DE102008008708A1

DE102008008708A1 - Method for determining damage to a connecting line and corresponding device and electromagnetic flowmeter

Info

Publication number: DE102008008708A1
Application number: DE102008008708A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bier
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-02-11
Publication date: 2009-06-25
Also published as: DE102008008708A8; WO2009080551A1

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer Beschädigung an mindestens einer Verbindungsleitung (5), wobei die Verbindungsleitung (5) aus mindestens einem Innenleiter (1) und mindestens einem Außenleiter (2) besteht, wobei ein elektrisches Signal über den Innenleiter (1) übertragen wird, wobei mindestens ein Außenleiter (2) der Verbindungsleitung (5) mit mindestens einem Testsignal beaufschlagt wird, dass das über den Innenleiter (1) übertragene Signal der mit einem Testsignal beaufschlagten Verbindungsleitung (5) abgegriffen wird, und dass das abgegriffene Signal mit mindestens einem Referenzsignal verglichen wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Beschädigung an Verbindungsleitungen (5) sowie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät (6).Method for determining damage to at least one connecting line (5), wherein the connecting line (5) consists of at least one inner conductor (1) and at least one outer conductor (2), wherein an electrical signal is transmitted via the inner conductor (1), wherein at least an outer conductor (2) of the connecting line (5) is acted upon by at least one test signal that the over the inner conductor (1) transmitted signal of the acted upon by a test signal connecting line (5) is tapped, and that the tapped signal is compared with at least one reference signal , Furthermore, the invention relates to a device for detecting damage to connecting lines (5) and a magnetic-inductive flowmeter (6).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung einer Beschädigung an mindestens einer Verbindungsleitung und eine entsprechende Vorrichtung sowie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, wobei die Verbindungsleitung aus mindestens einem Innenleiter und mindestens einem Außenleiter besteht, wobei ein elektrisches Signal über den Innenleiter übertragen wird.The The invention relates to a method for detecting damage on at least one connecting line and a corresponding device and a magnetic-inductive flowmeter, wherein the connecting line of at least one inner conductor and at least an outer conductor, wherein an electrical signal via the Inner conductor is transmitted.

Verbindungsleitungen werden in einer Vielzahl von Bereichen verwendet, um verschiedene Geräte und Vorrichtungen zu bedienen, zu überwachen und/oder zu aktivieren. Defekte an Verbindungsleitungen sind nicht leicht zu finden und werden oftmals nur durch einen Systemausfall oder durch einen sonstigen verursachten, größeren Schaden entdeckt.interconnectors are used in a variety of fields to different To operate, monitor and / or operate devices and devices to activate. Defects on connection lines are not easy can often be found only through a system failure or caused by other, greater damage discovered.

Zur Verbesserung der Sicherheit und einer Vielfalt anderer Gründe ist eine frühe und die Verbindungsleitungen schonende Ermittlung einer Beschädigung, die z. B. während einer Wartungsroutine durchgeführt werden kann, wünschenswert. Eine solche Ermittlung ist besonders dann wünschenswert, wenn keine visuelle Kontrolle der Leitungen möglich ist, oder die Art der Beschädigung nicht visuell zu erfassen ist.to Improving safety and a variety of other reasons is an early and gentle connection lines investigation damage that z. B. performed during a maintenance routine can be desirable. Such a determination is especially desirable if no visual control the lines is possible, or the type of damage can not be visually detected.

Eine Beschädigung einer elektrischen Verbindungsleitung äußert sich beispielsweise in einer Änderung des Widerstandes der Verbindungsleitung. Bei stromführenden Verbindungsleitungen lässt sich eine Beschädigung deshalb einfach mittels eines Widerstandsmessgerätes, welches den geflossenen Strom und die abgefallene Spannung über die Verbindungsleitung misst, feststellen.A Damage to an electrical connection line expresses for example, in a change of resistance the connection line. For live connecting cables damage can therefore simply by means of a resistance measuring device, which the flow and the dropped voltage across the connection line measures, determine.

Im Gegensatz zu stromführenden Verbindungsleitungen ist eine Beschädigung stromloser Verbindungsleitungen nicht ohne weiteres feststellbar. Bisher bekannte Verfahren zur Ermittlung von Beschädigungen an stromlosen Verbindungskabeln sind die Zeit- und die Frequenzbereichsreflektometrie, wie z. B. in der Patentschrift US 7,120,563 B2 offenbart. Diese sich ähnelnden Verfahren können z. B. zu einer genauen Störquellenortung genutzt werden. Dazu werden elektrische Signale auf eine Verbindungsleitung gegeben. Liegt eine Beschädigung der Verbindungsleitung vor, werden die Signale vollständig oder teilweise reflektiert. Ein Vergleich von gesendeten und reflektierten Signalen gibt dann Aufschluss z. B. über Art und Ort der Beschädigung der Verbindungsleitung. Nachteile dieser Verfahren sind eine teure Anschaffung bedingt durch die Kosten für die Bauteile zur Erfassung der eingesetzten Frequenzen (Megahertz-/Giahertz-Bereich) der verwendeten Signale und eine zum Teil schwierige automatische Erkennung der Signale.In contrast to current-carrying connection lines damage to unpowered connecting lines is not readily apparent. Previously known methods for detecting damage to unpowered connection cables are the time and the frequency domain reflectometry, such. B. in the patent US Pat. No. 7,120,563 B2 disclosed. These similar methods may, for. B. can be used to an accurate Störquellenortung. For this purpose, electrical signals are given to a connecting line. If there is damage to the connection line, the signals are completely or partially reflected. A comparison of transmitted and reflected signals then provides information z. B. on the type and location of damage to the connecting line. Disadvantages of this method are an expensive purchase due to the cost of the components for detecting the frequencies used (Megahertz / Giahertz range) of the signals used and a sometimes difficult automatic detection of the signals.

