DE102006006152A1

DE102006006152A1 - Verfahren zur Regelung und Überwachung eines Messsystems, sowie Messsystem selbst

Info

Publication number: DE102006006152A1
Application number: DE102006006152A
Authority: DE
Inventors: Dieter Keese; Holger Seebode
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-07-05
Also published as: US20070220947A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und Überwachung des Messsystemes, insbesondere eines Durchflussmessgerätes, sowie Durchflussmessgerät selbst gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3. DOLLAR A Um hierbei Betriebsfähigkeitstrends ermitteln zu können, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in zyklischen Zeitabständen neben der Messung der Klemmenspannung Uk und des Klemmenstromes Ik auch der ohm'sche Widerstand, sowie die Induktivität, sowie die Größe des Referenzwiderstandes und der Magnetisierungsstrom in zyklischen wiederkehrenden Abständen gemessen und mit Referenzwerten aus einer zugvorigen Kalibrierungsmessung verglichen und gespeichert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und Überwachung des Messsytemes, insbesondere eines Durchflussmessgerätes, sowie Durchflussmessgerät selbst gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.
Das Verfahren zum Betrieb einer induktiven Durchflussmessreinigung mit Magnetsystem, welches sinusförmigen Wechselspannung erregt wird, ist ein Verfahren bei welchen das Messsystem überwacht wird.
Im nachfolgenden ist das Ersatzschaltbild des signalgenerierenden Magnetsystems eines magnetisch induktiven Durchflussmessers (IDM) dargestellt.
Zur Minimierung der Leistungsverluste wird eine Blindstromkompensation mittels Kondensator durchgeführt.

Mathematische Beobachtung:
Ausgangsgleichung: E → = v → × B →Gleichung nach Vereinfachung: Uo = kvBD

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Messsystem dahingehend weiterzubilden, dass es von äußeren Störeinflüssen unabhängig ist.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass neben der Messung der Klemmenspannung Uk und des Klemmenstromes Ik auch der ohm'sche Widerstand, sowie die Induktivität, sowie die Größe des Referenzwiderstandes und den Magnetisierungsstrom in zyklischen wiederkehrenden Abständen gemessen und mit Referenzwerten aus einer zugvorigen Kalibrierungsmessung verglichen und gespeichert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem abhängigen Anspruch 2 angegeben.

Dabei ist es von erheblichem praktischem Nutzen, dass die Daten als historische Daten aufgezeichnet und aus den Entwicklungstrends der jeweilig genannten Größen in Gänze eine Bewertung für zu erwartende Betriebsausfälle oder Wartungen berechnet werden.

Im Hinblick auf ein Messsystem ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Sensoren vorgesehen sind zur Messung der Klemmenspannung Uk, des Klemmenstromes Ik, des ohm'schen Widerstandes Rcu, des Magnetisierungsstromes

der Induktivität Lsp sowie des Referenzwiderstandes Rfe messbar sind, sowie einen Timer, der in zyklischen Abständen die jeweils aktuell gemessenen Werte in eine Datenspeichereinrichtung schreibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist durch Anspruch 4 gegeben.

Auch hierdurch, wie schon durch Anspruch 2 ist es möglich Ausfallzeiten des Systemes vorbestimmen zu können.

Um ein stabiles Messsystem, dass unabhängig gegen Umwelteinflüsse ist, zu entwickeln, ist es erforderlich den Magnetisierungsstrom und somit die Feldstärke B konstant zu halten (im optimalen Arbeitspunkt des Magnetsystems).
Zur direkten Bestimmung der Feldstärke B, die einen Einflussfaktor der Messspannung Uo darstellt, ist die Verwendung einer zusätzlichen Kupfer-Wicklung auf den feldbildenden magnetischen Kreis möglich.
Die meisten heute verwendeten Messsysteme schließen auf die Feldstärke B durch Messung des Stromes Ik (Spannungsabfall an einem Referenzwiderstand).
An den Klemmen ist aber nur der gegenüber dem Magnetisierungsstrom phasenverschobene Strom Ik und die Klemmenspannung Uk messbar.
Die Phasenverschiebung zwischen und das Verhältnis von Ik und
kann sich durch Umwelteinflüsse ändern.
Der funktionale Kern der Erfindung ist hierbei, dass zur Regelung und Überwachung des Messsystems nicht nur die Klemmenspannung Uk und den Klemmenstrom Ik verwendet wird. Um Veränderungen im System zu erkennen, werden die im Ersatzschaltbild dargestellten Elemente zyklisch bestimmt, um gegebenenfallsentsprechend reagieren zu können. Es ist somit möglich, den Magnetisierungsstrom
durch Regelung der Größe von Ik konstant zu halten. Die Kenndaten der einzelnen Größen der Elemente werden bei der Kalibrierung als Referenzgrößen gespeichert.
Durch den Vergleich der gemessenen Größen der einzelnen Elemente mit dem zugehörigen gespeicherten Referenzwerten und Referenzgrenzen kann die Funktionsfähigkeiten des Systems bestimmt und durch Trends auf Ausfälle in der Zukunft geschlossen werden.
Das hierbei verwendete Prinzip ist, dass zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten das Induktionsgesetz benutzt wird. Wird ein elektrisch leitfähiger Messstoff durch ein Magnetfeld B geleitet, so entsteht im Messstoff ein elektrisches Feld E, senkrecht zur Strömungsrichtung V und zum Magnetfeld Richtung E = V × B.

Claims

Verfahren zur Regelung und Überwachung eines Messsystems, insbesondere eines Durchflussmesssystems, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Messung der Klemmenspannung Uk und des Klemmenstromes Ik auch der ohm'sche Widerstand, sowie die Induktivität, sowie die Größe des Referenzwiderstandes und den Magnetisierungsstrom in zyklischen wiederkehrenden Abständen gemessen und mit Referenzwerten aus einer zugvorigen Kalibrierungsmessung verglichen und gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten als historische Daten aufgezeichnet und aus den Entwicklungstrends der jeweilig genannten Größen in Gänze eine Bewertung für zu erwartende Betriebsausfälle oder Wartungen berechnet werden.
Messsystem, mit Regelung und Überwachung desselben, insbesondere ein Durchflussmesssystem, bei welchem Sensoren zur Messung der Klemmenspannung Uk, des Klemmenstromes Ik, des ohm'schen Widerstandes Rcu, des Magnetisierungsstromes
der Induktivität Lsp sowie des Referenzwiderstandes Rfe messbar sind, sowie einen Timer, der in zyklischen Abständen die jeweils aktuell gemessenen Werte in eine Datenspeichereinrichtung schreibt.
Messsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Auswerteeinrichtung die historisch aufgezeichneten Daten ausgewertet, und aus den Trends zu erwartende Ausfallzeiten berechenbar sind.