DE4226391A1 - Detecting zero-point drift for correcting vibration phase shift in Coriolis mass flow meter - measuring additional vibration characteristic parameters e.g. amplitude or DC components using light source-photosensor light valve and correcting using e.g. difference - Google Patents

Detecting zero-point drift for correcting vibration phase shift in Coriolis mass flow meter - measuring additional vibration characteristic parameters e.g. amplitude or DC components using light source-photosensor light valve and correcting using e.g. difference

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Abstract

The phase shift of the vibration motion of the flow transducer is compensated for by measuring additional characteristic variations of parameters dependent on the vibration system and using the results for correction of measurement values. The amplitude of the signals from the vibration transducer and the differences in these amplitudes can be used as the additional characteristics. The d.c. components of the transducer signals and their differences can be used as the additional characteristics. USE/ADVANTAGE - For correcting phase shifts in Coriolis mass flow meter caused by Coriolis forces or temp. changes. Enables vibration variations to be detected, fully characterised and used to correct measurement values.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Korrektur einer Nullpunkt­ drift bei einem Massenstrommesser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for detecting and correcting a zero point drifts in a mass flow meter according to the preamble of patent claim 1.

Desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.Furthermore, the invention relates to a device for performing the above Procedure.

Bei Massenstrommessern, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten (vgl. z. B. DE-OS 30 07 361, 30 46 793, 37 39 383, 39 16 285, 38 29 058), wird ein Meßrohr oder werden mehrere Meßrohre, die in einem Gestell fest eingespannt sind, zu Biegeschwin­ gungen oder kombinierten Biege- und Torsionsschwingungen angeregt. Wird ein solches Meßrohrsystem von einem Fluid durchströmt, entstehen Corioliskräfte, die an der Innenwand des bewegten Meßrohres senkrecht zur Strömungsrichtung angreifen. Durch die Wirkung dieser Corioliskräfte entstehen zwischen einlaufseitigem und auslaufseitigem Teil des Schwingungssystems Phasenverschiebungen, die ein Maß für den Massenfluß darstellen.For mass flow meters that work according to the Coriolis principle (see e.g. DE-OS 30 07 361, 30 46 793, 37 39 383, 39 16 285, 38 29 058), a measuring tube or several measuring tubes, which are firmly clamped in a frame, become bending swings or combined bending and torsional vibrations. Becomes a Such a measuring tube system flows through a fluid, Coriolis forces arise that attack the inner wall of the moving measuring tube perpendicular to the direction of flow. The action of these Coriolis forces creates between the inlet side and outlet side part of the vibration system phase shifts, which is a measure of represent the mass flow.

Da dieses Schwingungssystem seine mechanischen Eigenschaften abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen, sowie abhängig von äußeren und inneren Störungen verändert, können Phasenverschiebungen auftreten, die unabhängig von einem Massen­ fluß durch das Meßrohrsystem sind und denjenigen Phasenverschiebungen, die auf­ grund eines Maßeflusses entstehen, überlagert sind. Mögliche Ursachen für solche Veränderungen sind u. a. der Temperaturgradient zwischen Meßrohrsystem und Gestell, Unsymmetrien in den Einspannungen der Meßrohre, mechanische Kopplungen zwi­ schen Meßaufnehmer und Umwelt, Materialalterungen und in besonderem Maße unerwünschte mechanische Kopplungen zwischen den verschiedenen Freiheitsgraden des schwingenden Meßrohrsystems.Because this vibration system its mechanical properties depend on the operating conditions, as well as depending on external and internal faults changed, phase shifts can occur that are independent of a mass flow through the measuring tube system and those phase shifts that on arise due to a mass flow, are superimposed. Possible causes for such Changes are a. the temperature gradient between the measuring tube system and the frame, Asymmetries in the clamps of the measuring tubes, mechanical couplings between cal sensor and environment, material aging and in particular undesirable mechanical coupling between the different degrees of freedom of the vibrating measuring tube system.

Die in einem Gestell eingespannten Meßrohre eines Coriolis- Massenstrommessers sind konstruktionsbedingt statisch überbestimmte Systeme. Zwischen zwei verbundenen Teilstücken eines Systems besteht mindestens immer eine Verbindung in Form einer Dämpfung. Diese Verbindung führt zu einem Energiefluß von einem Teilstück in das andere Teilstück. Ändert sich nun die Dämpfung in der Einspannung der Meßrohre, so ändert sich deren Schwingungsverhalten. Deswegen können Phasenverschiebungen auf­ treten, die sich dem eigentlichen Meßeffekt, nämlich der Phasenverschiebung aufgrund Massenfluß überlagern. Diese zusätzlichen Phasenverschiebungen führen zu einer Null­ punktdrift des Massenstrommessers.The measuring tubes of a Coriolis mass flow meter clamped in a frame are structurally overdetermined systems due to their design. Between two connected Parts of a system always have at least one connection in the form of a Damping. This connection leads to an energy flow from a section into the other section. If the damping in the clamping of the measuring tubes changes, see above their vibration behavior changes. Because of this, phase shifts can occur occur due to the actual measurement effect, namely due to the phase shift  Superimpose mass flow. These additional phase shifts lead to a zero point drift of the mass flow meter.