Nicht zuletzt ist eine beschädigte Verbindungsleitung der Gerätesicherheit abträglich und ein einfaches Verfahren und eine kostengünstige Vorrichtung zur Ermittlung von Beschädigungen an Verbindungsleitungen auch für die Sicherung von Genauigkeit, Präzision und somit Qualität unabdingbar.Not Last is a damaged connection line of the device safety detrimental and a simple process and a cost effective Device for determining damage to connection lines also for ensuring accuracy, precision and therefore quality is indispensable.

Eine Beschädigung der Verbindungsleitung tritt beispielsweise durch eine Quetschung, einen Knick oder einen altersbedingten Schaden an der Isolation der Verbindungsleitung auf. Weiterhin sind Verbindungsleitungen anfällig für Beschädigungen aufgrund verschiedenster Einflüsse, als da wären:
atmosphärische Korrosion, Vibration oder eine schlechte Qualität einer Lötung etc. Feuchtigkeitseinflüsse wie z. B. eine hohe Luftfeuchtigkeit können die elektrische Isolation verschlechtern und auch zu Korrosion führen.Damage to the connecting line occurs, for example, by a pinch, kink or age-related damage to the insulation of the connecting line. Furthermore, connection lines are prone to damage due to various influences, such as:
atmospheric corrosion, vibration or poor quality of soldering, etc. Moisture influences such. B. high humidity can degrade the electrical insulation and also lead to corrosion.

Atmosphärische Einflüsse treten beispielsweise in chemischen Werken, auf Ölbohrinseln oder in Bergwerkschächten auf, in denen ätzende Flüssigkeiten oder Gase austreten und Kabel oder Kontakte beschädigen. Vibrationen und Schwingungen treten z. B. in der Nähe von Pumpen und Kompressoren auf; an Standorten also, an denen Gerätschaften zur Messung verschiedenster physikalischer Größen zum Einsatz kommen. Diese Vibrationen können nicht nur zu einer Beschädigung der Verbindungsleitungen, sondern auch zu Lager- und Aufhängungsschäden der Messgeräte führen.atmospheric Influences occur, for example, in chemical plants, on oil rigs or in mine shafts where corrosive Liquids or gases escape and damage cables or contacts. Vibrations and vibrations occur z. B. near Pumps and compressors; at locations, therefore, at which equipment for measuring various physical quantities for Use come. These vibrations can not only become one Damage to the connecting cables, but also too Bearing and suspension damage of the measuring instruments to lead.

Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus:
Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren im Medium eine Spannung. Die zwischen den Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums und somit zum Volumenstrom. Die Messspannung wird üblicherweise über das Messelektrodenpaar abgegriffen, welches normalerweise galvanisch oder kapazitiv mit dem Medium gekoppelt ist.Magnetic-inductive flowmeters use the principle of electrodynamic induction for volumetric flow measurement:
Charge carriers of the medium moved perpendicularly to a magnetic field induce a voltage in the medium. The measuring voltage induced between the measuring electrodes is proportional to the flow velocity of the medium averaged over the cross section of the measuring tube and thus to the volume flow. The measuring voltage is usually tapped via the measuring electrode pair, which is normally galvanically or capacitively coupled to the medium.

Da die Messsignalstärken üblicherweise im Mikro- oder Millivoltbereich liegen, ist eine störungsarme Übertragung der Messsignale zwischen den Messelektroden und einer Regel-/Auswerteeinheit erforderlich.There the measurement signal strengths usually in the micro- or millivolt range, is a low-interference transmission the measurement signals between the measuring electrodes and a control / evaluation unit required.

Messsignale von Messelektroden eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes werden u. a. über Verbindungsleitungen zunächst zu einem Messverstärker, z. B. einem Differenzverstärker, geführt, von wo aus die Messsignale einer weiteren Auswertung zugänglich gemacht werden.measuring signals of measuring electrodes of a magnetic-inductive flowmeter be u. a. via connecting lines first to a measuring amplifier, z. B. a differential amplifier, from where the measuring signals of a further evaluation be made accessible.

Die Messsignale können z. B. über Koaxialkabel zum Messverstärker geführt werden. Koaxialkabel bestehen aus einem Innenleiter und einem im Wesentlichen in konstantem Abstand um den Innenleiter angebrachten Außenleiter. Das Messsignal wird über den Innenleiter geleitet. Zur Abschirmung des Messsignals kann beispielsweise der Außenleiter durch sog. Schirmtreiber, welche im Wesentlichen aus einem Verstärker bestehen, auf dem elektrischen Potential des Innenleiters gehalten werden.The measurement signals can z. B. via coaxial cable to the measuring amplifier. Coaxial cables consist of an inner conductor and an outer conductor mounted substantially at a constant distance around the inner conductor. The measuring signal is conducted via the inner conductor. For shielding the measurement signal, for example, the outer conductor can be kept at the electrical potential of the inner conductor by so-called umbrella drivers, which essentially consist of an amplifier.

