fastened on a side of the process diaphragm facing the hydraulic channel. The oscillating element can thus be arranged at least partially in the hydraulic channel of the pressure transmitter and/or in the pressure transmitter. For example, the oscillating element can be glued and/or welded to the process diaphragm.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Druckmittlersystems relativ zu einem Referenzzustand des Druckmittlersystems zu ermitteln. Beispielsweise können in einem Speicher des Druckmittlersystems einer oder mehrere Referenzwerte, etwa für eine oder mehrere Kenngrößen des Druckmittlersystems, hinterlegt sein, wobei die Referenzwerte den Referenzzustand des Druckmittlersystems definieren können.According to one embodiment, the control unit is set up to determine the change in the pressure transmitter system relative to a reference state of the pressure transmitter system. For example, one or more reference values, for example for one or more parameters of the pressure transmitter system, can be stored in a memory of the pressure transmitter system, with the reference values being able to define the reference state of the pressure transmitter system.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Veränderung des Druckmittlersystems basierend auf einer Ermittlung wenigstens einer Kenngröße des Druckmittlersystems zu ermitteln. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann die Ermittlung einer Kenngröße eine Ermittlung eines Kennwertes der Kenngröße bezeichnen. According to one embodiment, the control unit is set up to determine the change in the pressure transmitter system based on a determination of at least one parameter of the pressure transmitter system. In the context of the present disclosure, determining a parameter can refer to determining a parameter of the parameter.

Die Steuereinheit kann etwa dazu eingerichtet sein, die wenigstens eine Kenngröße (bzw. den Kennwert der Kenngröße) aus dem Abklingsignal abzuleiten und/oder zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Veränderung des Druckmittlersystems basierend auf einer Ermittlung einer Änderung wenigstens einer Kenngröße (bzw. wenigstens eines Kennwerts der wenigstens einen Kenngröße) des Druckmittlersystems relativ zu wenigstens einem Referenzwert der wenigstens einen Kenngröße zu ermitteln, wobei der wenigstens eine Referenzwert der wenigstens einen Kenngröße beispielsweise in einem Speicher des Druckmittlersystems hinterlegt sein kann. Eine Veränderung des Druckmittlersystems kann sich in einer Veränderung und/oder Änderung einer oder mehrerer Kenngrößen des Druckmittlersystems niederschlagen. Ein Verschleiß und/oder eine Abtragung von Material der Prozessmembran kann beispielsweise eine oder mehrere Kenngrößen der Prozessmembran ändern, wie beispielsweise eine Steifigkeit und/oder eine Dicke der Prozessmembran. Die Änderung der wenigstens einen Kenngröße kann ferner das Abklingverhalten der Schwingung beeinflussen, so dass durch Ermittlung wenigstens einer Kenngröße basierend auf dem Abklingverhalten zuverlässig die Veränderung des Druckmittlersystems ermittelt werden kann.The control unit can be set up, for example, to derive and/or determine the at least one parameter (or the parameter of the parameter) from the decay signal. Alternatively or additionally, the control unit is set up to determine the change in the pressure transmitter system based on a determination of a change in at least one parameter (or at least one parameter of the at least one parameter) of the pressure transmitter system relative to at least one reference value of the at least one parameter, with the at least a reference value of the at least one parameter can be stored in a memory of the pressure transmitter system, for example. A change in the diaphragm seal system can be reflected in a change and/or change in one or more parameters of the diaphragm seal system. Wear and/or removal of material from the process diaphragm can, for example, change one or more parameters of the process diaphragm, such as a rigidity and/or a thickness of the process diaphragm. The change in the at least one parameter can also influence the decay behavior of the vibration, so that the change in the pressure transmitter system can be reliably determined by determining at least one parameter based on the decay behavior.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die wenigstens eine Kenngröße zumindest einen Teil einer Abklingkurve der Schwingung, wenigstens eine Abklingfrequenz der Schwingung, wenigstens eine Abklingamplitude der Schwingung, wenigstens eine Resonanzfrequenz der Prozessmembran, eine Dicke der Prozessmembran, eine Steifigkeit der Prozessmembran, eine Elastizität der Prozessmembran, eine Deformation der Prozessmembran, einen Deformationsgrad der Prozessmembran, eine Qualität des Füllmediums, eine Eigenschaft des Füllmediums und/oder einen Fülldruck des Füllmediums. Die Abklingkurve kann ein Abklingen der Schwingung der Prozessmembran über die Zeit, einen Amplitudenverlauf der Schwingung über die Zeit und/oder einen Frequenzverlauf der Schwingung über die Zeit beschreiben. Durch Auswerten des Abklingsignals kann die Steuereinheit somit eine oder mehrere der voranstehend genannten Kenngrößen ermitteln und so eine umfassende Überwachung des Druckmittlersystems und/oder Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Druckmittlersystems ermöglichen.According to one embodiment, the at least one parameter comprises at least part of a decay curve of the vibration, at least one decay frequency of the vibration, at least one decay amplitude of the vibration, at least one resonant frequency of the process diaphragm, a thickness of the process diaphragm, a stiffness of the process diaphragm, an elasticity of the process diaphragm, a Deformation of the process diaphragm, a degree of deformation of the process diaphragm, a quality of the filling medium, a property of the filling medium and/or a filling pressure of the filling medium. The decay curve can describe a decay of the vibration of the process membrane over time, an amplitude curve of the vibration over time and/or a frequency curve of the vibration over time. By evaluating the decay signal, the control unit can thus determine one or more of the aforementioned parameters and thus enable comprehensive monitoring of the pressure transmitter system and/or monitoring of the functionality of the pressure transmitter system.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, wenigstens eine Anregungsamplitude und/oder wenigstens eine Anregungsfrequenz zu ermitteln, mit welcher die Prozessmembran anregbar ist und/oder angeregt werden kann. Auch dies kann Rückschlüsse auf eine Veränderung des Druckmittlersystems ermöglichen, beispielweise auf eine Änderung der Resonanzfrequenz der Prozessmembran und/oder eine Änderung des Drucks des Füllmediums.According to one embodiment, the control unit is set up to determine at least one excitation amplitude and/or at least one excitation frequency with which the process membrane can and/or can be excited. This can also allow conclusions to be drawn about a change in the diaphragm seal system, for example a change in the resonant frequency of the process diaphragm and/or a change in the pressure of the filling medium.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, in Antwort auf eine ermittelte Veränderung des Druckmittlersystems ein Warnsignal auszugeben. Das Warnsignal kann hierbei als elektrisches Signal an einen Empfänger ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal als optisches Signal, etwa auf einem Anzeigeelement des Druckmittlersystems, und/oder als akustisches Signal, etwa über einen Lautsprecher des Druckmittlersystems, ausgegeben werden. Somit kann ein Anwender des Druckmittlersystems von der detektierten Veränderung des Druckmittlersystems in Kenntnis gesetzt werden. Auch kann das Druckmittlersystem hierzu weitere Informationen ausgeben, etwa wenigstens eine ermittelte Kenngröße, einen ermittelten Kennwert einer Kenngröße und/oder eine ermittelte Änderung einer Kenngröße des Druckmittlersystems.According to one specific embodiment, the control unit is also set up to output a warning signal in response to a determined change in the pressure transmitter system. In this case, the warning signal can be output as an electrical signal to a receiver. Alternatively or additionally, the warning signal can be output as an optical signal, for example on a display element of the pressure transmitter system, and/or as an acoustic signal, for example via a loudspeaker in the pressure transmitter system. A user of the diaphragm seal system can thus be informed of the detected change in the diaphragm seal system. The pressure transmitter system can also output additional information for this purpose, for example at least one determined parameter, one determined characteristic value of a parameter and/or a determined change in a parameter of the pressure transmitter system.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, in Antwort auf eine ermittelte Veränderung des Druckmittlersystems eine Kalibrierung des Druckmittlersystems durchzuführen. Mit anderen Worten kann das Druckmittlersystem dazu eingerichtet sein, basierend auf der ermittelten Veränderung automatisiert eine Kalibrierung durchzuführen. Beispielsweise kann bei der Kalibrierung ein Nullpunkt des Systems festgelegt werden, etwa um einem Drift des Systems entgegenzuwirken. Damit kann sichergestellt sein, dass das Druckmittlersystem stets zuverlässige und genaue Druckmesswerte liefert. Insgesamt kann so eine Messgenauigkeit gesteigert sein.According to one embodiment, the control unit is also set up to carry out a calibration of the pressure transmitter system in response to a determined change in the pressure transmitter system. In other words, the pressure transmitter system can be set up to automatically carry out a calibration based on the determined change. For example, a zero point of the system can be established during calibration, for example to counteract a drift in the system. This can ensure that the diaphragm seal system is always reliable and accurate provides pressure readings. Overall, a measurement accuracy can be increased in this way.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Druckmittlersystem mehrere Schwingelemente auf, welche dazu ausgeführt sind, das Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung an unterschiedlichen Positionen der Prozessmembran zu detektieren und jeweils ein mit dem Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal zu erzeugen. Beispielsweise kann wenigstens ein Schwingelement mittig auf der Prozessmembran angeordnet sein und wenigstens ein weiteres Schwingelement kann an einem Randbereich der Prozessmembran angeordnet sein. Auch können mehrere Schwingelemente in einem gewissen Abstand zu einer Mittelachse und/oder einer Mitte der Prozessmembran angeordnet sein. Grundsätzlich kann jedoch eine beliebige Anzahl von Schwingelement eingesetzt werden. Durch den Einsatz mehrerer Schwingelemente kann unter anderem ein Dehnverhalten und/oder ein Streckverhalten der Prozessmembran, etwa in einer oder mehrerer Raumrichtungen, untersucht werden.According to one embodiment, the pressure transmitter system has a number of oscillating elements which are designed to detect the decay behavior of the at least one vibration at different positions of the process diaphragm and to generate a decay signal correlating with the decay behavior. For example, at least one oscillating element can be arranged centrally on the process diaphragm and at least one further oscillating element can be arranged on an edge area of the process diaphragm. A plurality of oscillating elements can also be arranged at a certain distance from a central axis and/or a center of the process diaphragm. In principle, however, any number of oscillating elements can be used. By using several oscillating elements, among other things, an expansion behavior and/or a stretching behavior of the process diaphragm, for example in one or more spatial directions, can be examined.