Das Meßrohrsystem wird in einem bestimmten Freiheitsgrad mit seiner Resonanz­ frequenz zu Schwingungen angeregt. Konstruktionsbedingt können die anderen Frei­ heitsgrade des Meßrohrsystems ähnliche Resonanzfrequenzen haben. Besteht nun eine Kopplung zwischen den Freiheitsgraden, die sich ändern kann, so ist ebenfalls eine deutliche Veränderung des Schwingungsverhaltens des Meßrohrsystems zu erkennen, die zu einer Nullpunktdrift des Massenstrommessers führt. Üblicherweise wird die Phasenverschiebung nur in einer Schwingungsebene gemessen. Insbesondere bei Massenstrommessern mit geraden Meßrohren ist jedoch eine starke Kopplung zwischen den beiden, aufeinander senkrecht stehenden Schwingungsebenen der Meßrohre wirksam. Durch Kopplungen kann Schwingungsenergie zwischen den Freiheitsgraden übertragen werden. Die Schwingungssysteme besitzen eine große Güte, was sich durch eine große Phasensteilheit im Resonanzfall zeigt. Da nun die anderen Freiheitsgrade gegenüber dem angeregten Freiheitsgrad in gewissem Maße verstimmt sein können, was insbesondere bei einem geraden Meßrohr immer der Fall ist, schwingen die anderen Freiheitsgrade mit einer Phasendifferenz bezüglich des angeregten Freiheits­ grades. Durch die große Phasensteilheit im Resonanzfall entstehen beträchtliche Phasenverschiebungen zwischen dem angeregten Freiheitsgrad und den anderen mit­ schwingenden Freiheitsgraden, woraus Nullpunktdriften resultieren.The measuring tube system is in a certain degree of freedom with its resonance frequency excited to vibrate. Due to the design, the others can be free degrees of the measuring tube system have similar resonance frequencies. Now there is one Coupling between degrees of freedom, which can change, is also one recognize significant changes in the vibration behavior of the measuring tube system, which leads to a zero drift of the mass flow meter. Usually the Phase shift measured only in one vibration level. Especially at Mass flow meters with straight measuring tubes are, however, a strong coupling between the two mutually perpendicular vibration planes of the measuring tubes effective. Couplings can generate vibrational energy between the degrees of freedom be transmitted. The vibration systems are of great quality, which is reflected in shows a large phase steepness in the resonance case. Since the other degrees of freedom may be somewhat out of tune with the excited degree of freedom, what is always the case, especially with a straight measuring tube, the vibrate other degrees of freedom with a phase difference with respect to the excited freedom degrees. Due to the large phase steepness in the resonance case, considerable ones arise Phase shifts between the excited degree of freedom and the others with vibrating degrees of freedom, resulting in zero drifts.

Deswegen ist es notwendig, solche Veränderungen im Schwingungssystem zu erfassen, um darauf aufbauend Korrekturfaktoren für den Nullpunkt und damit für den Massenfluß zu bestimmen.That is why it is necessary to make such changes in the vibration system capture, based on this, correction factors for the zero point and thus for the To determine mass flow.

Bei bekannten Massenstrommessern dieser Art wird versucht durch zusätzliche Vorrichtungen das Meßrohrsystem von der Umgebung zu entkoppeln (OS 38 29 059, 36 32 851). Nachteil dieser Lösung ist der hohe konstruktive Aufwand und die nur teilweise Beseitigung der Nullpunktdrift, da beispielsweise Unsymmetrien in den Einspannungen als Ursache für eine Nullpunktdrift dennoch wirksam bleiben.In known mass flow meters of this type, additional attempts are made Devices to decouple the measuring tube system from the environment (OS 38 29 059, 36 32 851). The disadvantage of this solution is the high design effort and the only partial elimination of the zero point drift, as for example asymmetries in the Tensions as the cause of zero drift remain effective.

