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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Verstopfung
einer Impulsleitung bei einem Druckmessumformer, insbesondere einem
Differenzdruckmessumformer, sowie einen Druckmessumformer oder einen
Differenzdruckmessumformer, der zur Ausführung des Verfahrens hergerichtet
und vorgesehen ist. Druckmessumformer und auch Differenzdruckmessumformer
sind an sich bekannt. Differenzdruckmessumformer sind insbesondere
zur Messung von Druckveränderungen
an einer Unstetigkeitsstelle, z. B. einer so genannten Messblende, in
einer von einem Fluid durchflossenen Leitung vorgesehen. Der Druckmessumformer
oder Differenzdruckmessumformer umfasst einen Drucksensor bzw. Differenzdrucksensor.
Bei einem Differenzdruckmessumformer ist dessen Differenzdrucksensor über so genannte
Impuls- oder Wirkdruckleitungen an einen Bereich vor und nach der
Unstetigkeitsstelle gekoppelt. Bei einem Druckmessumformer besteht
eine Kopplung des jeweiligen Drucksensors an die Leitung über zumindest
eine Impulsleitung und zwar bevorzugt vor oder nach einer solchen
Unstetigkeitsstelle. Eine solche Kopplung kann allerdings mit der
Zeit nachlassen, z. B. indem die oder einzelne Impulsleitungen verstopfen.
Eine nachlassende Kopplung ist aber unter Umständen an den aufgenommenen Messsignalen
erkennbar. Soweit die Erfindung also ein Verfahren und eine korrespondierende
Vorrichtung zur Diagnose einer Verstopfung einer Impulsleitung betrifft,
betrifft sie insbesondere ein Verfahren und eine korrespondierende
Vorrichtung zur Analyse eines diesbezüglichen Messwertes im Hinblick
auf eine Abweichung von oder eine Übereinstimmung mit vorgegebenen
oder vorgebbaren Referenzwerten. Eine nachlassende oder gestörte Kopplung
ist insoweit z. B. anhand eines Maßes für die Übereinstimmung des Messsignals
mit einem solchen Referenzwert oder einer Mehrzahl solcher Referenzwerte
erkennbar.
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Gattungsgemäße Verfahren
oder Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Aus der
US 5,680,109 ist z. B. bekannt, neben
einem Differenzdruckmessumformer einen zusätzlichen Absolutdrucksensor
zu verwenden und eine Varianz des Messrauschens mit einem Referenzwert
zu vergleichen. In der
WO 2001 35174 wird
vorgeschlagen, ein unabhängiges
Referenzsignal zu ermitteln, dessen Unterschied zum Messsignal Aussagen über eine
Verschlechterung der Qualität
des Messsignals zulässt.
Zur Bewertung des Messsignals ist aus der
US 6,532,392 bekannt geworden, das
Messsignal mit einem vorbestimmten Wert eines Parameters zu vergleichen
und zur abschließenden
Bewertung vorgegebene Regeln, Fuzzy-Logik oder neuronale Netze zu
verwenden. Aus der
WO 97 36215 ist
bekannt, einen statistischen Parameter eines digitalisierten Messsignals
mittels vorgegebener Regeln, Fuzzy Logik oder neuronalen Netzen
zu ermitteln und dann eine Fuzzy-Zugehörigkeitsfunktion auf den statistischen
Parameter anzuwenden. Aus der
US
6,654,697 ist des Weiteren bekannt, mittels eines moving-average
Algorithmus eine Differenz zwischen einem digitalisierten Messsignal
und dem ermittelten Mittelwert zu bestimmen. Aus dieser Differenz
werden dann unter Berücksichtigung
aktueller und historischer Daten diagnostische Daten ermittelt,
wobei in einem Trainingsmodus aus den aktuellen und historischen
Daten ein trainierter Datensatz berechnet wird. Aus der
US 6,539,267 ist schließlich bekannt,
mittels eines Algorithmus einen statistischen Parameter, wie z.
B. Varianz oder Änderungsgeschwindigkeit,
zu berechnen und mittels eines Mikroprozessors einen trainierten
Wert zu generieren, indem der statistische Parameter während normaler
Funktionsweise überwacht
wird. Für
unterschiedliche Rahmenbedingungen kann der trainierte Parameter
dynamisch angepasst werden.