Die Steuereinheit kann beispielsweise eines oder mehrere der Schwingelement ansteuern, um die wenigstens eine Schwingung zu erzeugen. Bei Ansteuerung mehrerer Schwingelemente können diese mit identischen oder voneinander unterschiedlichen Pulspaketen und/oder elektrischen Signalen angeregt werden. Mehrere Schwingelemente können dabei zeitgleich oder zeitlich versetzt zueinander angeregt werden. Die Steuereinheit kann ferner eines oder mehrere Abklingsignale von einem oder mehreren Schwingelementen auswerten, um die Veränderung des Druckmittlersystems zu ermitteln. Beispielsweise können die Abklingsignale unterschiedlicher Schwingelemente miteinander verglichen werden.The control unit can, for example, control one or more of the oscillating elements in order to generate the at least one oscillation. If several oscillating elements are activated, they can be excited with pulse packets and/or electrical signals that are identical or different from one another. Several oscillating elements can be excited at the same time or at different times. The control unit can also evaluate one or more decay signals from one or more oscillating elements in order to determine the change in the pressure transmitter system. For example, the decay signals of different oscillating elements can be compared with one another.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Veränderung eines Druckmittlersystems, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:

  • - Anregen, mit einem Schwingelement, einer Prozessmembran des Druckmittlersystems zu wenigstens einer Schwingung;
  • - Detektieren, mit dem Schwingelement, eines Abklingverhaltens der wenigstens Schwingung der Prozessmembran, etwa nach Anregung und/oder nach gezielter Anregung;
  • - Generieren eines mit dem Abklingverhalten korrelierenden Abklingsignals; und
  • - Ermitteln einer Veränderung des Druckmittlersystems basierend auf einem Auswerten des Abklingsignals mit einer Steuereinheit des Druckmittlersystems.
A further aspect relates to a method for determining a change in a pressure transmitter system, as described above and below. The procedure has the following steps:
  • - Excite, with an oscillating element, a process diaphragm of the pressure transmitter system to at least one oscillation;
  • - Detecting, with the oscillating element, a decay behavior of the at least oscillation of the process diaphragm, for example after excitation and/or after targeted excitation;
  • - generating a decay signal correlating with the decay behavior; and
  • - Determining a change in the pressure transmitter system based on an evaluation of the decay signal with a control unit of the pressure transmitter system.