Bei einem anderen gleichfalls bekannten Massenstrommesser (vgl. DE- OS 37 38 018) wird die Phasenverschiebung nicht nur mit zwei Schwingungsauf­ nehmern erfaßt, sondern mit zusätzlichen Schwingungsaufnehmern, so daß die Phasen­ verschiebungen an verschiedenen Positionen der Meßrohre oder des Meßrohres ausge­ wertet werden können. Hieraus können Unsymmetrien in den Einspannungen abge­ schätzt werden. Nachteil dieser Lösung ist die nur teilweise Beseitigung der Nullpunkt­ drift, da zwar Unsymmetrien erfaßt werden, nicht aber Verkopplungen zwischen den Freiheitsgraden.Another mass flow meter, which is also known (cf. DE- OS 37 38 018) the phase shift is not only caused by two vibrations participants, but with additional vibration sensors, so that the phases displacements at different positions of the measuring tubes or the measuring tube  can be evaluated. This can result in asymmetries in the clamping be appreciated. The disadvantage of this solution is the only partial elimination of the zero point drift, since asymmetries are recorded, but not couplings between the Degrees of freedom.

Desweiteren sind Massenstrommesser bekannt, die aus der Temperaturdifferenz zwischen Meßrohr und Gestell Korrekturfaktoren für den Massenstrom ermitteln (OS 36 32 851). Nachteil ist auch hier die nur teilweise Beseitigung der Nullpunktdrift, da Unsymmetrien durch einlauf- und auslaufseitig unterschiedliche Bedämpfung des Massenstrommessers nicht erfaßt werden, und zudem die zwischen zwei Punkten gemessene Temperaturdifferenz nur ein grobes Abbild der Temperaturverteilung im Massenstrommesser darstellt und somit zu Ungenauigkeiten vor allem bei thermisch nicht eingeschwungenen Zustand des Massenstrommessers führt.Furthermore, mass flow meters are known, which result from the temperature difference Determine correction factors for the mass flow between the measuring tube and the frame (OS 36 32 851). The disadvantage here is that the zero drift is only partially eliminated, since asymmetries due to different damping of the inlet and outlet side Mass flow meter can not be recorded, and also between two points measured temperature difference only a rough representation of the temperature distribution in the Mass flow meter represents and thus to inaccuracies especially in thermal not steady state of the mass flow meter leads.

Das von der Erfindung gemäß Patentansprüchen gelöste Problem besteht darin, Veränderungen des Schwingungssystems zu erkennen und durch charakteristische Kenngrößen möglichst vollständig zu beschreiben und zur Korrektur des Massenflusses zu verwenden.The problem solved by the invention according to patent claims is Recognize changes in the vibration system and by characteristic To describe parameters as completely as possible and to correct the mass flow to use.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung zeigt weiterhin einen Weg für die Anwendung des Verfahrens in der Massendurchflußmeßtechnik nach dem Coriolis-Prinzip. Beson­ ders vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.This problem is solved according to the invention with the characteristic features of Claim 1 solved. The invention further shows a way for the application the method in mass flow measurement technology based on the Coriolis principle. Especially ders advantageous training and further developments of the invention are characterized by the features of Subclaims marked.

Mit dem gemäß Patentanspruch 1 beschriebenen Verfahren können Veränderungen im Schwingungssystem eines Coriolis-Massenstrommessers ermittelt werden durch Erfassung zusätzlicher charakteristischer, vom Schwingungssystem abhängiger Größen, insbesondere:With the method described in claim 1 changes can in the vibration system of a Coriolis mass flow meter can be determined by Acquisition of additional characteristic quantities dependent on the vibration system, in particular:

  • - den absoluten Amplituden der Schwingungsaufnehmer;- the absolute amplitudes of the vibration sensors;
  • - den Differenzen der absoluten Amplituden der Schwingungsaufnehmer;- the differences in the absolute amplitudes of the vibration sensors;
  • - den absoluten Gleichanteilen der Signale der Schwingungsaufnehmer; dies entspricht der Ruhelage des Schwingungssystems; diese Erfassung wird ermöglicht durch eine spezielle Sensorik gemäß den Patentansprüchen;- the absolute equal proportions of the signals from the vibration sensors; This matches with the resting position of the vibration system; this recording is made possible by a special sensors according to the claims;
  • - der Differenz der absoluten Gleichanteile der Schwingungsaufnehmer;- the difference between the absolute direct components of the vibration sensors;
  • - den absoluten Amplituden und Gleichanteilen von Schwingungen die in anderen Freiheitsgraden des überbestimmten Schwingungssystems auftreten können und deren Differenz;- The absolute amplitudes and equal proportions of vibrations in others  Degrees of freedom of the overdetermined vibration system can occur and their Difference;
  • - die Phasenverschiebung der Signale von Sensoren, die Schwingungen in einem anderen Freiheitsgrad erfassen.- The phase shift of the signals from sensors, the vibrations in one capture another degree of freedom.