Eine Beschädigung der stromlosen Verbindungsleitungen zwischen Messelektroden und einer Regel-/Auswerteeinheit bei magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten kann bislang, wie bereits erwähnt, im Gegensatz zu einer Beschädigung der stromführenden Verbindungsleitungen, z. B. der Verbindungsleitungen der Spulen des Magnetsystems, nicht ohne weiteres ermittelt werden.A Damage to the de-energized connecting cables between Measuring electrodes and a control / evaluation unit in magnetic-inductive flowmeters So far, as already mentioned, as opposed to a Damage to the live connecting cables, z. B. the connecting lines of the coils of the magnet system, not be readily determined.

Infolge einer Beschädigung der Verbindungsleitungen zwischen Messelektroden und einer Regel-/Auswerteeinheit bei magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten werden Messspannungen verfälscht. So führt eine Beschädigung bspw. des Innenleiters an bspw. einer seiner Lötstellen zu einer falschen Durchflussanzeige und eine Beschädigung des abschirmenden Außenleiters zu einer größeren Störempfindlichkeit des Messsignals.As a result Damage to the connecting cables between measuring electrodes and a control / evaluation unit in magnetic-inductive flowmeters measuring voltages are falsified. So leads one Damage eg. The inner conductor to eg. One of his Soldering to a wrong flow indication and a Damage to the shielding outer conductor too a greater susceptibility of the Measurement signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung einer Beschädigung an einer Verbindungsleitung, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät vorzuschlagen.Of the Invention is based on the object, a method for determining damage to a connecting line, a corresponding Device and a magnetic-inductive flowmeter propose.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Außenleiter der Verbindungsleitung mit mindestens einem Testsignal beaufschlagt wird, dass das über den Innenleiter übertragene Signal der mit einem Testsignal beaufschlagten Verbindungsleitung abgegriffen wird, und dass das abgegriffene Signal mit mindestens einem Referenzsignal verglichen wird.In terms of of the method, the object according to the invention solved that at least one outer conductor of the connecting line is acted upon with at least one test signal that over the inner conductor transmitted signal with a test signal acted upon connection line is tapped, and that the tapped signal is compared with at least one reference signal.

Auf den im Stand der Technik zur Abschirmung genutzten Außenleiter einer Verbindungsleitung werden nun elektrische Testsignale gegeben. Diese Testsignale übertragen sich je nach Beschaffenheit und Zustand der Verbindungsleitung unterschiedlich (stark) mittels elektrisch-kapazitiver Kopplung vom Außenleiter auf den Innenleiter. Dabei werden die kapazitiven Eigenschaften der Verbindungsleitung ausgenutzt, die sich aus der einem Kondensator ähnlichen Bauweise ergeben. Das über den Innenleiter übertragene elektrische Signal kann abgegriffen und die Einwirkung des auf den Außenleiter geschickten Testsignals auf das abgegriffene Signal analysiert werden. Stärke und Form der Einkopplung auf das abgegriffene Signal hängen bei bekannter Beschaffenheit erheblich vom Zustand der Verbindungsleitung ab. Dadurch kann eine Beschädigung der Verbindungsleitung ermittelt und beispielsweise im Falle eines magnetischinduktiven Durchflussmessgerätes das Risiko einer unentdeckt falschen Durchflussanzeige reduziert werden. Insbesondere können die Testsignale so gewählt werden, dass die von dem Innenleiter abgegriffenen Signale die Charakteristika von Durchflusssignalen aufweisen und somit mit der für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät üblichen Hard- und Software ausgewertet werden können.On the outer conductor used for shielding in the prior art a connecting line are now given electrical test signals. These Test signals are transmitted depending on the condition and State of the connecting line different (strong) by means of electric-capacitive Coupling from the outer conductor to the inner conductor. It will be exploits the capacitive properties of the connection line, resulting from the capacitor-like construction. The transmitted via the inner conductor electrical Signal can be tapped and the action of the sent to the outer conductor Test signal are analyzed for the tapped signal. Strength and form of coupling to the tapped signal hang in the case of known nature considerably from the condition of the connecting line from. This can damage the connecting cable determined and, for example, in the case of a magnetically inductive Flowmeter the risk of undetected incorrect flow indicator be reduced. In particular, the test signals can be so be chosen that tapped from the inner conductor Signals have the characteristics of flow signals and thus with the usual for a magnetic-inductive flowmeter Hard- and software can be evaluated.

Größe und Form der Einkopplung sind u. a. von Typ und Länge der Verbindungsleitung abhängig, da diese Größen die Werte der Kapazitäten und Widerstände des Systems bestimmen, welche maßgeblich für den Effekt der elektrisch-kapazitiven Kopplung sind.size and form of coupling are u. a. of type and length of Connection line depends on these sizes the values of the capacities and resistances of the Systems determine which instrumental to the effect the electrical-capacitive coupling.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Testsignal variiert. Durch eine Variation des Spannungsverlaufs und/oder der Frequenz des Testsignals lassen sich unterschiedliche Defekte aufgrund der Einkopplung des Testsignals auf das vom Innenleiter abgegriffene Signal diskriminieren. Dabei werden den Testsignalen eigene Charakteristika genutzt, die bei unterschiedlichen Beschädigungen unterschiedlich (stark) auf das Signal des Innenleiters einkoppeln.According to one advantageous development of the method, the test signal is varied. By a variation of the voltage curve and / or the frequency The test signal can be different defects due to Coupling of the test signal on the tapped from the inner conductor Discriminate signal. The test signals have their own characteristics used, the different at different damages (strongly) couple to the signal of the inner conductor.