Merkmale, Elemente und/oder Funktionen des Druckmittlersystems, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, können Merkmale, Elemente und/oder Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, sein und umgekehrt.Features, elements and/or functions of the pressure transmitter system, as described above and below, can be features, elements and/or steps of the method, as described above and below, and vice versa.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Programmelement, das bei dessen Ausführung auf einer Steuereinheit eines Druckmittlersystems und/oder eines Prozessors der Steuereinheit, das Druckmittlersystem veranlasst, Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen. Das Programmelement kann beispielsweise in einem Speicher des Druckmittlersystems hinterlegt sein und/oder entsprechende Softwareinstruktionen umfassen.A further aspect relates to a program element which, when executed on a control unit of a pressure transmitter system and/or a processor of the control unit, causes the pressure transmitter system to carry out steps of the method as described above and below. The program element can be stored, for example, in a memory of the pressure transmitter system and/or can include corresponding software instructions.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf welchem ein Programmelement hinterlegt ist, das bei dessen Ausführung auf einer Steuereinheit eines Druckmittlersystems und/oder eines Prozessors der Steuereinheit, das Druckmittlersystem veranlasst, Schritte des Verfahrens, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen.A further aspect relates to a computer-readable medium on which a program element is stored which, when executed on a control unit of a pressure transmitter system and/or a processor of the control unit, causes the pressure transmitter system to carry out steps of the method as described above and below.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the figures.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt ein Schnittbild eines Druckmittlersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a sectional view of a diaphragm seal system according to an embodiment.
  • 2 zeigt ein Schnittbild eines Druckmittlersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 2 shows a sectional view of a pressure transmitter system according to a further embodiment.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Ermitteln einer Veränderung eines Druckmittlersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3 shows a flowchart to illustrate steps of a method for determining a change in a pressure transmitter system according to an embodiment.

Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematische und nicht maßstabsgetreu.Similar, similarly acting, identical or identically acting elements are provided with similar or identical reference symbols in the figures. The figures are merely schematic and not drawn to scale.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

1 zeigt ein Schnittbild eines Druckmittlersystems 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a sectional view of a pressure transmitter system 10 according to an embodiment.

Das Druckmittlersystem 10 weist eine Druckmesszelle 12 mit einem Druckübertragungselement 14, etwa einer Membran 14, auf. Die Druckmesszelle 12 kann beispielsweise eine keramische Druckmesszelle mit einer keramischen Membran 14 oder eine metallische Druckmesszelle mit einer metallischen Membran 14 sein. Die Druckmesszelle 12 ist dazu eingerichtet, ein mit einem außenseitig an der Membran 14 anliegenden Druck korrelierendes Drucksignal auszugeben. Hierzu kann die Druckmesszelle 12 eine geeignete Elektronik 16 und/oder Steuereinheit 16 aufweisen bzw. damit gekoppelt sein, welche das Drucksignal beispielsweise in ein (elektrisches) Messsignal wandeln kann. Über eine elektrische Leitung 17 des Druckmittlersystems 10 kann das Messsignal übertragen und/oder etwa an eine übergeordnete Einheit übermittelt werden. Auch kann eine Stromversorgung des Druckmittlersystems 10 über die Leitung 17 erfolgen.The pressure transmitter system 10 has a pressure measuring cell 12 with a pressure transmission element 14 , such as a membrane 14 . The pressure measuring cell 12 can, for example, be a ceramic pressure measuring device cell with a ceramic membrane 14 or a metal pressure measuring cell with a metal membrane 14. The pressure measuring cell 12 is set up to output a pressure signal that correlates with a pressure present on the outside of the membrane 14 . For this purpose, the pressure measuring cell 12 can have suitable electronics 16 and/or control unit 16 or be coupled thereto, which can convert the pressure signal into an (electrical) measurement signal, for example. The measurement signal can be transmitted via an electrical line 17 of the pressure transmitter system 10 and/or transmitted to a higher-level unit, for example. The pressure transmitter system 10 can also be supplied with power via the line 17 .

Ferner weist das Druckmittlersystem 10 einen Druckmittler 20 (z.B. mit einem Grundkörper) und eine Prozessmembran 28 auf. Die Prozessmembran 28 ist hydraulisch mit der Druckmesszelle 12 und/oder der Membran 14 der Druckmesszelle 12 gekoppelt. Dies erlaubt eine mechanische Entkopplung der Prozessmembran 28 von der Druckmesszelle 12. Die Prozessmembran 28 kann beispielswiese scheibenförmig, etwa aus Kunststoff oder Metall, ausgebildet sein. Auch kann die Prozessmembran 28 zumindest in einem Teilbereich gebogen und/oder gekrümmt sein, beispielsweise sinusförmig.Furthermore, the diaphragm seal system 10 has a diaphragm seal 20 (e.g. with a base body) and a process diaphragm 28 . The process membrane 28 is hydraulically coupled to the pressure measuring cell 12 and/or the membrane 14 of the pressure measuring cell 12 . This allows the process membrane 28 to be mechanically decoupled from the pressure measuring cell 12. The process membrane 28 can, for example, be disc-shaped, for example made of plastic or metal. The process diaphragm 28 can also be bent and/or curved, for example sinusoidal, at least in a partial area.

Die Prozessmembran 28 ist an einem Prozessanschluss 26 angeordnet. Über den Prozessanschluss 26 kann das Druckmittlersystem 10 an einem Behälter derart montiert werden, dass eine Seite der Prozessmembran 28 einem Medium in dem Behälter zugewandt ist und/oder mit dem Medium in Berührkontakt steht. Die Prozessmembran 28 ist dabei zumindest teilweise elastisch deformierbar, wobei eine Deformation und/oder Auslenkung der Prozessmembran 28 repräsentativ für den auf die Prozessmembran 28 wirkenden Prozessdruck des Mediums ist.The process membrane 28 is arranged on a process connection 26 . The pressure transmitter system 10 can be mounted on a container via the process connection 26 in such a way that one side of the process diaphragm 28 faces a medium in the container and/or is in physical contact with the medium. The process diaphragm 28 is at least partially elastically deformable, with a deformation and/or deflection of the process diaphragm 28 being representative of the process pressure of the medium acting on the process diaphragm 28 .