Die in der Meßebene gemessene Phasendifferenz setzt sich aus mehreren Kom­ ponenten zusammen:The phase difference measured in the measuring plane consists of several com components together:

Phasegemessen = PhaseMeßeffekt + K0 + K1 *Amplitude1 + K2 *Amplitude2 + K3 * Gleichanteil1 + K4 *Gleichanteil2 + K5 * . . . usw.
mit Ki = Konstante i = 0, 1, 2, 3, . . . , n; n = Anzahl der zur Korrektur berücksich­ tigen Größen;
PhaseMeßeffekt = bekannt;Phase measured = phase measurement effect + K 0 + K 1 * amplitude 1 + K 2 * amplitude 2 + K 3 * DC component 1 + K 4 * DC component 2 + K 5 * . . . etc.
with K i = constant i = 0, 1, 2, 3,. . . , n; n = number of variables to be taken into account for correction;
Phase measuring effect = known;

Die Gewichtungsfaktoren Ki werden nun auf folgende Weise bestimmt:
Während der Massenstrommesser extremen Betriebsbedingungen ausgesetzt ist, werden gemäß Fig. 1 die Phasenverschiebung in der Meßebene (1) und die gemäß Patent­ anspruch 1 notwendigen zusätzlichen Größen erfaßt. Der Massendurchfluß muß dabei Null oder bekannt sein.The weighting factors K i are now determined in the following way:
While the mass flow meter is exposed to extreme operating conditions, the phase shift in the measuring plane ( 1 ) and the additional quantities necessary according to patent claim 1 are detected according to FIG. 1. The mass flow must be zero or known.

Extreme Umwelteinflüsse können z. B. folgende sein:Extreme environmental influences can e.g. B. be the following:

  • - Temperaturschwankungen der Umgebungstemperatur- Temperature fluctuations in the ambient temperature
  • - Temperaturschwankungen des Fluids im Meßrohrsystem- Temperature fluctuations of the fluid in the measuring tube system
  • - Einseitige Erwärmung der Meßrohraufhängung- One-sided heating of the measuring tube suspension
  • - Veränderung der Aufhängung des Meßaufnehmers- Change the suspension of the sensor
  • - Veränderung der Gehäusemasse durch Anbringen eines Gewichts- Change the housing dimensions by attaching a weight
  • - Allg.: Einflüsse die beim Betrieb des Massendurchflußmessers auftreten können usw.- General: Influences that occur during the operation of the mass flow meter can etc.

Nun kann man mittels eines geeigneten mathematischen Verfahrens und den aufgenom­ menen Meßreihen die Korrekturparameter Ki bestimmen, insbesondere mit dem mathematischen Verfahren der Ausgleichsrechnung.Now one can determine the correction parameters K i by means of a suitable mathematical method and the recorded series of measurements, in particular with the mathematical method of the compensation calculation.

Mittels den gefundenen Gewichtungsfaktoren kann man nun eine Korrektur gemäß folgender Gleichung durchführen:A correction can now be made using the found weighting factors do the following equation:

PhaseMeßeffekt = Phasegemessen-K0-K1 *Amplitude1-K2 *Amplitude2-K3 * Gleichanteil1-K4 *Gleichanteil2-K5 * . . . usw.Phase measurement effect = phase measured -K 0 -K 1 * amplitude 1 -K 2 * amplitude 2 -K 3 * DC component 1 -K 4 * DC component 2 -K 5 * . . . etc.

Sind die Korrekturparameter gefunden, bleiben sie dauerhaft im Massenstrommesser eingespeichert und dienen fortan zur Nullpunktkorrektur.Once the correction parameters have been found, they remain permanently in the mass flow meter stored and are used for zero point correction.

Vorteil des Verfahren gemäß Patentanspruch 1 in Verbindung mit der Ausgleichs­ rechnung ist, daß die Notwendigkeit die quantitativen Zusammenhänge zwischen möglichen Ursachen für eine Nullpunktdrift und deren Wirkung auf die Nullpunktdrift nicht bekannt sein müssen. Vielmehr ergibt sich aus der Ausgleichsrechnung ein Satz Korrekturfaktoren, ohne daß einzelne Kenngrößen getrennt erfaßt, separiert oder konstant gehalten werden müssen.Advantage of the method according to claim 1 in connection with the compensation calculation is that the necessity of the quantitative connections between possible causes of a zero point drift and their effect on the zero point drift do not need to be known. Rather, a rate results from the compensation calculation Correction factors without individual parameters being recorded, separated or must be kept constant.