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Weiterer
Stand der Technik ergibt sich aus folgenden Dokumenten:
WO 97 48974 ;
JP 2004 354280 ;
US 6,397,114 ;
US 2002 029,130 ;
US 2004 068,392 ;
US 2004 204,883 ;
US 6,701,274 ;
US 5,570,300 ;
US 5,675,724 ;
US 5,665,899 ;
US 5,661,668 ;
US 6,047,220 ;
US 5,956,663 ;
US 5,828,567 und
US 5,495,769 .
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Nachteilig
bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ansätzen ist jedoch, dass diese
sämtlich
auf einer Bewertung anhand von direkt aus dem jeweiligen Messsignal
abgeleiteten Parametern basieren. Zur Vermeidung unerwünschter
zufälliger
Einflüsse
erfolgt dabei stets eine Vorverarbeitung entweder des Signals selbst
oder der ermittelten Parameter, z. B. derart, dass statistische
Verteilungen oder Mittelungen zugrunde gelegt werden. Aufgrund solcher
Vorverarbeitungen können
aber gerade spezifische Charakteristika abgeschwächt oder gar eliminiert werden.
Dann ist eine qualifizierte Analyse des Messsignals nicht mehr möglich oder
die Qualität
der noch möglichen
Analyse ist erheblich reduziert.
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Die
DE 199 83 112 T1 beschreibt
eine Signalverarbeitung, bei der Signalkomponenten in einem Sensorsignal
zu dessen Diagnose getrennt werden. Es sollen sich bei dieser Trennung
Signalbestandteile ergeben, die prozessbedingte Signale und Signale,
die aus einer Übertragungsfunktion
des jeweiligen Sensors hervorgehen, beschreiben. Die
DE 697 16 922 beschreibt einen Ansatz,
bei dem anhand von Messwerten auf Basis vergleichsweise komplexer
mathematischer Beziehungen Prozessvariable ermittelt werden, um
diese einer Steuerung oder Reglung eines technischen Prozesses zugrunde
zu legen. Wegen der Komplexität
der mathematischen Beziehung erfolgt deren vollständige Auswertung
nur von Zeit zu Zeit. Dazwischen werden aus den mathematischen Beziehungen
abgeleitete, in ihrer Komplexität
reduzierte Beziehungen zugrunde gelegt. Beide Dokumente betreffen
weder die Diagnose einer Verstopfung einer Impulsleitung noch durch
die Erfindung dafür
vorgeschlagene Maßnahmen,
wie nachfolgend beschrieben.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein weiteres, insbesondere
die o. g. Nachteile vermeidendes oder verringerndes Verfahren zur Diagnose
einer Verstopfung einer Impulsleitung bei einem Differenzdruckmessumformer
sowie einen zur Ausführung
des Verfahrens geeigneten und vorgesehenen Differenzdruckmessumformer
anzugeben Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits mit einem Verfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und andererseits mit einer korrespondierenden Vorrichtung
zur Ausführung
des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
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Dazu
ist bei einem Verfahren zur Diagnose einer Verstopfung zumindest
einer Impulsleitung, mit denen ein Druckmessumformer, insbesondere
ein Differenzdruckmessumformer, an eine von einem Fluid durchflossene
Leitung angeschlossen ist, wobei mittels eines Drucksensors bzw.
eines Differenzdrucksensors zumindest ein Messsignal im Hinblick auf
einen Druck in der mindestens einen Impulsleitung bzw. zumindest
ein Messsignal im Hinblick auf eine Differenz zwischen einem Druck
in einer ersten Impulsleitung der mindestens zwei Impulsleitungen und
einem Druck in einer weiteren Impulsleitung der mindestens zwei
Impulsleitungen abgeleitet wird, wobei mittels einer Analyseeinrichtung
in Bezug auf das oder jedes Messsignal zumindest ein Kennwert ermittelt
wird, wobei mittels der Analyseeinrichtung der zumindest eine Kennwert
mit zumindest einem vorgegebenen oder vorgebbaren Referenzwert verglichen
und in Abhängigkeit
vom Ergebnis des Vergleichs eine vorgegebene oder vorgebbare Aktion ausgelöst wird,
vorgesehen, dass mittels der Analyseeinrichtung an das Messsignal
oder einen Repräsentanten
des Messsignals eine algebraische Funktion angepasst und dass mittels
der Analyseeinrichtung als Kennwert zumindest ein Wert eines Parameters
in Bezug auf zumindest einen Abschnitt der algebraischen Funktion
ermittelt wird.