Der Druckmittler 20 weist ferner einen Hydraulikkanal 22 auf, welcher mit einem Füllmedium 24 befüllt ist. Das Füllmedium 24 kann hierbei mit einem Druck und/oder einem Vordruck beaufschlagt sein. Bei dem Füllmedium 24 kann es sich beispielsweise um ein Öl, ein Hydraulikmedium, ein Hochtemperaturöl und/oder ein medizinisches Weißöl handeln. Der Hydraulikkanal 22 erstreckt sich dabei von der Druckmesszelle 12 bis zu einer Seite der Prozessmembran 28, so dass die Druckmesszelle 12 über den Hydraulikkanal 22 mit der Prozessmembran 28 in Fluidkommunikation steht. Ein durch das Medium auf die Prozessmembran 28 ausgeübter Prozessdruck kann über das Füllmedium 24 zumindest teilweise auf die Druckmesszelle 12 übertragen werden. Das dabei bestimmte Drucksignal und/oder das Messsignal ist somit proportional zu dem an der Prozessmembran 28 anliegenden Prozessdruck. Basierend auf dem Drucksignal der Druckmesszelle 12 und/oder dem Messsignal kann die Steuereinheit 16 optional einen Füllstand und/oder das Erreichen eines Grenzstandes des Mediums ermitteln.The pressure transmitter 20 also has a hydraulic channel 22 which is filled with a filling medium 24 . In this case, the filling medium 24 can be subjected to a pressure and/or an admission pressure. The filling medium 24 can be, for example, an oil, a hydraulic medium, a high-temperature oil and/or a medicinal white oil. The hydraulic channel 22 extends from the pressure measuring cell 12 to one side of the process diaphragm 28 so that the pressure measuring cell 12 is in fluid communication with the process diaphragm 28 via the hydraulic channel 22 . A process pressure exerted by the medium on the process diaphragm 28 can be at least partially transmitted to the pressure measuring cell 12 via the filling medium 24 . The pressure signal determined in this way and/or the measurement signal is therefore proportional to the process pressure present at the process diaphragm 28 . Based on the pressure signal of the pressure measuring cell 12 and/or the measurement signal, the control unit 16 can optionally determine a fill level and/or that a limit level of the medium has been reached.

Des Weiteren weist das Druckmittlersystem 10 ein Schwingelement 30 auf, welches an einer dem Füllmedium 24 zugewandten Seite der Prozessmembran 28 angeordnet und/oder befestigt ist. Im Beispiel der 1 ist das Schwingelement 30 mittig, beispielsweise im Bereich einer Mittelachse der Prozessmembran 28, auf der Prozessmembran 28 angeordnet, es kann jedoch auch an einer beliebigen anderen Stelle montiert sein. Das Schwingelement 30 kann beispielsweise an der Prozessmembran 28 aufgeschweißt und/oder angeklebt sein. Das Schwingelement 30 kann beispielswiese ein piezoelektrisches Schwingelement 30 sein. Auch kann das Schwingelement 30 ein induktives Schwingelement 30, welches eine oder mehrere Spulen aufweisen kann, und/oder ein kapazitives Schwingelement 30 sein, welches einen oder mehrere Kondensatoren aufweisen kann.Furthermore, the pressure transmitter system 10 has an oscillating element 30 which is arranged and/or fastened on a side of the process diaphragm 28 facing the filling medium 24 . In the example of 1 the oscillating element 30 is arranged centrally, for example in the area of a central axis of the process diaphragm 28, on the process diaphragm 28, but it can also be mounted at any other point. The oscillating element 30 can, for example, be welded and/or glued to the process diaphragm 28 . The vibrating element 30 can be a piezoelectric vibrating element 30, for example. The oscillating element 30 can also be an inductive oscillating element 30, which can have one or more coils, and/or a capacitive oscillating element 30, which can have one or more capacitors.

Das Schwingelement 30 ist über eine geeignete elektrische Leitung mit der Steuereinheit 16 gekoppelt. Die Steuereinheit 16 kann das Schwingelement 30 mit einem elektrischen Signal ansteuern, beispielsweise in Form eines Pulspakets. Das elektrische Signal kann hierbei Informationen über wenigstens eine Anregungsfrequenz, wenigstens eine Anregungsamplitude und/oder wenigstens eine Anregungszeitdauer aufweisen. Derartige Informationen können etwa in einem Speicher 18 der Steuereinheit 16 hinterlegt sein. Basierend auf dem elektrischen Signal regt das Schwingelement 30 sodann die Prozessmembran 28 zu wenigstens einer Schwingung mit der wenigstens einen Anregungsfrequenz, der wenigstens einen Anregungsamplitude und/oder der wenigstens einen Anregungszeitdauer an.The oscillating element 30 is coupled to the control unit 16 via a suitable electrical line. The control unit 16 can control the oscillating element 30 with an electrical signal, for example in the form of a pulse packet. In this case, the electrical signal can have information about at least one excitation frequency, at least one excitation amplitude and/or at least one excitation duration. Such information can be stored, for example, in a memory 18 of the control unit 16 . Based on the electrical signal, the oscillating element 30 then excites the process membrane 28 to at least oscillate with the at least one excitation frequency, the at least one excitation amplitude and/or the at least one excitation duration.

Nach der Anregung und/oder nach Beendigung der Anregung detektiert das Schwingelement 30 das Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran 28 über eine zumindest einen Teil einer Abklingzeitperiode, innerhalb derer die Schwingung vollständig abklingt. Hierzu wandelt das Schwingelement 30 die mechanische Schwingung der Prozessmembran 28 in ein elektrisches Abklingsignal, welches von der Steuereinheit 16 ausgewertet und/oder verarbeitet werden kann.After the excitation and/or after the end of the excitation, the oscillating element 30 detects the decay behavior of the at least one vibration of the process diaphragm 28 over at least part of a decay time period, within which the vibration completely decays. For this purpose, the oscillating element 30 converts the mechanical oscillation of the process membrane 28 into an electrical decay signal, which can be evaluated and/or processed by the control unit 16 .