Bei bislang bekannten Massestrommessern wurde die Ruhelage der Meßrohre nicht berücksichtigt. Durch eine Veränderung dieser Ruhelage kann sich der Einfluß des Aktors, der zur Schwingungserregung erforderlich ist, auf das Schwingungssystem verändern, woraus ebenfalls Nullpunktdriften resultieren. Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 wird nun auch dieser Einfluß mitberücksichtigt.In the case of mass flow meters known to date, the resting position of the measuring tubes was not considered. By changing this rest position, the influence of the Actuator, which is required for vibration excitation, on the vibration system change, which also results in zero drift. In the procedure after Claim 1 now also takes this influence into account.

Oftmals werden als Schwingungsaufnehmer in Coriolis-Massenstrommessern elek­ trodynamische Sensoren verwendet. Diese Aufnehmer liefern nur Wechselsignale und keinen Gleichanteil, der abhängig von der Ruhelage des Meßrohres ist. In solchen Sensoren wird nur dann eine Spannung induziert, wenn sich das Magnetfeld in der Spule ändert, was üblicherweise durch einen Dauermagneten, der in die Spule ein­ taucht, erreicht wird.Coriolis mass flow meters are often used as vibration sensors trodynamic sensors used. These sensors only deliver alternating signals and no constant component, which is dependent on the resting position of the measuring tube. In such A voltage is only induced when the magnetic field is in the sensors Coil changes, which is usually due to a permanent magnet that enters the coil dives, is reached.

Ein Gleichanteil, der abhängig von der Ruhelage des Meßrohres des Massenstrom­ messers ist, kann folgendermaßen gemessen werden:A constant component, which depends on the resting position of the measuring tube of the mass flow can be measured as follows:

Benutzt man als Schwingungsaufnehmer fotoempfindliche Flächen, die von einem Lichtstrahl je nach Position des Rohres, mehr oder weniger beleuchtet werden, so bekommt man immer einen Gleichanteil, der von der Ruhelage des Rohres und von der Intensität des Lichtsenders abhängig ist.If you use photosensitive surfaces from a vibration sensor Light beam depending on the position of the tube, more or less illuminated, so you always get a constant component, which depends on the rest position of the pipe and the Intensity of the light transmitter is dependent.

Um Ausführungsformen der Erfindung besser kenntlich zu machen, sind die angefügten Zeichnungen nicht maßstabsgerecht. Der Übersichtlichkeit halber wurde auf Darstellung der Schwingungsanregung und der Schwingungsaufnehmer verzichtet.In order to better identify embodiments of the invention, the attached drawings are not to scale. For the sake of clarity, Representation of the vibration excitation and the vibration sensor is omitted.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are in Described in more detail below.  

Fig. 1 zeigt einen Geradrohraufnehmer mit dem Meßrohr (4) den Einspannungen (3) am Gestell, dem angeregten Freiheitsgrad (1) und dem dazu senkrechten Freiheits­ grad (2). Fig. 1 shows a straight tube sensor with the measuring tube ( 4 ) the clamps ( 3 ) on the frame, the excited degree of freedom ( 1 ) and the perpendicular degree of freedom ( 2 ).

Fig. 2 zeigt eine weitere Bauform eines gattungsgemäßen Massenstrommessers mit dem U-förmig gebogenen Meßrohr (4) den Einspannungen (3) am Gestell, dem angeregten Freiheitsgrad (1) und den zusätzlichen Freiheitsgraden zur Erkennung einer Nullpunktdrift (2, 5, 6). Fig. 2 shows a further design of a generic mass flow meter with the U-shaped measuring tube ( 4 ), the clamps ( 3 ) on the frame, the excited degree of freedom ( 1 ) and the additional degrees of freedom for detecting a zero point drift ( 2 , 5 , 6 ).

Fig. 3 zeigt eine weitere Bauform eines gattungsgemäßen Massenstrommessers mit dem S-förmig gebogenen Meßrohr (4), den Einspannungen (3) am Gestell, dem angeregten Freiheitsgrad (1) und den zusätzlichen Freiheitsgraden zur Erkennung einer Nullpunktdrift (2, 4, 6). Fig. 3 shows a further design of a generic mass flow meter with the S-shaped measuring tube ( 4 ), the clamps ( 3 ) on the frame, the excited degree of freedom ( 1 ) and the additional degrees of freedom to detect a zero point drift ( 2 , 4 , 6 ) .