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Entsprechend
ist bei einem Druckmessumformer, der mit mindestens einer Impulsleitung
an eine von einem Fluid durchflossene Leitung anschließbar ist
und der einen Drucksensor zur Abgabe eines Messsignals im Hinblick
auf einen Druck in der mindestens einen Impulsleitung und eine Analyseeinrichtung
zur Ermittlung zumindest eines Kennwerts in Bezug auf das Messsignal
sowie zum Vergleich des zumindest einen Kennwerts mit zumindest
einem vorgegebenen oder vorgebbaren Referenzwert und zum Auslösen einer
vorgegebenen oder vorgebbaren Aktion in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs
umfasst, vorgesehen, dass die Analyseeinrichtung zumindest Mittel
zur Anpassung einer algebraischen Funktion an das Messsignal oder
einen Repräsentanten
des Messsignals und Mittel, z. B. einen Kennwertermittler, zur Ermittlung
eines Wertes zumindest eines Parameters in Bezug auf zumindest einen
Abschnitt der algebraischen Funktion als Kennwert des Messsignals
umfasst.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
des Druckmessumformers als Differenzdruckmessumformer ist dieser
mit mindestens zwei Impulsleitungen an die Leitung anschließbar und
ein als Drucksensor fungierender Differenzdrucksensor ist zur Abgabe
eines Messsignals im Hinblick auf eine Differenz zwischen einem
Druck in einer ersten Impulsleitung der mindestens zwei Impulsleitungen
und einem Druck in einer weiteren Impulsleitung der mindestens zwei
Impulsleitungen vorgesehen.
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Als
Messsignal kommt ggf. auch ein Signal in Betracht, das auf einer
arithmetischen Verknüpfung der
oben genannten Messsignale basiert. Z. B. kann auch bei einem von
einem Differenzdrucksensor abgegebenen Messsignal vorgesehen sein,
dass eine Differenz oder dergleichen aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten
abgegebenen oder erhaltenen Messsignalen gebildet wird und das Ergebnis
einer solchen arithmetischen Verknüpfung als Messsignal für die weiteren
Maßnahmen
zugrunde gelegt wird.
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Die
Formulierung „in
Bezug auf das Messsignal” meint
dabei und im Folgenden z. B. sowohl das oder jedes Messsignal selbst
als auch z. B. eine Folge von Stützstellen,
also z. B. eine Abtastung, die das Messsignal repräsentieren
oder zumindest einen Parameter, der das Messsignal näher charakterisiert,
z. B. eine Steigung eines Verlaufs des Messsignals in einem bestimmten
Abschnitt (Signalverlauf) und/oder ein oder mehrere Nulldurchgänge oder
Nullstellen, Extremwerte, Wendepunkte oder dergleichen des Signalverlaufs.
Des Weiteren soll die Formulierung „in Bezug auf das Messsignal” auch entweder
das oder jedes jeweils aktuelle Messsignal oder das oder jedes aktuelle
Messsignal und zumindest jeweils ein vorangehendes Messsignal, also
auch historische Werte, erfassen.
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Weiter
meint die Formulierung „Repräsentant
des Messsignals” dabei
und im Folgenden sowohl das Messsignal selbst als auch mit einem
oder mehreren Messsignalen direkt oder indirekt korrelierte Signale,
Funktionen oder Werteverläufe,
z. B. eine Transformierte, insbesondere eine Fourier- oder Laplace-Transformierte oder
eine in einen sonstigen Bildbereich Transformierte, oder eine oder
mehrere Oberschwingungen des Messsignals, etc.