Die Steuereinheit 16 kann basierend auf dem Abklingsignal eine Veränderung des Druckmittlersystems 10 bestimmen, beispielsweise relativ zu einem Referenzzustand des Druckmittlersystems 10. Zum Ermitteln der Veränderung des Druckmittlersystems 10 kann die Steuereinheit 16 etwa eine oder mehrere Kenngrößen (bzw. einen oder mehrere Kennwerte von einer oder mehreren Kenngrößen) des Druckmittlersystems 10 und/oder eine Änderung einer oder mehrerer Kenngrößen (bzw. Kennwerten) relativ zu einem oder mehreren Referenzwerten ermitteln. Die Referenzwerte können beispielsweise in dem Speicher 18 hinterlegt sein. Als mögliche Kenngröße kann die Steuereinheit 16 beispielsweise zumindest einen Teil einer Abklingkurve, wenigstens eine Abklingfrequenz der Schwingung, wenigstens eine Abklingamplitude der Schwingung, wenigstens eine Resonanzfrequenz der Prozessmembran 28, eine Dicke der Prozessmembran 28, eine Steifigkeit der Prozessmembran 28, eine Elastizität der Prozessmembran 28, eine Deformation der Prozessmembran 28 und/oder einen Fülldruck des Füllmediums ermitteln. Die Abklingkurve kann beispielsweise durch Ermitteln der Abklingamplituden einer oder mehrerer Abklingfrequenzen über die Zeit bestimmt werden. Die Steuereinheit 16 kann hierbei auch aus einer Kenngröße weitere Kenngrößen ableiten. Beispielsweise kann die Dicke der Prozessmembran 28 basierend auf der Abklingkurve ermittelt werden kann.The control unit 16 can determine a change in the pressure transmitter system 10 based on the decay signal, for example relative to a reference state of the pressure transmitter system 10. For determining the change in the pressure transmitter system 10, the control unit 16 can determine one or more parameters (or one or more parameters of one or more parameters) of the diaphragm seal system 10 and/or a change in one or more parameters (or parameters) relative to one or more reference values. The reference values can be stored in memory 18, for example. As a possible parameter, the control unit 16 can, for example, include at least part of a decay curve, at least one decay frequency of the vibration, at least one decay amplitude of the vibration, at least one resonance frequency of the process diaphragm 28, a thickness of the process diaphragm 28, a rigidity of the process diaphragm 28, an elasticity of the process diaphragm 28 , determine a deformation of the process diaphragm 28 and/or a filling pressure of the filling medium. The decay curve can be determined, for example, by determining the decay amplitudes of one or more decay frequencies over time. In this case, the control unit 16 can also derive further parameters from a parameter. For example, the thickness of the process membrane 28 can be determined based on the decay curve.

Die Steuereinheit 16 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, zu ermitteln, wie schnell die Schwingung abklingt, mit welcher Frequenz (bzw. mit welchen Frequenzen) und/oder mit welcher Amplitude (bzw. mit welchem Amplituden) die Prozessmembran 28 während des Abklingens der Schwingung ausschwingt. Basierend auf einer derart bestimmten Frequenz und/oder Abklingfrequenz kann so die Resonanzfrequenz der Prozessmembran 28 ermittelt werden, welche wiederum Rückschlüsse auf strukturelle und/oder mechanische Eigenschaften der Prozessmembran 28 erlauben kann, wie etwa eine Dicke und/oder eine Steifigkeit der Prozessmembran 28. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 16 wenigstens eine Anregungsamplitude und/oder wenigstens eine Anregungsfrequenz ermitteln, mit welcher die Prozessmembran 28 anregbar ist. Auch dies kann Rückschlüsse auf die Resonanzfrequenz der Prozessmembran 28 und/oder deren Eigenschaften zulassen.The control unit 16 can be set up, for example, to determine how quickly the vibration decays, with which frequency (or with which frequencies) and/or with which amplitude (or with which amplitudes) the process diaphragm 28 oscillates during the decay of the vibration . Based on a frequency and/or decay frequency determined in this way, the resonant frequency of the process diaphragm 28 can be determined, which in turn can allow conclusions to be drawn about the structural and/or mechanical properties of the process diaphragm 28, such as a thickness and/or a rigidity of the process diaphragm 28. Alternatively or additionally the control unit 16 can determine at least one excitation amplitude and/or at least one excitation frequency with which the process membrane 28 can be excited. This too can allow conclusions to be drawn about the resonant frequency of the process diaphragm 28 and/or its properties.

Ferner kann die Steuereinheit 16 auch das beim Anregen und/oder Abregen der Prozessmembran 28 detektierte Drucksignal bzw. Messsignal analysieren, um die Veränderung des Druckmittlersystems 10 zu bestimmen. Basierend auf einer Auswertung des Drucksignals der Druckmesszelle 12 und des Abklingsignals kann beispielsweise eine Änderung des Drucks des Füllmediums 24 und/oder ein Verlust von Füllmedium 24 ermittelt werden. Auch kann bei Heranziehung des Drucksignals der Druckmesszelle 12 die Druckmesszelle 12 selbst hinsichtlich deren Funktionstüchtigkeit überprüft werden.Furthermore, the control unit 16 can also analyze the pressure signal or measurement signal detected when the process diaphragm 28 is excited and/or de-excited in order to determine the change in the pressure transmitter system 10 . Based on an evaluation of the pressure signal of the pressure measuring cell 12 and the decay signal, a change in the pressure of the filling medium 24 and/or a loss of filling medium 24 can be determined, for example. When using the pressure signal of the pressure measuring cell 12, the pressure measuring cell 12 itself can also be checked with regard to its functionality.

Optional kann die Steuereinheit 16 dazu eingerichtet sein, basierend auf der ermittelten Veränderung des Druckmittlersystems 10, basierend auf wenigstens einer Kenngröße und/oder basierend auf einer Änderung wenigstens einer Kenngröße eine Anpassung eines oder mehrerer Messparameter vorzunehmen. Die Messparameter können beispielsweise in dem Speicher 18 hinterlegt sein. Beispielsweise kann die Steuereinheit 16 eine Parametrierung vornehmen, wenn eine Veränderung des Druckmittlersystems 10 ermittelt wurde. Beispielsweise kann ein Nullpunkt des Druckmittlersystems 10 in Abhängigkeit wenigstens einer Kenngröße festgelegt und/oder geändert werden, etwa um einer Änderung des Drucks des Füllmediums 24 entgegenzuwirken.Optionally, the control unit 16 can be set up to adapt one or more measurement parameters based on the determined change in the pressure transmitter system 10, based on at least one parameter and/or based on a change in at least one parameter. The measurement parameters can be stored in memory 18, for example. For example, the control unit 16 can carry out a parameterization if a change in the pressure transmitter system 10 has been determined. For example, a zero point of the pressure transmitter system 10 can be defined and/or changed as a function of at least one parameter, for example in order to counteract a change in the pressure of the filling medium 24 .