Fig. 4 zeigt eine mögliche Bauform eines Schwingungsaufnehmers mittels fotoemp­ findlicher Flächen. Eine Lichtquelle (3) strahlt Licht möglichst parallel auf das Meß­ rohr (4). Die Schwingung wird mit den beiden fotoempfindlichen Flächen (1, 2) aufgenommen. Fig. 4 shows a possible design of a vibration sensor by means of photosensitive surfaces. A light source ( 3 ) emits light as parallel as possible to the measuring tube ( 4 ). The vibration is recorded with the two photosensitive surfaces ( 1 , 2 ).

Fig. 5 zeigt eine mögliche Bauform eines Schwingungsaufnehmers mit der Licht­ quelle (3), dem Meßrohr (4) und nur einer fotoempfindlichen Fläche (1). Fig. 5 shows a possible design of a vibration sensor with the light source ( 3 ), the measuring tube ( 4 ) and only one photosensitive surface ( 1 ).

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Schwingungsaufnehmers mit der Lichtquelle (3), dem Meßrohr (4), den fotoempfindlichen Flächen (1, 2) und einer Blende, durch die abhängig von der Meßrohrschwingung die beiden fotoempfindlichen Flächen beleuchtet werden. Somit entstehen zwei Sinussignale, die um 180 Grad phasenverschoben sind, und einen großen Gleichanteil besitzen. Bildet man die Diffe­ renz der beiden Signale, so erhält man ein Sinussignal, das um Null schwingt, und nur einen kleinen Gleichanteil besitzt. Durch das Differenzprinzip werden die Störungen verringert. Fig. 6 shows a preferred embodiment of a vibration sensor with the light source ( 3 ), the measuring tube ( 4 ), the photosensitive surfaces ( 1 , 2 ) and an aperture through which the two photosensitive surfaces are illuminated depending on the measuring tube vibration. This creates two sine signals that are 180 degrees out of phase and have a large DC component. If one forms the difference between the two signals, a sinusoidal signal is obtained which oscillates around zero and has only a small DC component. The interference principle reduces the interference.

Claims (11)

1. Verfahren zur Erkennung einer Nullpunktdrift eines Coriolis-Massenstrommessers zur Korrektur der von Corioliskräften verursachten Phasenverschiebungen der Schwin­ gungsbewegungen eines Durchflußmeßaufnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erfassung zusätzlicher charakteristischer, vom Schwingungssystem abhängiger Größen Veränderungen des Schwingungsverhaltens des Meßrohrsystems eines gattungs­ gemäßen Massenstrommessers erkannt und zur Korrektur des Meßwertes benutzt werden.1. A method for detecting a zero drift of a Coriolis mass flow meter for correcting the phase shifts caused by Coriolis forces of the vibration movements of a flow measuring transducer, characterized in that changes in the vibration behavior of the measuring tube system of a generic mass flow meter are detected by detecting additional characteristic variables dependent on the vibration system and are corrected of the measured value can be used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche charakteristische Größen die Amplituden der Signale der Schwingungsaufnehmer und deren Differenz benutzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that as an additional characteristic quantities the amplitudes of the signals of the vibration sensors and whose difference are used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche charakteristische Größen die Gleichanteile der Signale der Schwingungsaufnehmer und deren Differenz benutzt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that as an additional characteristic quantities the constant components of the signals of the vibration sensors and whose difference are used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche charakteristische Größen die Amplituden und die Gleichanteile der Signale von Schwin­ gungsaufnehmern, die Schwingungen in anderen Freiheitsgraden erfassen, benutzt werden.4. The method according to claim 1, characterized in that as an additional characteristic quantities the amplitudes and the direct components of the signals from Schwin gauges that detect vibrations in other degrees of freedom become. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche charakteristische Größen die Phasenverschiebung der Signale von Sensoren, die Schwingungen in einem anderen Freiheitsgrad erfassen, benutzt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that as an additional characteristic quantities the phase shift of the signals from sensors that Detect vibrations in another degree of freedom is used. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche charakteristische Größen die Phasenverschiebung der Signale von Sensoren, die Schwingungen in unterschiedlichen Freiheitsgraden erfassen, benutzt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that as an additional characteristic quantities the phase shift of the signals from sensors that Detect vibrations in different degrees of freedom is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur einer Null­ punktdrift gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche die genannten Größen mittels folgenden mathematischen Verknüpfungen kombiniert werden:
  • - Differenzen der obengenannten Größen;
  • - Potenzen der obengenannten Größen;
  • - Produkte der obengenannten Größen.
7. The method according to claim 1, characterized in that for correcting a zero point drift according to one of the preceding claims, the quantities mentioned are combined by means of the following mathematical combinations:
  • - differences of the above sizes;
  • - potencies of the above sizes;
  • - Products of the above sizes.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren der Korrekturgrößen dem System erlernt werden, indem man es während des Kalibrier­ vorgangs mit bekanntem Durchfluß extremen Bedingungen aussetzt, und mit den hieraus gewonnenen Meßreihen die Gewichtungsfaktoren mittels eines geeigneten mathematischen Verfahrens, insbesondere der Ausgleichsrechnung, bestimmt.8. The method according to claim 1, characterized in that the weighting factors  of the correction values of the system can be learned by using it during the calibration operation with known flow exposes to extreme conditions, and with the measurement series obtained from this, the weighting factors by means of a suitable mathematical procedure, especially the equalization calculation. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.9. Device for performing the method according to claim 1. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine fotoempfindliche Fläche je nach Lage des Meßrohres mehr oder weniger von einer Lichtquelle beleuchtet wird und aus dem Gleichanteil dieses Sensorsignals Rückschlüsse auf die Ruhelage des Meßrohres möglich sind.10. The device according to claim 9, characterized in that at least one photosensitive surface more or less depending on the position of the measuring tube Light source is illuminated and conclusions can be drawn from the direct component of this sensor signal to the rest position of the measuring tube are possible. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei fotoempfindliche Flächen abwechselnd, d. h. genau um 180 Grad phasenverschoben, mehr oder weniger von einer Lichtquelle beleuchtet werden und durch Differenzbildung ein Signal mit nur geringem Gleichanteil entsteht.11. The device according to claim 9, characterized in that two photosensitive Alternating areas, d. H. exactly 180 degrees out of phase, more or less be illuminated by a light source and by forming a difference with only one signal low DC component arises.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1182433A2 (en) * 2000-08-18 2002-02-27 Micro Motion, Inc. Coriolis mass flow controller
US6748813B1 (en) 1998-12-08 2004-06-15 Emerson Electric Company Coriolis mass flow controller
AU782183B2 (en) * 1998-12-08 2005-07-07 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow controller
WO2005068944A2 (en) * 2004-01-02 2005-07-28 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow sensor with optical vibration detectors
EP1719983A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Berkin B.V. Coriolis mass flow meter using contactless excitation and detection
NL1032880C2 (en) * 2006-11-16 2008-05-19 Berkin Bv Coriolis mass flow meter.
CN106895896A (en) * 2017-03-03 2017-06-27 太原太航科技有限公司 The e measurement technology of mass flowmenter self-correcting zero
CN110431387A (en) * 2017-03-20 2019-11-08 高准公司 The zero migration of vibrometer is determined under process condition
DE112004000612B4 (en) 2003-04-08 2023-05-04 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Zero adjustment techniques for a flow meter