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Ferner
meint die Formulierung „Abschnitt
der algebraischen Funktion” einen
Ausschnitt aus der algebraischen Funktion zwischen zwei Punkten
auf der Abszisse, also insbesondere der Zeit- oder Frequenzachse,
wobei die in diesem Zusammenhang auch verwendete Formulierung „in Bezug
auf” zumindest den gleichen
Bedeutungsinhalt hat, wie bereits oben im Zusammenhang mit der korrespondierenden
Formulierung hinsichtlich des Messsignals erläutert. Der Abschnitt der algebraischen
Funktion wird dabei vorzugsweise so ausgewählt, dass ein mutmaßlich charakteristischer
Bereich erfasst ist, also z. B. ein Bereich mit zumindest einer
signifikanten Steigung, zumindest einem signifikanten Extremwert,
Nullstelle und/oder Wendepunkt, etc.
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Als
Kennwert kommt unter anderem zumindest ein Wert eines signifikanten
Parameters des Messsignals oder der algebraischen Funktion, also
z. B. ein Extremwert, ein Wendepunkt, ein Nulldurchgang, etc., ein
Maß für einen
Verlauf des Messsignals in einem bestimmten Abschnitt, also z. B.
ein Maß für eine Steigung,
eine Krümmung,
usw. des Graphs des Messsignals oder der algebraischen Funktion
in Betracht. Darüber
hinaus kommt als Kennwert alternativ ein statistischer Wert in Bezug
z. B. auf die oben exemplarisch genannten Kennwerte in Betracht,
also z. B. eine Häufigkeitsverteilung
zu Krümmungswerten oder
eine Standardabweichung oder ein Mittelwert einer Häufigkeitsverteilung
von Steigungswerten, etc.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei bisher bekannten
Ansätzen
die Parameter zur Bewertung des Messsignals z. B. direkt aus dem Messsignal
oder dessen Frequenzgang extrahiert wurden. Dies führt aber
zu einer unerwünscht
starken Berücksichtigung
zufälliger
Einflüsse.
Dies hat man durch Ansatz statistischer Verteilungen, Mittelwertbildung
oder dergleichen zu kompensieren versucht. In nachteiliger Weise
führt dies
jedoch zu einer Veränderung
des eigentlich zu bewertenden Messsignals, so dass möglicherweise
gerade solche Charakteristika, die für eine qualitativ hochwertige
Bewertung des Messsignals notwendig sind, unterdrückt oder
abgeschwächt
werden und damit nicht mehr zur Verfügung stehen.
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Diese
Erkenntnis wird so umgesetzt, dass an das Messsignal oder einen
Repräsentanten
des Messsignals eine algebraische Funktion angepasst wird und als
Kennwert in Bezug auf das Messsignal ein Kennwert in Bezug auf zumindest
einen Abschnitt der algebraischen Funktion ermittelt wird. Aufgrund der
Anpassung der algebraischen Funktion an das Messsignal ist die algebraische
Funktion direkt mit dem zugrunde liegenden Messsignal korreliert.
Entsprechend ist auch der Kennwert in Bezug auf die algebraische
Funktion immer noch ein Kennwert in Bezug auf das ursprüngliche
Messsignal.
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Durch
die Verwendung der an das Messsignal angepassten algebraischen Funktion
anstelle des Messsignals zur Ableitung eines Kennwerts werden unerwünschte Einflüsse vollständig oder
zumindest nahezu vollständig
vermieden. Die angepasste algebraische Funktion beinhaltet insbesondere
Charakteristika des zugrunde liegenden Messsignals wie Trends oder
Steigung, Krümmung
und dergleichen. In Bezug auf die angepasste algebraische Funktion können also
Parameter oder Werte bestimmter Parameter, also eine Amplitude bei
einem Wendepunkt oder ein Krümmungsradius
oder ein Wert für
eine Steigung, ermittelt und mit vorgegebenen oder vorgebbaren Referenzwerten
verglichen werden. Der Vergleich kann direkt, also in Form eines
Vergleichs des Parameters bzw. Wertes mit dem jeweiligen Referenzwert
oder ggf. auch einer Kombination von Referenzwerten, oder in Form
eines Vergleichs einer Mehrzahl historischer Werte für den Parameter,
ggf. zusammengefasst durch eine Mittelwertbildung oder dergleichen,
mit dem oder jedem Referenzwert erfolgen.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verwendung der
algebraischen Funktion anstelle des eigentlich zu analysierenden
Messsignals zur Gewinnung der Parameter unerwünschte Einflüsse, wie
z. B. Messrauschen oder Informationsverlust aufgrund von Vorverarbeitung,
vermieden werden und dass die algebraische Funktion das zugrunde
liegende Messsignal zumindest hinsichtlich einzelner charakteristischer
Eigenschaften so genau abbildet, dass deren Analyse im Ergebnis
die gewünschte
Qualität
der Analyseergebnisse im Hinblick auf eine Diagnose einer Verstopfung
einer Impulsleitung ermöglicht.