In einer Fortentwicklung ist das Testsignal im Wesentlichen rampenförmig. Ein rampenförmiger Spannungsverlauf des Testsignals erzeugt auf dem Signal des Innenleiters einer unbeschädigten Verbindungsleitung einen näherungsweise konstanten, additiven Spannungsanteil. Eine Beschädigung ist durch eine Abweichung des abgegriffenen Signals von einem solchen Verlauf z. B. durch Vergleich mit dem Referenzsignal leicht erkennbar. Das Rampenförmige Signal kann z. B. Teil eines Sägezahnsignals oder Teil eines Trapezsignals sein.In In a further development, the test signal is essentially ramp-shaped. A ramp-shaped voltage waveform of the test signal is generated on the signal of the inner conductor of an undamaged connection line an approximately constant, additive voltage component. Damage is due to a deviation of the tapped Signals from such a course z. B. by comparison with the Reference signal easily recognizable. The ramp-shaped signal can z. B. part of a sawtooth signal or part of a trapezoidal signal be.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die Verbindungsleitung mit dem Testsignal in Abhängigkeit von einer das Signal beeinflussenden Größe beaufschlagt. Durch eine solche Koordination werden besonders zum Vergleich mit dem Referenzsignal geeignete Signale hergestellt. Im Falle des magnetisch-induktiven Messgerätes ist die das Signal beeinflussende Größe das Magnetfeld des Magnetsystems, dessen Polung periodisch geändert wird. Mit der Polung des Magnetsystems ändert sich auch die über Messelektroden und Verbindungsleitungen abgegriffene Spannung periodisch. Wird nun in einer festen Phasenbeziehung zur Periode der Außenleiter mit einem Testsignal beaufschlagt, erleichtert dies die Auswertung der Überlagerung und die Identifizierung von Signal und Testsignal.According to one Another embodiment is the connection line with the test signal in response to a signal influencing the size acted upon. By such a coordination are especially for comparison with the reference signal signals prepared. In the case of the magnetic-inductive Measuring device is the size influencing the signal the magnetic field of the magnet system whose polarity is changed periodically becomes. With the polarity of the magnet system also changes the tapped via measuring electrodes and connecting lines Voltage periodically. Will now be in a fixed phase relation to Period of the outer conductor is subjected to a test signal, this facilitates the evaluation of the overlay and the Identification of signal and test signal.

In einer Variante wird eine erste Verbindungsleitung mit einem ersten Testsignal beaufschlagt und eine zweite Verbindungsleitung mit einem zweiten Testsignal beaufschlagt. Auf diese Art wird ein Referenzsignal für die jeweils andere Verbindungsleitung erstellt, welches dann zu Vergleichszwecken herangezogen werden kann. Die Form der Einkopplung des ersten Testsignals auf die erste Verbindungsleitung und die Form der Einkopplung des zweiten Testsignals auf die zweite Verbindungsleitung kann bereits Aufschluss über eine Beschädigung geben.In a variant, a first connection line with a first Test signal applied and a second connecting line with a second test signal applied. In this way, a reference signal created for the other connecting line, which can then be used for comparison purposes. The form of coupling of the first test signal on the first connection line and the Form of coupling of the second test signal to the second connection line already knows about damage give.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste Testsignal und das zweite Testsignal im Wesentlichen gleich. Ein im Wesentlichen gleiches Testsignal koppelt im Fall einer unbeschädigten Verbindungsleitung im Wesentlichen auch gleich stark auf die jeweiligen Innenleiter ein und stellt damit ein weiteres Merkmal zur Ermittlung einer Beschädigung dar.According to one Another embodiment is the first test signal and the second test signal is substantially the same. A substantially the same test signal couples in the case of an undamaged one Connecting line substantially equally strong on the respective Inner conductor and thus provides another feature for the determination damage.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung wird die zweite Verbindungsleitung zeitlich versetzt zu der ersten Verbindungsleitung mit einem Testsignal beaufschlagt. Durch solch eine Vorgehensweise steht einer mit einem Testsignal beaufschlagten Verbindungsleitung immer das Signal einer nicht mit einem Testsignal beaufschlagten Verbindungsleitung zu einem Vergleich zur Verfügung. Dies ist beispielsweise besonders bei symmetrischen oder von einander abhängigen Signalen von Vorteil.According to one favorable embodiment, the second connection line offset in time to the first connection line with a test signal applied. By such a procedure stands one with a Test signal acted on connecting line always the signal of a not connected to a test signal connecting line to a comparison available. This is special, for example with symmetrical or dependent signals advantageous.

Gemäß einer weiteren Ausführung ist das Referenzsignal ein nach der Fertigung oder bei bzw. vor der Inbetriebnahme der Verbindungsleitung aufgezeichnetes Signal. Durch ein solches aufgezeichnetes Signal der Verbindungsleitung lässt sich eine im späteren Betrieb entstandene Beschädigung feststellen.According to one Another embodiment, the reference signal is after the Production or during or before commissioning of the connecting line recorded signal. By such a recorded signal the connection line can be a later Establish operation caused damage.

In einer weiteren Umsetzung löst das über den Innenleiter einer Verbindungsleitung übertragene elektrische Signal das erfindungsgemäße Verfahren aus. So kann das Verfahren beispielsweise ausgelöst werden, wenn das elektrische Signal einen Schwellwert über- oder unterschreitet. Beim Empfang von z. B. Messwerten außerhalb der Toleranz von Soll-Messwerten wird das erfindungsgemäße Verfahren dann ausgelöst und eine Beschädigung an der Verbindungsleitung festgestellt oder ausgeschlossen.In another implementation solves this via the inner conductor a connection line transmitted electrical signal the inventive method. That's how it works For example, procedures are triggered when the electrical Signal exceeds or falls below a threshold value. At the Reception of z. B. Measured values outside the tolerance of Target measured values become the method according to the invention then triggered and damage to the connection line determined or excluded.

Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Testsignalgeber vorhanden ist, welcher ein elektrisches Testsignal erzeugt, und dass mindestens einer der Außenleiter mindestens einer Verbindungsleitung mit dem Testsignalgeber elektrisch verbunden ist.In terms of The device is the task according to the invention thereby solved that a test signal generator is present, which generates an electrical test signal, and that at least one of the outer conductor at least one connecting line with the test signal generator electrically connected is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Ermittlung einer Beschädigung an einer Verbindungsleitung. Wird die Verbindungsleitung vom Testsignalgeber mit einem Testsignal beaufschlagt, kann eine Beschädigung durch das bereits vorgestellte, erfindungsgemäße Verfahren bestimmt werden.The Device according to the invention allows the determination of a damage to a connecting line. If the connection line from the test signal generator with a test signal can be damaged by the already presented inventive method determined become.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ließe sich z. B. an eine bestehende Verkabelung anschließen und das vom Testsignalgeber erzeugte elektrische Testsignal über den Außenleiter einer Verbindungsleitung senden, von wo es elektrisch-kapazitiv auf das Signal des Innenleiters einkoppelt. Anschließend kann das über den Innenleiter übertragene Signal abgegriffen und einer Analyse unterzogen werden.The inventive device could be z. B. connect to an existing wiring and the from the test signal generator generated electrical test signal send the outer conductor of a connecting line from where electrically couples it to the signal of the inner conductor. Subsequently, this can be transmitted via the inner conductor Signal tapped and subjected to analysis.

In einer bevorzugten Ausführung haben die Außenleiter einer Verbindungsleitung einen im Wesentlichen konstanten Abstand zu dem Innenleiter der Verbindungsleitung. Dies begünstigt die elektrisch-kapazitive Kopplung zwischen Innen- und Außenleiter der Verbindungsleitung. Eine Änderung des Abstandes zwischen Innen- und Außenleiter der Verbindungsleitung führt zu einer Änderung von Widerstand und Kapazität der Verbindungsleitung und zum Auftreten von unerwünschten Streukapazitäten, die eine Auswertung erschweren, die aber auch Anzeichen einer Beschädigung sein können.In In a preferred embodiment, the outer conductors a connecting line a substantially constant distance to the inner conductor of the connecting line. This favors the electric-capacitive coupling between inner and outer conductor the connection line. A change of the distance between Inner and outer conductor of the connecting line leads to a change of resistance and capacity the connecting line and the occurrence of unwanted Stray capacitances, which complicate an evaluation, but may also be signs of damage.

Bezüglich des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Testsignalgeber vorhanden ist, welcher ein elektrisches Testsignal erzeugt, und dass mindestens einer der Außenleiter mindestens einer Verbindungsleitung mit dem Testsignalgeber elektrisch verbunden ist. Die Außenleiter der Verbindungsleitungen zwischen Messelektroden und einer Regel-/Auswerteeinheit sind mit einem ein elektrisches Testsignal gebenden Testsignalgeber verbunden. Standardmäßig sind zwei Messelektroden in ein Messrohr eingesetzt, es können aber auch drei, vier, oder mehr sein. Die Testsignale koppeln auf den Innenleiter und das dort übertragene Signal ein und hinterlassen eine charakteristische Signatur. Ein Vergleich der über die Verbindungsleitungen übertragenen Signale lässt Rückschlüsse auf eine Beschädigung zu.In terms of of the electromagnetic flowmeter is the Problem solved according to the invention, that a test signal generator is present, which is an electrical Test signal generated, and that at least one of the outer conductor at least a connecting line electrically connected to the test signal generator is. The outer conductor of the connecting lines between Measuring electrodes and a control / evaluation unit are with an electric Test signal giving test signal generator connected. By default are two measuring electrodes inserted into a measuring tube, it can but also be three, four, or more. The test signals couple to the Inner conductor and the signal transmitted there and leave a characteristic signature. A comparison of over the interconnections transmitted signals Conclusions about damage too.

In einer günstigen Entwicklung handelt es sich bei dem Testsignalgeber um ein Steuergerät des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes. Durch eine solche immanente Steuerung der Testsignale lassen sich diese mit dem Takt der Polung des Magnetfeldes des Magnetsystems koordinieren. Der Takt legt den Zeitpunkt des Wechsels der Polung des Magnetfeldes fest, das die über die Verbindungsleitungen übertragenen Messsignale beeinflusst. Auch bei ausgeschaltetem Magnetfeld können die Testsignale weiterhin bspw. im Takt der Polung von der Steuereinheit erzeugt werden.In a favorable development, the test signal generator is a control unit of the magnetic-inductive flowmeter. By such intrinsic control of the test signals, they can be coordinated with the timing of the polarity of the magnetic field of the magnet system. The clock determines the timing of the change in the polarity of the magnetic field, which influences the measured signals transmitted via the connecting lines. Even with the magnetic field off, the Testsig nale continue to be generated, for example, in time with the polarity of the control unit.

In einer vorteilhaften Realisierung ist mindestens ein Verstärker vorgesehen, um die vom Testsignalgeber gesendeten Testsignale zu verstärken.In An advantageous realization is at least one amplifier provided to the test signals sent by the test signal generator to strengthen.