Des Weiteren kann die Steuereinheit 16 in Antwort auf eine ermittelte Veränderung des Druckmittlersystems 10 ein Warnsignal ausgeben, etwa an einer Signalanzeige 32 des Druckmittlersystems 10 und/oder als elektrisches Warnsignal. Beispielsweise kann wenigstens ein Schwellwert für wenigstens eine Kenngröße in dem Speicher 18 hinterlegt sein. Bei Erreichen des Schwellwerts kann die Steuereinheit 16 das Warnsignal generieren und/oder ausgeben.Furthermore, the control unit 16 can output a warning signal in response to a determined change in the pressure transmitter system 10, for example on a signal display 32 of the pressure transmitter system 10 and/or as an electrical warning signal. For example, at least one threshold value for at least one parameter can be stored in memory 18 . When the threshold value is reached, the control unit 16 can generate and/or output the warning signal.

Nachfolgend sind Aspekte des Druckmittlersystems 10 zusammengefasst. Durch Anbringen des Schwingelements 30 auf der Prozessmembran 28 kann diese gezielt angeregt werden. Das Abklingverhalten, etwa gegenüber einem Referenzabklingverhalten bzw. Referenzzustand, kann von der Steuereinheit 16 bestimmt und/oder bewertet werden. Daraus können Rückschlüsse auf Veränderungen im Druckmittlersystem 10 gezogen werden. Die Detektion dieser Veränderung kann aus einer oder mehreren Kenngrößen und/oder deren Änderungen relativ zu Referenzwerten abgeleitet werden. Unter anderem kann die Abklingkurve nach gezielter Anregung, eine Änderung der Resonanzfrequenz der Prozessmembran 28, und/oder eine Veränderung der Amplituden der Schwingung ermittelt werden. Auch kann ein Dehn- und/oder Streckverhalten der Prozessmembran 28 ermittelt werden.Aspects of the diaphragm seal system 10 are summarized below. By attaching the oscillating element 30 to the process diaphragm 28, the latter can be excited in a targeted manner. The decay behavior, for example compared to a reference decay behavior or reference state, can be determined and/or evaluated by the control unit 16 . Conclusions about changes in the diaphragm seal system 10 can be drawn from this. The detection of this change can be derived from one or more parameters and/or their changes relative to reference values. Among other things, the decay curve after targeted excitation, a change in the resonant frequency of the process membrane 28, and/or a change in the amplitude of the oscillation can be determined. A stretching and/or stretching behavior of the process membrane 28 can also be determined.

Wird eine Veränderung im Druckmittlersystem 10 erkannt, kann eine Warnmeldung ausgegeben werden. Mit dieser Warnmeldung kann der Anwender Maßnahmen einleiten, wie beispielsweise das Druckmittlersystem 10 zu ersetzen, das Druckmittlersystem zu reinigen und/oder die Prozessbedingungen an die technischen Daten des Füllmediums 24 anzupassen. Auch können Veränderungen im Druckmittlersystem 10 eine Verschiebung der Kenngrößen der Prozessmembran 28 im Druckmittlersystem verursachen. Die Erfassung der Abweichungen können somit eine eindeutige Beurteilung des Zustandes des Druckmittlersystems 10 zulassen.If a change in the pressure transmitter system 10 is detected, a warning message can be issued. With this warning message, the user can initiate measures such as replacing the diaphragm seal system 10, cleaning the diaphragm seal system and/or adapting the process conditions to the technical data of the filling medium 24. Changes in the diaphragm seal system 10 can also cause a shift in the parameters of the process diaphragm 28 in the diaphragm seal system. The detection of the deviations can thus be a clear Allow term assessment of the condition of the diaphragm seal system 10.

Das Schwingelement 30, etwa ein Piezoelement 30, wird auf der Innenseite der Prozessmembran 28 befestigt. Die Steuereinheit 16 erzeugt ein elektrisches Signal, z.B. ein Impulspaket, und erregt damit das Schwingelement 30. Die dadurch ausgelöste Bewegung des Schwingelement 30 bringt die Prozessmembran 28 in Schwingung. In dieser Phase arbeitet das Schwingelement 30 als Sender. Das Abklingverhalten der Prozessmembran 28 kann nun durch das Schwingelement 30 erfasst und als elektrisches Signal bzw. Abklingsignal an die Steuereinheit 16 weitergegeben werden. In dieser Phase arbeitet das Schwingelement 30 als Empfänger. Etwa durch einen Vergleich einer oder mehrerer Kenngrößen, welche aus dem Abklingsignal abgeleitet werden können, mit Referenzwerten können Abweichungen und/oder Änderungen erkannt werden sowie entsprechende Warn- und/oder Störmeldungen ausgegeben werden.The oscillating element 30, such as a piezoelectric element 30, is attached to the inside of the process diaphragm 28. The control unit 16 generates an electrical signal, e.g. In this phase, the oscillating element 30 works as a transmitter. The decay behavior of the process diaphragm 28 can now be detected by the oscillating element 30 and forwarded to the control unit 16 as an electrical signal or decay signal. In this phase, the oscillating element 30 works as a receiver. By comparing one or more parameters, which can be derived from the decay signal, with reference values, deviations and/or changes can be detected and corresponding warnings and/or fault messages can be output.

2 zeigt ein Schnittbild eines Druckmittlersystems 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Sofern nicht anders beschrieben, weist das Druckmittlersystem 10 der 2 dieselben Elemente und/oder Funktionen wie das Druckmittlersystem 10 der 1 auf. 2 shows a sectional view of a pressure transmitter system 10 according to a further exemplary embodiment. Unless otherwise described, the diaphragm seal system 10 of 2 the same elements and / or functions as the diaphragm seal system 10 of 1 on.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Druckmittlersystem 10 zwei Schwingelemente 30 auf, welche symmetrisch zu einer Mittelachse der Prozessmembran 28 angeordnet sind. Es können auch eines oder mehrere, weitere Schwingelemente 30 vorgesehen sein. Insbesondere kann das Druckmittlersystem 10 der 2 auch ein mittig auf der Prozessmembran 28 angeordnetes Schwingelement 30 aufweisen, wie mit Bezug auf 1 beschrieben. Durch Verwendung mehrerer Schwingelemente 30 an unterschiedlichen Positionen der Prozessmembran 28 können weitere Informationen und/oder Kenngrößen der Prozessmembran 28 ermittelt werden. Beispielsweise kann so ein Dehn- und/oder Streckverhalten der Prozessmembran 28 in einer oder mehreren Raumrichtungen ermittelt werden.At the in 2 The exemplary embodiment shown has the pressure transmitter system 10 on two oscillating elements 30 which are arranged symmetrically to a central axis of the process diaphragm 28 . One or more further oscillating elements 30 can also be provided. In particular, the diaphragm seal system 10 of 2 also have an oscillating element 30 arranged centrally on the process diaphragm 28, as with reference to FIG 1 described. Additional information and/or parameters of the process diaphragm 28 can be determined by using a plurality of oscillating elements 30 at different positions of the process diaphragm 28 . For example, a stretching and/or stretching behavior of the process membrane 28 can be determined in one or more spatial directions.