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018110495B4 (en) * 2018-05-02 2021-02-18 Endress+Hauser Flowtec Ag Coriolis measuring sensor with a measuring tube torsion compensating sensor group and a Coriolis measuring device with such a measuring sensor

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3007361A1 (en) * 1979-02-26 1980-09-11 S & F Ass DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A MATERIAL FLOW
DE3046793A1 (en) * 1980-02-28 1981-09-17 Halliburton Co., 73533 Duncan, Okla. CORIOLIS MASS FLOW METER
EP0253504A1 (en) * 1986-07-16 1988-01-20 Schlumberger Industries Limited Mass flowmeter
DE3632851A1 (en) * 1986-09-26 1988-04-07 Flowtec Ag MASS FLOW MEASURING DEVICE WORKING ACCORDING TO THE CORIOLIS PRINCIPLE
EP0282217A2 (en) * 1987-03-11 1988-09-14 Schlumberger Industries Limited Mass flow measurement
EP0300301A1 (en) * 1987-07-22 1989-01-25 Exac Corporation Apparatus and method for measuring the mass flow rate of material flowing through at least one vibrating conduit
WO1989000679A1 (en) * 1987-07-15 1989-01-26 Micro Motion, Inc. Improved accuracy mass flow meter with asymmetry and viscous damping compensation
DE3816045A1 (en) * 1987-09-11 1989-05-24 Flowtec Ag Optical fibre device, in particular for mass flow rate meters
DE3738018A1 (en) * 1987-11-09 1989-05-24 Flowtec Ag METHOD FOR ERROR DETECTION AND CORRECTION, IN PARTICULAR WITH A MASS FLOW MEASURING DEVICE
DE3739383A1 (en) * 1987-11-20 1989-06-01 Flowtec Ag Method and device for mass flow measurement using the Coriolis principle
DE3829058A1 (en) * 1988-08-26 1990-03-08 Danfoss As Flow meter (I) working according to the coriolis principle
DE3916285A1 (en) * 1989-05-19 1990-11-22 Krohne Messtechnik Massametron MASS FLOW MEASURING DEVICE
DE4100006A1 (en) * 1991-01-02 1992-07-09 Joerg Dr Zaschel UNIVERSAL MASS FLOW MEASURING DEVICE FOR LIQUIDS, GASES AND SOLIDS