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Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gerichtet.
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Bevorzugt
wird als Parameter in Bezug auf die algebraische Funktion zumindest
ein Parameter der algebraischen Funktion ermittelt, also z. B. eine Steigung,
eine Krümmung,
eine Nullstelle, ein Extremwert, ein Wendepunkt oder dergleichen.
Solche Parameter lassen sich numerisch einfach und zudem eindeutig
ermitteln.
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Alternativ
oder zusätzlich
wird bevorzugt als Parameter in Bezug auf die algebraische Funktion zumindest
eine statistische Größe einer
Parameterverteilung der algebraischen Funktion ermittelt, z. B. der
Mittelwert der Funktionswerte, eine Standardabweichung der Funktionswerte,
eine Autokorrelation oder dergleichen. Auch solche Parameter lassen
sich numerisch einfach und eindeutig ermitteln.
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Darüber hinaus
kann vorteilhaft eine statistische Verarbeitung der ermittelten
Parameter und damit eine Berücksichtigung
historischer Werte vorgesehen sein, indem z. B. der Mittelwert einer
Krümmung
der algebraischen Funktion für
die jeweils aktuelle algebraische Funktion und eine Reihe vorangehender
algebraischer Funktionen betrachtet wird. Genauso lässt sich
ein Mittelwert der Standardabweichung der Funktionswerte einer Folge
von algebraischen Funktionen, die als letzte Funktion die jeweils aktuelle
algebraische Funktion umfasst, betrachten.
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Bevorzugt
wird als Repräsentant
des Messsignals zumindest eine Basisfunktion einer Transformierten
des Messsignals verwendet. Der Begriff Basisfunktion wird dabei
ausgehend von der Tatsache, dass z. B. als Fourier-Transformation
jede Zerlegung einer Funktion in ein System von Basisfunktionen bezeichnet
wird, synonym mit dem Begriff Oberschwingung verwendet.
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Als
Transformierte des Messsignals kommen entsprechend eine Fourier-Transformierte
des Messsignals oder auch eine Laplace-Transformierte oder Transformierte
in einen sonstigen Bildbereich in Betracht.
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Die
mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne
Präjudiz
für die
Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich
vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen
offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
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Das
oder jedes Ausführungsbeispiel
ist nicht als Einschränkung
der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden
Offenbarung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich,
insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die z. B. durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den
im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie
in den Ansprüchen
und/oder den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder
Verfahrensschritten für
den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar
sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand
oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
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In
Unteransprüchen
verwendete Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht
als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmalskombinationen der rückbezogenen
Unteransprüche
zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der
Ansprüche
bei einer näheren Konkretisierung
eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen,
dass eine derartige Beschränkung
in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Da
die Gegenstände
der Unteransprüche
im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen
bilden können, behält die Anmelderin
sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder
Teilungserklärungen zu
machen. Sie können
weiterhin auch selbständige Erfindungen
enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung
aufweisen.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Einander
entsprechende Gegenstände
oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Darin
zeigen
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1 einen
an eine von einem Fluid durchströmte
Leitung angekoppelten Differenzdruckmessumformer und
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2 einen
gemäß der Erfindung
ausgestalteten Differenzdruckmessumformer.
