DE102004031636B4

DE102004031636B4 - Method and device for operating an inductive flow measuring device

Info

Publication number: DE102004031636B4
Application number: DE200410031636
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Herwig; Dieter Keese; Klaus Schäfer; Hans W. Dipl.-Ing. Schwiderski; Ralf Dipl.-Phys. Bäcker; Harald Dipl.-Ing. Grothey; Karl-Heinz Rackebrandt
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2024-07-01
Also published as: DE102004031636A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung, bei welchem über ein induktives Magnetsystem ein elektromagnetisches Signal in dem Messmedium erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfrequenz mit der die in das Magnetsystem eingeleitete Erregerspannung beaufschlagt wird, so geregelt wird, dass der maximale Erregerstrom erzeugt wird.method for operating an inductive flow measuring device, in which over a Inductive magnet system, an electromagnetic signal in the medium is generated, characterized in that the excitation frequency with which acts on the excitation voltage introduced into the magnet system is so regulated that the maximum excitation current is generated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Betrieb einer induktiven Durchflussmesseinrichtung gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.The The invention relates to a method and a device for operation an inductive flow measuring device according to the preamble of claims 1 and Third

Verfahren und Einrichtungen dieser Art beziehen sich gemäß der angegebenen Gattung auf so genannte induktive Durchflussmesseinrichtungen. Hierbei sind als Einzelkomponenten ein Messrohr vorgesehen, durch das das zu ermittelnde Medium hindurchgeleitet wird. Der Durchfluss desselben ist zu ermitteln. Um dieses Messrohr herum ist ein Magnetsystem angeordnet, welches elektromagnetische Signale über in der Wandung platzierte Elektroden in das strömende Medium einkoppelt. Entsprechende Sensoren erfassen dann das Messsignal, aus dem heraus der Durchfluss bestimmt wird. Messverfahren dieser Art sind als induktive Durchflussmessverfahren bekannt. Über das Magnetsystem wird in das Messrohr und dort wiederum in das Fluidum elektromagnetische Energie eingebracht.method and devices of this kind relate to the specified genus so-called inductive flow measuring devices. Here are as individual components a measuring tube provided through which the zu determining medium is passed. The flow of the same is to be determined. Around this tube is a magnet system arranged, which placed electromagnetic signals over in the wall Electrodes in the flowing Medium coupled. Corresponding sensors then detect the measuring signal, out of which the flow is determined. Measuring method of this Type are known as inductive flow measurement. About the Magnetic system is in the measuring tube and there again in the fluid introduced electromagnetic energy.

Die Einbringung elektromagnetischer Energie ist dabei zur optimalen Signalerzeugung auf keinen Fall willkürlich zu wählen. Grundsätzlich aber gilt, dass zumindest oberhalb bestimmter Werte die die Empfindlichkeit der nachfolgenden Messeinrichtung betreffen Energie in das System eingespeist wird, dort auch ein entsprechendes Signal erzeugt wird. Bei Einrichtungen und Verfahren zum Betrieb solcher Einrichtungen der bekannten Art werden bei der Signalauswertung in verschiedener Weise Auswertungsoptimierungen vorgenommen. Hierzu gehören elektronisch mathematische Nachbearbeitungen des Messignales, Filterungen etc. Verfahren dieser Art sind oftmals aufwendig und optimieren das Messsignal nicht im Rahmen des möglichen.The The introduction of electromagnetic energy is optimal Signal generation by no means arbitrary. Basically, though is true that at least above certain values the sensitivity the subsequent measuring device affect energy into the system is fed there, a corresponding signal is generated there. at Devices and methods for operating such devices known type are in the signal evaluation in various ways Evaluation optimizations made. These include electronic math Reworking of the measuring signal, filtering, etc. Process of this Art are often expensive and do not optimize the measurement signal in the Framework of the possible.