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3007361A1 (en) * 1979-02-26 1980-09-11 S & F Ass DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A MATERIAL FLOW
DE3046793A1 (en) * 1980-02-28 1981-09-17 Halliburton Co., 73533 Duncan, Okla. CORIOLIS MASS FLOW METER
EP0253504A1 (en) * 1986-07-16 1988-01-20 Schlumberger Industries Limited Mass flowmeter
DE3632851A1 (en) * 1986-09-26 1988-04-07 Flowtec Ag MASS FLOW MEASURING DEVICE WORKING ACCORDING TO THE CORIOLIS PRINCIPLE
EP0282217A2 (en) * 1987-03-11 1988-09-14 Schlumberger Industries Limited Mass flow measurement
WO1989000679A1 (en) * 1987-07-15 1989-01-26 Micro Motion, Inc. Improved accuracy mass flow meter with asymmetry and viscous damping compensation
EP0300301A1 (en) * 1987-07-22 1989-01-25 Exac Corporation Apparatus and method for measuring the mass flow rate of material flowing through at least one vibrating conduit
DE3816045A1 (en) * 1987-09-11 1989-05-24 Flowtec Ag Optical fibre device, in particular for mass flow rate meters
DE3738018A1 (en) * 1987-11-09 1989-05-24 Flowtec Ag METHOD FOR ERROR DETECTION AND CORRECTION, IN PARTICULAR WITH A MASS FLOW MEASURING DEVICE
DE3739383A1 (en) * 1987-11-20 1989-06-01 Flowtec Ag Method and device for mass flow measurement using the Coriolis principle
DE3829058A1 (en) * 1988-08-26 1990-03-08 Danfoss As Flow meter (I) working according to the coriolis principle
DE3916285A1 (en) * 1989-05-19 1990-11-22 Krohne Messtechnik Massametron MASS FLOW MEASURING DEVICE
DE4100006A1 (en) * 1991-01-02 1992-07-09 Joerg Dr Zaschel UNIVERSAL MASS FLOW MEASURING DEVICE FOR LIQUIDS, GASES AND SOLIDS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VDI-Z 116 (1974), Nr. 14, Oktober, S. 1141-ff. *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6748813B1 (en) 1998-12-08 2004-06-15 Emerson Electric Company Coriolis mass flow controller
AU782183B2 (en) * 1998-12-08 2005-07-07 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow controller
EP1182433A3 (en) * 2000-08-18 2007-01-24 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow controller
SG94858A1 (en) * 2000-08-18 2003-03-18 Emerson Electric Co Coriolis mass flow controller
EP1182433A2 (en) * 2000-08-18 2002-02-27 Micro Motion, Inc. Coriolis mass flow controller
DE112004000612B4 (en) 2003-04-08 2023-05-04 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Zero adjustment techniques for a flow meter
WO2005068944A2 (en) * 2004-01-02 2005-07-28 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow sensor with optical vibration detectors
US7117751B2 (en) 2004-01-02 2006-10-10 Emerson Electric Co. Coriolis mass flow sensor having optical sensors
EP2110647A1 (en) * 2004-01-02 2009-10-21 Emerson Electric CO. Coriolis mass flow sensor
WO2005068944A3 (en) * 2004-01-02 2005-09-15 Emerson Electric Co Coriolis mass flow sensor with optical vibration detectors
EP1719983A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Berkin B.V. Coriolis mass flow meter using contactless excitation and detection
US7353718B2 (en) 2005-05-02 2008-04-08 Berkin B.V. Mass flowmeter of the Coriolis type
US7464610B2 (en) 2005-05-02 2008-12-16 Berkin B.V. Coriolis flowmeter having a contactless excitation device
NL1032880C2 (en) * 2006-11-16 2008-05-19 Berkin Bv Coriolis mass flow meter.
EP1923675A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-21 Berkin B.V. Coriolis mass flowmeter
US7617740B2 (en) 2006-11-16 2009-11-17 Berkin B.V. Coriolis mass flowmeter with optical position sensors
CN106895896A (en) * 2017-03-03 2017-06-27 太原太航科技有限公司 The e measurement technology of mass flowmenter self-correcting zero
CN110431387A (en) * 2017-03-20 2019-11-08 高准公司 The zero migration of vibrometer is determined under process condition
CN110431387B (en) * 2017-03-20 2021-11-09 高准公司 Determining zero point offset of a vibrating meter under process conditions

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DE4226391C2 (en) 1995-07-20

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