Dauer und Zeitpunkt des Verfahrens sowie die Anzahl der Testsignale können prinzipiell frei gewählt werden. Während der Dauer des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise der Messbetrieb pausieren und der zuletzt gemessene Messwert des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ausgegeben werden. Während des Pausierens des Messbetriebs kann auch das Magnetfeld selbst ausgeschaltet werden, so dass kein durchflussbedingtes Messsignal entsteht und somit auch keine Trennung zwischen Messsignal und Testsignal notwendig ist.duration and time of the procedure as well as the number of test signals in principle be chosen freely. During the duration the process of the invention can, for example pause the measuring operation and the last measured value of the electromagnetic flowmeter issued become. While pausing the measuring operation can also The magnetic field itself can be turned off, so that no flow-induced measurement signal arises and thus no separation between the measurement signal and the test signal necessary is.

Um den Messbetrieb nicht zu unterbrechen, kann das erfindungsgemäße Verfahren alternativ durchgeführt werden, wenn sich der Durchfluss unterhalb der Schleichmenge befindet oder während der Druckstoß-Unterdrückungs-Zeit bei Schubprozessen. Möglich ist es auch, die Testsignale in den Messbetrieb einzuflechten und diese dann abzurufen, wenn die Verbindungsleitungen nicht zur Übertragung einer Messung verwendet werden, beispielsweise während eines Wechsels der Polung des Magnetsystems.Around can not interrupt the measurement operation, the inventive Procedure be carried out alternatively, if the Flow rate is below the low flow rate or during the Pressure surge suppression time during thrust processes. It is also possible, the test signals in the measurement mode to interleave and then retrieve them when the connection lines not be used to transmit a measurement, for example during a change of the polarity of the magnet system.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will become apparent from the following drawings explained.

Es zeigt:It shows:

1: einen Querschnitt durch eine Verbindungsleitung, 1 a cross section through a connecting line,

2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen magnetischinduktiven Durchflussmessgeräts, 2 FIG. 2: a schematic representation of a magnetic inductive flowmeter according to the invention, FIG.

3: eine Darstellung der Ersatzschaltung eines erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts, 3 FIG. 2: an illustration of the equivalent circuit of a magnetic-inductive flowmeter according to the invention, FIG.

4a), b), c): jeweils ein Diagramm des Feldtakts F, des Spannungsverlaufs der Außenleiter S1, S2 und Innenleiter E1, E2 der Verbindungsleitungen sowie der Spannungsdifferenz D eines Operationsverstärkers des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts aus 3 während des erfindungsgemäßen Verfahrens. 4c) zeigt zusätzlich das Magnetfeld MF. 4a ), b), c): in each case a diagram of the field clock F, the voltage curve of the outer conductor S1, S2 and inner conductor E1, E2 of the connecting lines and the voltage difference D of an operational amplifier of the magnetic-inductive flowmeter of the invention 3 during the process of the invention. 4c ) additionally shows the magnetic field MF.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Verbindungsleitung 5; in diesem Fall eines Koaxialkabels mit einem Innenleiter 1 und einem Außenleiter 2. Zu sehen ist der Innenleiter 1 und der konzentrisch um den Innenleiter 1 angebrachte Außenleiter 2. Der Raum zwischen Innenleiter 1 und Außenleiter 2 ist mit einem Dielektrikum 3 gefüllt. Der Außenleiter 2 ist von einer Isolation 4 umgeben. Denkbar ist die Verwendung von Verbindungsleitungen 5 mit mehreren Innenleitern 1 bzw. Außenleitern 2. Widerstand, Kapazität und weitere für eine Signalübertragung relevante Eigenschaften des Koaxialkabels werden u. a. von den verschiedenen zur Herstellung verwendeten Materialien und der Kabelgeometrie bestimmt. 1 shows a cross section through a connecting line 5 ; in this case, a coaxial cable with an inner conductor 1 and an outer conductor 2 , You can see the inner conductor 1 and concentric around the inner conductor 1 attached outer conductor 2 , The space between inner conductors 1 and outer conductor 2 is with a dielectric 3 filled. The outer conductor 2 is from an isolation 4 surround. Conceivable is the use of interconnections 5 with several inner conductors 1 or external conductors 2 , Resistance, capacitance, and other characteristics of the coaxial cable that are relevant for signal transmission are determined, inter alia, by the various materials used to make the cable and the geometry of the cable.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Außenleiter 2 mit einem Testsignal beaufschlagt und das über den Innenleiter 1 übertragene Signal abgegriffen. Denkbar ist auch den Innenleiter 1 mit einem Testsignal zu beaufschlagen und das über den Außenleiter 2 übertragene Signal abzugreifen. Bei mehrfach vorhandenen Außenleitern 2 kann ein erster Außenleiter mit einem Testsignal beaufschlagt und das über einen zweiten Außenleiter 2 übertragene Signal abgegriffen werden.In one embodiment of the method according to the invention, the outer conductor 2 subjected to a test signal and that via the inner conductor 1 transmitted signal tapped. Also conceivable is the inner conductor 1 to apply a test signal and that via the outer conductor 2 to transmit transmitted signal. For multiple external conductors 2 For example, a first outer conductor can be subjected to a test signal and that via a second outer conductor 2 transmitted signal to be tapped.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist die elektrisch-kapazitive Übertragung des Testsignals.Essential for the inventive method the electrical-capacitive transmission of the test signal.