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1 zeigt
in schematisch vereinfachter Form als Beispiel für einen Druckumformer einen
an eine von einem Fluid 10 durchflossene Leitung 12 angekoppelten
Differenzdruckmessumformer 14. Der Differenzdruckmessumformer 14 umfasst
einen Differenzdrucksensor 16, der mittels einer ersten
und einer zweiten Impulsleitung 18, 20 an die
Leitung 12 gekoppelt ist. Die erste Impulsleitung 18 greift
dabei stromaufwärts
einer Unstetigkeitsstelle, z. B. einer so genannten Messblende 22,
an die Leitung 12 an. Die zweite Impulsleitung 20 greift
entsprechend stromabwärts
der Messblende 22 an die Leitung 12 an. Der Differenzdrucksensor 16 gibt
ein Messsignal 24 im Hinblick auf eine Differenz zwischen
einem Druck in der ersten Impulsleitung 18 und einen Druck
in der zweiten oder einer weiteren Impulsleitung 20 ab.
Das Messsignal 24 wird einer Analyseeinrichtung 30 zugeführt oder
ist der Analyseeinrichtung 30 zuführbar.
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Das
Messsignal 24 wird durch die Analyseeinrichtung 30 analysiert
und es wird zumindest ein das Messsignal 24 charakterisierender
Kennwert 32 ermittelt und in an sich bekannter Art und
Weise in geeigneter Form abgespeichert, ausgegeben und/oder weiterverarbeitet.
Neben dem Kennwert 32 verwaltet die Analyseeinrichtung 30 auch
zumindest einen vorgegebenen oder vorgebbaren Referenzwert 34.
Die Analyseeinrichtung 30 vergleicht, ggf. mittels dafür vorgesehener
Vergleichsmittel, z. B. einem Vergleicher 36, den Kennwert 32 mit
dem Referenzwert 34 (oder eine Mehrzahl von Kennwerten 32 mit
einem Referenzwert 34 oder einen Kennwert 32 mit
einer Mehrzahl von Referenzwerten 34 oder eine Mehrzahl von
Kennwerten 32 mit einer Mehrzahl von Referenzwerten 34)
und löst
in Abhängigkeit
vom Ergebnis des Vergleichs eine vorgegebene oder vorgebbare Aktion 38,
z. B. die Ausgabe eines Warnhinweises, aus.
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2 zeigt
in Ergänzung
zu 1 die Analyseeinrichtung 30 mit weiteren
Details gemäß der Erfindung.
Danach umfasst die Analyseeinrichtung 30 einen Eingang 40,
an dem der Analyseeinrichtung 30 das Messsignal 24 zugeführt wird
oder zuführbar ist.
Nach Übernahme
in die Analyseeinrichtung 30 kann das Messsignal 24 optional
einer Vorverarbeitung durch eine dafür vorgesehene Vorverarbeitungseinheit 42 unterzogen
werden. Als nächster oder
ggf. auch erster Verarbeitungsschritt erfolgt dann eine Anpassung
einer algebraischen Funktion, z. B. einer Sinusfunktion 44,
an das Messsignal 24. Dies erfolgt durch dafür vorgesehene
Anpassungsmittel 46, die z. B. eine Implementierung eines
so genannten „curve
fit” Algorithmus
umfassen. Die Anpassung der algebraischen Funktion kann dabei auf Basis
einer vorgegebenen oder vorgebbaren Funktion erfolgen, so dass z.
B. stets eine Sinusfunktion, eine Parabel, ein Polynom, eine Gerade,
usw. so gut wie möglich
an das Messsignal 24 angepasst wird. Darüber hinaus
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass das Anpassungsmittel 46 automatisch
anhand des jeweiligen Messsignals 24 aus einer Gruppe vorgegebener
oder vorgebbarer algebraischer Funktionen, z. B. einzelne oder mehrere
der oben genannten Funktionen, die jenige Funktion auswählt, die
bestmöglich
an das Messsignal 24 angepasst werden kann, und danach
die geeignete Anpassung vornimmt.
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Ausgehend
von der angepassten algebraischen Funktion wird durch einen Kennwertermittler 48 zumindest
ein Kennwert 32 der algebraischen Funktion, also zumindest
ein Wert eines Parameters der algebraischen Funktion, ermittelt.