Aus der US 5 639 970 A ist ein Verfahren und eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei welchem die Erregerfrequenz durchfahrbar vorgesehen ist. Dabei wird das Frequenzverhalten des Systems gemessen, und der Erregerstrom entsprechend eingestellt.From the US 5 639 970 A a method and a device of the generic type is known in which the excitation frequency is provided durchfahrbar. The frequency response of the system is measured, and the excitation current adjusted accordingly.

Aus der US 4 483 201 A ist bekannt, die magnetische Feldstärke durch eine gesonderte Erregerspule zu erfassen.From the US 4 483 201 A It is known to detect the magnetic field strength by a separate exciter coil.

Auch aus der US 5 090 250 A und der US 5 443 552 A ist bekannt, bei Durchflussmessgeräten unterschiedliche Erregerfrequenzen einzustellen.Also from the US 5 090 250 A and the US 5,443,552 A. It is known to set different exciter frequencies in flowmeters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass ein optimaleres Signal ab initio entsteht.Of the Invention is therefore the object of a method and a Device of the generic type to improve that a better signal ab initio arises.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The Asked object is in a method of the generic type according to the invention the characterizing features of claim 1 solved.

Im Hinblick auf eine Einrichtung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.in the With regard to a device, the object is achieved by the invention the characterizing features of claim 3 solved.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Ansprüchen 2 bzw 4 angegeben.A Embodiment of the method according to the invention or the device according to the invention are in the claims 2 or 4 indicated.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass die Erregerfrequenz mit der die in das Magnetsystem eingeleitete Erregerspannung beaufschlagt wird, so geregelt wird, dass der maximale Erregerstrom erzeugt wird.core the inventive method Here is that the excitation frequency with the in the magnet system initiated excitation voltage is applied, is regulated, that the maximum excitation current is generated.

Da die Erregerspannung wie bereits gesagt eine Wechselspannung ist wird nunmehr die Erregerfrequenz automatisch innerhalb des Gerätes so geregelt, dass im System ein maximaler Erregerstrom entsteht. Dies kann in verschiedenen Messsituationen jeweils immer unterschiedlich sein.There the excitation voltage as already said is an AC voltage Now the excitation frequency is automatically controlled within the device, that in the system a maximum excitation current arises. This can be done in different measurement situations always be different.

Das bedeutet dass bei einer induktiven Durchflussmesseinrichtung das gesamte Elektromagnetsystem ein komplexes System ist, in dem nicht nur die elektrischen Mittel wie Spulen, Magnetkerne etc. eine Rolle spielen, sondern auch das strömende Fluidum die Gesamtparameter des gesamten Systemes beeinflusst beziehungsweise verändert.The means that in an inductive flow measuring device the entire electromagnetic system is a complex system in which not only the electrical means such as coils, magnetic cores, etc. a role play, but also the flowing fluid the overall parameters of the entire system are influenced respectively changed.

Somit besteht der Kern der Erfindung hierbei im Speziellen darin, dass für jeden Anwendungsfall jeweils immer die Frequenz der Erregung auf maximalen Erregerstrom selbsttätig geregelt wird. Durch den so erreichten maximalen Erregerstrom erhalte ich eine minimale Treiberenergie. Dies bedeutet das man das Gesamtsystem energetisch so optimiert, dass für die Messaufgabe der optimale Wirkungsgrad eingestellt wird. Je nach Veränderung während der Messungen wird auf diese Weise in erfindungsgemäßer Weise die den maximalen Erregerstrom jeweils ermöglichende Erregerfrequenz eingestellt.Consequently in particular, the essence of the invention is that for each In each case always the frequency of the excitation to maximum Excitation current automatically is regulated. By the thus reached maximum excitation current I receive a minimal driver energy. This means that one the whole system energetically optimized for that the measuring task the optimum efficiency is set. Depending on change during the Measurements in this way according to the invention, the maximum Exciter current respectively enabling Excitation frequency set.