2 zeigt die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes 6. Das Messrohr 11 wird von dem Medium 12 in Richtung der Messrohrachse 14 durchflossen, wobei das Medium 12 zumindest geringfügig elektrisch leitfähig ist. Das Messrohr 11 ist zumindest in dem mit dem Medium 12 in Kontakt kommenden Bereich mit einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgekleidet. Infolge des senkrecht zur Flussrichtung ausgerichteten Magnetfelds der diametral angeordneten Elektromagneten 13 wandern in dem Medium 12 befindliche Ladungsträger zu den Messelektroden 10. Die sich zwischen den Messelektroden 10 aufbauende Spannung ist proportional zu der über den Querschnitt gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 12 und damit ein Maß für den Volumendurchfluss Q. 2 shows the schematic representation of a magnetic-inductive flowmeter according to the invention 6 , The measuring tube 11 is from the medium 12 in the direction of the measuring tube axis 14 flowed through, the medium 12 at least slightly electrically conductive. The measuring tube 11 is at least in that with the medium 12 In contact with the area lined with an electrically non-conductive material. As a result of the magnetic field of the diametrically arranged electromagnets oriented perpendicular to the flow direction 13 wander in the medium 12 located charge carriers to the measuring electrodes 10 , Which is between the measuring electrodes 10 The voltage building up is proportional to the average flow velocity of the medium over the cross section 12 and thus a measure of the volume flow Q.

Im vorliegenden Fall sind die Messelektroden 10 galvanisch an das Medium 12 gekoppelt. Denkbar ist aber auch eine berührungslos kapazitive Kopplung der Messelektroden 10 an das Medium 12.In the present case, the measuring electrodes 10 galvanic to the medium 12 coupled. However, a non-contact capacitive coupling of the measuring electrodes is also conceivable 10 to the medium 12 ,

Die Messelektroden 10 sind über Verbindungsleitungen 8, 9 mit einer Regel-/Auswerteeinheit 7 und einem Testsignalgeber 15 verbunden. Für gewöhnlich bestehen diese Verbindungsleitungen aus Koaxialkabeln.The measuring electrodes 10 are over interconnections 8th . 9 with a control / evaluation unit 7 and a test signal generator 15 connected. Usually, these connection lines consist of coaxial cables.

Das Messsignal wird über die Innenleiter 1 übertragen und üblicherweise an einen Operationsverstärker angeschlossen. Die Außenleiter 2 werden zur Abschirmung der Innenleiter 1 von einer Regel-/Auswerteeinheit 7 auf konstantem Potential gehalten. Erfindungsgemäß werden die Außenleiter zur Übertragung des Testsignals an den Testsignalgeber 15 des magnetischinduktiven Durchflussmessgeräts 6 angeschlossen. Durch eine solche Verbindung lässt sich der Außenleiter 2 nun mit einem Testsignal beaufschlagen.The measuring signal is transmitted via the inner conductor 1 transmitted and usually connected to an operational amplifier. The outer conductors 2 are used to shield the inner conductor 1 from a control / evaluation unit 7 at constant potential hold. According to the invention, the outer conductors for transmitting the test signal to the test signal generator 15 of the magnetic inductive flowmeter 6 connected. By such a connection, the outer conductor can be 2 Now apply a test signal.

Durch den einem Zylinderkondensator ähnlichen Aufbau der Verbindungsleitung 5 lassen sich typische physikalische Effekte wie z. B. elektrisch-kapazitive Kopplung nutzen. Wird z. B. der Außenleiter 2 vom Testsignalgeber 15 mit einer geradlinig ansteigenden, rampenförmigen Spannung beaufschlagt und verhält sich die am Innenleiter anliegende Last im Wesentlichen wie ein ohmscher Widerstand, so wird auf dem Innenleiter 1 ein konstanter Verschiebestrom verursacht, der den „Kondensator" auflädt. Mit dem konstanten Verschiebestrom geht auch eine konstante Spannungsänderung auf dem Innenleiter 1 einher. Dieser Vorgang entspricht der Einkopplung einer Spannung von einem mit einem elektrischen Testsignal beaufschlagten Außenleiter 2 auf den Innenleiter 1.By a cylinder capacitor similar construction of the connecting line 5 can be typical physical effects such. B. use electrical capacitive coupling. If z. B. the outer conductor 2 from the test signal generator 15 is acted upon by a rectilinearly rising, ramp-shaped voltage and behaves the load applied to the inner conductor substantially as a resistor, so is on the inner conductor 1 causes a constant displacement current that charges the "capacitor." With the constant displacement current, a constant voltage change also occurs on the inner conductor 1 associated. This process corresponds to the coupling of a voltage of an externally applied to an electrical test signal outer conductor 2 on the inner conductor 1 ,

Die Größe der Einkopplung des Testsignals auf den Innenleiter 1 liegt für gewöhnlich im Mikro- oder Millivoltbereich und ist von der Messtechnik im magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät 6 ohne weiteres zu erfassen und auszuwerten.The size of the coupling of the test signal to the inner conductor 1 is usually in the micro or millivolt range and is of the measurement technology in the electromagnetic flowmeter 6 readily detect and evaluate.

3 zeigt eine Darstellung der Ersatzschaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 6 aus 2. Bei magnetischinduktiven Durchflussmessgeräten 6 ist ein elektrischer Kontakt zwischen der metallischen Rohrleitung und dem durchfließenden Medium 12 vorhanden. Ein Bezugspunkt für das Messsignal kann so entweder über eine sog. 3 shows a representation of the equivalent circuit of the magnetic inductive flowmeter according to the invention 6 out 2 , Magnetic-inductive flowmeters 6 is an electrical contact between the metallic pipe and the flowing medium 12 available. A reference point for the measurement signal can thus either via a so-called.