Als Parameter einer Sinusfunktion 44 kommt z. B. deren
Frequenz und/oder deren Amplitude in Betracht. Als Parameter einer
anderen algebraischen Funktion, z. B. einer linearen Funktion, kommt
deren Steigung und/oder deren Nulldurchgang in Betracht. Als Parameter
einer weiteren algebraischen Funktion, z. B. einer Parabel, kommt
z. B. deren Krümmung
und/oder Lage des Scheitel- oder Brennpunkts in Betracht, usw.
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Zur
eigentlichen Diagnose einer Verstopfung einer Impulsleitung ist
zur diesbezüglichen
Bewertung des Messsignals 24 sodann der Vergleicher 36 (vgl.
auch 1) vorgesehen, der den ermittelten Kennwert 32 oder
einzelne ermittelte Kennwerte 32 mit zumindest einem vorgegebenen
oder vorgebbaren Referenzwert 34 vergleicht. Die Funktionalität des Vergleichers 36 ist
nicht notwendig auf einen rein mathematischen Vergleich im Sinne
einer „>=” (größer oder gleich), „<=” (kleiner
oder gleich) oder „=” (gleich)
Beziehung beschränkt.
Tatsächlich
kann der vom Vergleicher 36 durchgeführte „Vergleich” auch komplexe logische und/oder
mathematische Operationen, wie z. B. eine Bewertung mittels neuronaler Netze,
Fuzzy-Logik oder dergleichen, umfassen.
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Zusätzlich oder
alternativ kann vorgesehen sein, dass der Vergleich erst nach einer
insbesondere auf Basis einer statistischen Funktion erfolgenden Bewertung
des aktuellen Kennwerts 32 und zeitlich vorangehender Kennwerte,
also historischer Daten, erfolgt. Dazu ist ein Bewertungsfunktionsblock 50 vorgesehen,
der den jeweils aktuellen Kennwert 32 und vorangehende
historische Daten z. B. durch Anwendung einer Verteilungsfunktion,
wie z. B. Mittelwert, Standardabweichung, etc., bewertet (statistische
Bewertung). Der Ausgang des Bewertungsfunktionsblocks 50 ist
ein nicht separat dargestellter Kennwert, der mit einem entsprechenden
Referenzwert durch den Vergleicher 36 verglichen wird.
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In
Abhängigkeit
vom Ergebnis des Vergleichs wird entweder direkt durch den Vergleicher 36 oder
durch die Analyseeinrichtung 30 eine vorgegebene oder vorgebbare
Aktion 38, z. B. eine optische oder akustische Warnmeldung,
in Bezug auf das Über-
oder Unterschreiten bestimmter Grenzwerte für das Messsignal 24,
die durch den jeweiligen Referenzwert 34 kodiert sind,
ausgelöst.
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Des
Weiteren kann zusätzlich
oder alternativ vorgesehen sein, dass eine algebraische Funktion
an ein mit zwei oder mehr Sensoren aufgenommenes Messsignal, z.
B. Absolut- und Differenzdruck, angepasst wird. Bei zwei oder mehr
Sensoren kann aus dem von dem oder jedem Sensor gelieferten Messsignal
durch Anwendung einer vorgegebenen oder vorgebbaren Operation ein
resultierendes (Mess-)Signal gewonnen werden, z. B. nach Art einer Übertragungsfunktion.
Parameter einer solchen Übertragungsfunktion
können
z. B. Dämpfung,
Amplitude und/oder Phasenverschiebung insbesondere in einem ausreichend
angeregten Frequenzbereich sein. Ebenfalls können Parameter einer Korrelation
zwischen den gemessenen Signalen in dieser oder der vorangehend
beschriebenen Art und Weise betrachtet und/oder analysiert werden.
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Damit
lässt sich
die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird ein Verfahren zur
Erkennung oder Diagnose einer Verstopfung einer Impulsleitung bei einem
Druckmessumformer sowie ein korrespondierender Druckmessumformer
angegeben, bei dem zur Analyse eines Messsignals 24 zumindest
ein Kennwert 32 mit zumindest einem Referenzwert 34 verglichen
und in Abhängigkeit
vom Ergebnis des Vergleichs eine Aktion 38 ausgelöst wird,
wobei der oder jeder Kennwert 32 als Wert eines Parameters
einer an das Messsignal 24 angepassten algebraischen Funktion 44 ermittelt
wird.