Rein technisch bedeutet dies, dass die Erregerfrequenz in einem bestimmten Frequenzfenster automatisch durchfahren wird, bis dieser besagte maximale Erregerstrom vorliegt. Liegt er vor, so wird in diesem Augenblick der dann vorliegende Signalwert für die Ermittlung des momentanen Durchflusses herangezogen.Purely Technically, this means that the excitation frequency in a given Frequency window is automatically traversed until that said maximum Excitation current is present. If he is present, then at this moment the then existing signal value for the determination of the current Flows used.

Im Hinblick auf eine Einrichtung der genannten Art besteht der Kern der Erfindung darin, dass die Erregerfrequenz über Frequenzstellmittel automatisch in einstellbaren Grenzen durchfahrbar ist und dass der Strom im System gemessen und mit Hilfe von Auswertemitteln dann wenn der Strom maximal ist mit dem zugehörigen Frequenzwert korreliert wird und sodann eine relevante Messung vorgenommen wird.With regard to a device of the type mentioned, the essence of the invention is that the excitation frequency via frequency adjustment means is automatically traversable within adjustable limits, and that the current is measured in the system and then correlated with the aid of evaluation means when the current is maximum with the associated frequency value and then a relevant measurement is made.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Frequenzgrenzen im System einstellbar.In Advantageous embodiment, the frequency limits are adjustable in the system.

Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung mit der auch die Funktionsweise dargelegt wird. Am besagten Messrohr 1 ist das Magnetsystem 2 angeordnet und demselben wird elektrische Energie zugeführt. Gespeist wird das Magnetsystem von Wechselspannung variabler Frequenz. Ein Frequenzsteller 4 fährt nun den Frequenzwert in einem entsprechenden Frequenzbereich durch und korreliert den jeweiligen Frequenzwert mit dem erzielten Stromwert im Magnetsystem. Dieser Strom wird über entsprechende Strommessmittel 5 gemessen. Dann wenn innerhalb des eingestellten Frequenzfensters eine Frequenz gefunden ist, bei der der Erregerstrom maximal ist, wird automatisch die Messung eingeleitet und innerhalb des Auswertesytemes dann die Signale ausgewertet, und der Durchfluss bestimmt. In diesem optimalen Messzeitpunkt ist der Wirkungsgrad des Messsystemes damit optimiert, weil mit dem maximalen Erregerstrom die minimale Treiberenergie erreicht ist und somit ein optimales Signal erzielt wird.The figure shows schematically an embodiment of the invention with which the operation is set forth. At said measuring tube 1 is the magnet system 2 arranged and the same is supplied electrical energy. The magnetic system is powered by alternating voltage of variable frequency. A frequency adjuster 4 now runs through the frequency value in a corresponding frequency range and correlates the respective frequency value with the current value achieved in the magnet system. This current is via appropriate current measuring means 5 measured. Then, if within the set frequency window, a frequency is found at which the excitation current is maximum, the measurement is automatically initiated and then evaluated within the Auswertytemes the signals, and determines the flow. In this optimal measuring time, the efficiency of the measuring system is optimized because with the maximum excitation current, the minimum driving energy is reached and thus an optimal signal is achieved.

Claims

Method for operating an inductive flow measuring device in which an electromagnetic signal is generated in the measuring medium via an inductive magnet system, characterized in that the excitation frequency is applied to the excitation voltage introduced into the magnet system, is controlled so that the maximum excitation current is generated.

Method according to claim 1, characterized in that that the excitation frequency in a certain frequency window automatically is passed through until said maximum excitation current is present

Device for operating an inductive flow measuring device, at which over an inductive magnetic system an electromagnetic signal in the Measuring medium is generated, characterized in that the exciter frequency via frequency adjusting means is automatically traversable within adjustable limits and that the Current measured in the system and with the help of Auswertemitteln then, if the maximum current is correlated with the associated frequency value and then a relevant measurement is made

Device according to claim 3, characterized that the frequency limits in the system are adjustable.