Die Schwingelemente 30 detektieren das Abklingverhalten an unterschiedlichen Positionen der Prozessmembran 28 und geben jeweils ein mit dem an der jeweiligen Position detektierten Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal aus. Die Steuereinheit 16 kann eines oder mehrere der Schwingelemente 30 ansteuern, um die wenigstens eine Schwingung zu erzeugen. Bei Ansteuerung mehrerer Schwingelemente 30 können diese mit identischen oder voneinander unterschiedlichen Pulspaketen angeregt werden. Auch können die Schwingelemente 30 zeitgleich oder zeitlich versetzt zueinander angesteuert werden. Die Steuereinheit 16 kann ferner eines oder mehrere Abklingsignale von einem oder mehreren Schwingelementen 30 auswerten, um die Veränderung des Druckmittlersystems 10 zu ermitteln. Beispielsweise können die Abklingsignale unterschiedlicher Schwingelemente 30 miteinander verglichen werden, was weitere Rückschlüsse über den Zustand der Prozessmembran 28 ermöglichen kann.The oscillating elements 30 detect the decay behavior at different positions of the process diaphragm 28 and each output a decay signal that correlates with the decay behavior detected at the respective position. The control unit 16 can control one or more of the oscillating elements 30 in order to generate the at least one oscillation. When a plurality of oscillating elements 30 are activated, they can be excited with pulse packets which are identical or different from one another. The oscillating elements 30 can also be controlled at the same time or at different times in relation to one another. The control unit 16 can also evaluate one or more decay signals from one or more oscillating elements 30 in order to determine the change in the pressure transmitter system 10 . For example, the decay signals of different oscillating elements 30 can be compared with one another, which can allow further conclusions to be drawn about the state of the process diaphragm 28 .

3 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten eines Verfahrens zum Ermitteln einer Veränderung eines Druckmittlersystems 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Druckmittlersystem 10 kann es sich um eines der mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Druckmittlersysteme 10 handeln. 3 shows a flowchart to illustrate steps of a method for determining a change in a pressure transmitter system 10 according to an embodiment. The diaphragm seal system 10 can be one of the with reference to 1 and 2 act described diaphragm seal systems 10.

In einem Schritt S1 wird mit einem Schwingelement 30 eine Prozessmembran 28 des Druckmittlersystems 10 zu wenigstens einer Schwingung angeregt.In a step S1, a process diaphragm 28 of the pressure transmitter system 10 is excited to at least oscillate with an oscillating element 30.

In einem weiteren Schritt S2 wird mit dem Schwingelement 30 das Abklingverhaltens der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran 28 unter Generieren eines mit dem Abklingverhalten korrelierenden Abklingsignals detektiert.In a further step S2, the oscillating element 30 is used to detect the decay behavior of the at least one vibration of the process diaphragm 28 while generating a decay signal that correlates with the decay behavior.

In einem weiteren Schritt S3 wird eine Veränderung des Druckmittlersystems 10 basierend auf einem Auswerten und/oder Verarbeiten des Abklingsignals mit einer Steuereinheit 16 des Druckmittlersystems 10 ermittelt.In a further step S3, a change in the pressure transmitter system 10 is determined based on an evaluation and/or processing of the decay signal with a control unit 16 of the pressure transmitter system 10.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen.In addition, it should be noted that "comprising" and "having" do not exclude other elements or steps and the indefinite articles "a" or "an" do not exclude a plurality.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.Furthermore, it should be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limitations.

Claims (15)

Druckmittlersystem (10) zum Ermitteln eines Druckes eines Mediums, das Druckmittlersystem (10) aufweisend: eine Druckmesszelle (12) zur Ausgabe eines Drucksignals, welches proportional zu einem an der Druckmesszelle (12) anliegenden Druck ist; einen Druckmittler (20) mit einem Hydraulikkanal (22) und einer Prozessmembran (28), wobei sich der Hydraulikkanal (22) zwischen der Druckmesszelle (12) und der Prozessmembran (28) erstreckt und dazu ausgebildet ist, ein Füllmedium (24) zu bevorraten, so dass ein auf die Prozessmembran (28) wirkender Prozessdruck des Mediums über das Füllmedium (24) zumindest teilweise auf die Druckmesszelle (12) übertagbar ist; wenigstens ein Schwingelement (30), welches mit der Prozessmembran (28) gekoppelt ist und welches dazu ausgeführt ist, die Prozessmembran (28) zu wenigstens einer Schwingung anzuregen, ein Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran (28) zu detektieren und ein mit dem Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal zu erzeugen; und eine Steuereinheit (16), welche mit dem Schwingelement (30) gekoppelt ist und welche dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Abklingsignal eine Veränderung des Druckmittlersystems (10) zu ermitteln.Pressure transmitter system (10) for determining a pressure of a medium, the pressure transmitter system (10) having: a pressure measuring cell (12) for outputting a pressure signal which is proportional to a pressure present at the pressure measuring cell (12); a diaphragm seal (20) with a hydraulic channel (22) and a process membrane (28), wherein the hydraulic channel (22) extends between the pressure measuring cell (12) and the process diaphragm (28) and is designed to store a filling medium (24), so that a process pressure of the medium acting on the process diaphragm (28) is released via the filling medium (24) can be at least partially transferred to the pressure measuring cell (12); at least one oscillating element (30) which is coupled to the process diaphragm (28) and which is designed to excite the process diaphragm (28) to vibrate at least, to detect a decay behavior of the at least one vibration of the process diaphragm (28) and to generate decay signal correlating decay behavior; and a control unit (16) which is coupled to the oscillating element (30) and which is set up to determine a change in the pressure transmitter system (10) based on the decay signal. Druckmittlersystem (10) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Schwingelement (30) dazu eingerichtet ist, die Prozessmembran (28) direkt und/oder unmittelbar zu der wenigstens einen Schwingung anzuregen.Diaphragm seal system (10) according to claim 1 , wherein the at least one oscillating element (30) is set up to excite the process membrane (28) directly and/or directly to the at least one oscillation. Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Schwingelement (30) mechanisch mit der Prozessmembran (28) gekoppelt ist.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one oscillating element (30) is mechanically coupled to the process membrane (28). Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Schwingelement (30) an einer dem Hydraulikkanal (22) zugewandten Seite der Prozessmembran (28) angeordnet ist; und/oder wobei das wenigstens eine Schwingelement (30) mittig auf der Prozessmembran (28) angeordnet ist.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one oscillating element (30) is arranged on a side of the process membrane (28) facing the hydraulic channel (22); and or wherein the at least one oscillating element (30) is arranged centrally on the process diaphragm (28). Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Druckmittlersystems (10) relativ zu einem Referenzzustand des Druckmittlersystems zu ermitteln.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is set up to determine the change in the pressure transmitter system (10) relative to a reference state of the pressure transmitter system. Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Druckmittlersystems (10) basierend auf einer Ermittlung wenigstens einer Kenngröße des Druckmittlersystems (10) zu ermitteln; und/oder wobei die Steuereinheit (16) dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Druckmittlersystems (10) basierend auf einer Ermittlung einer Änderung wenigstens einer Kenngröße des Druckmittlersystems (10) relativ zu wenigstens einem Referenzwert der wenigstens einen Kenngröße zu ermitteln.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is set up to determine the change in the pressure transmitter system (10) based on a determination of at least one parameter of the pressure transmitter system (10); and or wherein the control unit (16) is set up to determine the change in the pressure transmitter system (10) based on determining a change in at least one parameter of the pressure transmitter system (10) relative to at least one reference value of the at least one parameter. Druckmittlersystem (10) nach Anspruch 6, wobei der wenigstens eine Referenzwert der wenigstens einen Kenngröße in einem Speicher (18) des Druckmittlersystems (10) hinterlegt ist.Diaphragm seal system (10) according to claim 6 , wherein the at least one reference value of the at least one parameter is stored in a memory (18) of the pressure transmitter system (10). Druckmittlersystem (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die wenigstens eine Kenngröße zumindest einen Teil einer Abklingkurve, wenigstens eine Abklingfrequenz, wenigstens eine Abklingamplitude, wenigstens eine Resonanzfrequenz der Prozessmembran (28), eine Dicke der Prozessmembran (28), eine Steifigkeit der Prozessmembran (28), eine Elastizität der Prozessmembran (28), eine Deformation der Prozessmembran (28), eine Qualität des Füllmediums (24), eine Eigenschaft des Füllmediums (24) und/oder einen Fülldruck des Füllmediums (24) umfasst.Diaphragm seal system (10) according to one of Claims 6 or 7 , wherein the at least one parameter is at least a part of a decay curve, at least one decay frequency, at least one decay amplitude, at least one resonant frequency of the process diaphragm (28), a thickness of the process diaphragm (28), a rigidity of the process diaphragm (28), an elasticity of the process diaphragm ( 28), a deformation of the process diaphragm (28), a quality of the filling medium (24), a property of the filling medium (24) and/or a filling pressure of the filling medium (24). Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu eingerichtet ist, die Prozessmembran (28) pulsartig mit wenigstens einer Anregungsfrequenz, wenigstens einer Anregungsamplitude und/oder wenigstens einer Anregungszeitdauer zu der wenigstens einen Schwingung anzuregen.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is set up to excite the process diaphragm (28) in a pulsed manner with at least one excitation frequency, at least one excitation amplitude and/or at least one excitation time period to produce the at least one oscillation. Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Anregungsamplitude und/oder wenigstens eine Anregungsfrequenz zu ermitteln, mit welcher die Prozessmembran (28) anregbar ist.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is set up to determine at least one excitation amplitude and/or at least one excitation frequency with which the process diaphragm (28) can be excited. Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) ferner dazu eingerichtet ist, in Antwort auf eine ermittelte Veränderung des Druckmittlersystems (10) ein Warnsignal auszugeben.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is further set up to output a warning signal in response to a determined change in the pressure transmitter system (10). Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) ferner dazu eingerichtet ist, in Antwort auf eine ermittelte Veränderung des Druckmittlersystems (10) eine Kalibrierung und/oder Parametrierung des Druckmittlersystems (10) durchzuführen.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (16) is also set up to carry out a calibration and/or parameterization of the pressure transmitter system (10) in response to a determined change in the pressure transmitter system (10). Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Schwingelement (30) ein piezoelektrisches Schwingelement, ein induktives Schwingelement und/oder ein kapazitives Schwingelement ist.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one oscillating element (30) is a piezoelectric oscillating element, an inductive oscillating element and/or a capacitive oscillating element. Druckmittlersystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Druckmittlersystem (10) mehrere Schwingelemente (30) aufweist, welche dazu ausgeführt sind, das Abklingverhalten der wenigstens einen Schwingung an unterschiedlichen Positionen der Prozessmembran (28) zu detektieren und jeweils ein mit dem Abklingverhalten korrelierendes Abklingsignal zu erzeugen.Pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, wherein the pressure transmitter system (10) has a plurality of oscillating elements (30) which are designed to detect the decay behavior of the at least one vibration at different positions of the process diaphragm (28) and one with the decay behavior generate a correlating decay signal. Verfahren zum Ermitteln einer Veränderung eines Druckmittlersystems (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, das Verfahren aufweisend: Anregen, mit einem Schwingelement (30), einer Prozessmembran (28) des Druckmittlersystems (10) zu wenigstens einer Schwingung; Detektieren, mit dem Schwingelement (30), eines Abklingverhaltens der wenigstens einen Schwingung der Prozessmembran (28) unter Generieren eines mit dem Abklingverhalten korrelierenden Abklingsignals; und Ermitteln einer Veränderung des Druckmittlersystems (10) basierend auf einem Auswerten des Abklingsignals mit einer Steuereinheit (16) des Druckmittlersystems (10)Method for determining a change in a pressure transmitter system (10) according to one of the preceding claims, the method comprising: exciting, with an oscillating element (30), a process membrane (28) of the pressure transmitter system (10) to at least one oscillation; Detecting, with the oscillating element (30), a decay behavior of the at least one vibration of the process membrane (28) while generating a decay signal correlating with the decay behavior; and determining a change in the pressure transmitter system (10) based on an evaluation of the decay signal with a control unit (16) of the pressure transmitter system (10)
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