Bezugselektrode P, die ebenso wie die Messelektroden 10 in die Wandung des Messrohres 11 eingesetzt ist und mit dem Medium 11 koppelt, oder über eine elektrische Verbindung zu den Rohrleitungen geschehen. Der Bezugspunkt für das Messsignal kann auch aus den Potentialen der Messelektroden 10 durch bspw. die Messelektronik bestimmt werden, ohne das eine zusätzliche elektrische Verbindung zu den Rohrleitungen und/oder eine Bezugselektrode vorgesehen ist.Reference electrode P, as well as the measuring electrodes 10 into the wall of the measuring tube 11 is used and with the medium 11 coupled, or done via an electrical connection to the pipelines. The reference point for the measuring signal can also be determined from the potentials of the measuring electrodes 10 be determined by, for example, the measuring electronics without an additional electrical connection to the pipes and / or a reference electrode is provided.

Die Innenleiter E1, E2 der Verbindungsleitungen 8, 9 werden zum Differenzverstärker OP geführt. Die Widerstände R1, R2 beinhalten die Widerstände der jeweiligen Messelektroden 10 sowie den Widerstand des Mediums 12. Die Kapazitäten C1, C2 sind die Kapazitäten der Verbindungsleitungen 8, 9 inklusive der dort eventuell auftretenden Streukapazitäten. Die Messsignale der Messelektroden 10 werden über die Innenleiter E1, E2 zum Differenzverstärker OP übertragen.The inner conductors E1, E2 of the connecting lines 8th . 9 are routed to the differential amplifier OP. The resistors R1, R2 contain the resistances of the respective measuring electrodes 10 as well as the resistance of the medium 12 , The capacitances C1, C2 are the capacities of the connection lines 8th . 9 including any stray capacitances that may occur there. The measuring signals of the measuring electrodes 10 are transmitted via the inner conductors E1, E2 to the differential amplifier OP.

Das Potential der Außenleiter S1, S2 wird beispielsweise von der Regel-/Auswerteeinheit 7 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 6 kontrolliert. Das vom Testsignalgeber 15 gesendete elektrische Testsignal wird von einem Verstärker V unterstützt und die angeschlossenen Außenleiter S1, S2 damit beaufschlagt.The potential of the outer conductor S1, S2, for example, from the control / evaluation 7 of the electromagnetic flowmeter 6 controlled. That of the test signal generator 15 transmitted electrical test signal is supported by an amplifier V and the connected outer conductor S1, S2 so acted upon.

Von den Außenleitern S1, S2 kann das Testsignal elektrisch kapazitiv über C1, C2 auf die Innenleiter E1, E2 einkoppeln. Zur weiteren Auswertung werden die über die Innenleiter E1, E2 übertragenen Signale dann auf den Differenzverstärker OP gegeben. Die Differenzspannung D kann dann zur Ermittlung einer Beschädigung der Verbindungsleitungen 8, 9 genutzt werden.From the outer conductors S1, S2, the test signal can electrically coupled via C1, C2 to the inner conductors E1, E2. For further evaluation, the signals transmitted via the inner conductors E1, E2 are then applied to the differential amplifier OP. The differential voltage D can then be used to determine a damage of the connecting lines 8th . 9 be used.

4a, 4b und 4c zeigen den idealisierten Spannungsverlauf eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes 6 mit zwei Messelektroden 10 und zwei Verbindungsleitungen 8, 9 während verschiedener Situationen:

– während des normalen Messbetriebs M
– während eines Tests mit intakten Verbindungsleitungen A
– während eines Tests mit beschädigten Verbindungsleitungen B

4a . 4b and 4c show the idealized voltage curve of a magnetic-inductive flowmeter 6 with two measuring electrodes 10 and two connecting lines 8th . 9 during different situations:

- during normal measuring operation M
During a test with intact interconnections A
- during a test with damaged connection lines B

4a) und 4b) zeigen den Feldtakt F des Magnetsystems 13, den Spannungsverlauf einer Verbindungsleitung mit Außenleiter S1 und Innenleiter E1, einer Verbindungsleitung mit Außenleiter S2 und Innenleiter E2 und die von dem Differenzverstärker OP ausgegebenen Spannungsdifferenz D der Innenleiter E1, E2. In 4a) hat das Testsignal einen rampenförmigen Verlauf, in 4b einen trapezförmigen. In 4c) hat das Testsignal ebenso wie in 4b) einen trapezförmigen Verlauf, jedoch ist während eines Tests das Magnetfeld MF ausgeschaltet. 4a ) and 4b ) show the field clock F of the magnet system 13 , the voltage curve of a connecting line with outer conductor S1 and inner conductor E1, a connecting line with outer conductor S2 and inner conductor E2 and the output from the differential amplifier OP voltage difference D of the inner conductor E1, E2. In 4a ), the test signal has a ramp-shaped course, in 4b a trapezoidal. In 4c ) has the test signal as well as in 4b ) has a trapezoidal shape, but the magnetic field MF is off during a test.

Während des normalen Messbetriebs M wird mittels eines getakteten Gleichfelds (Feldtakt F) eine Spannung in dem Medium 12 induziert und der Volumendurchfluss Q durch das Messrohr 11 bestimmt. Denkbar ist auch eine Messung mittels eines netzfrequenten und/oder sinusförmigen Wechselfelds. Zu sehen ist der Feldtakt F, in dem das Magnetfeld MF periodisch getaktet wird. Bei angelegtem Magnetfeld entstehen an den Messelektroden 10 durch elektrodynamische Induktion dem Volumendurchfluss Q proportionale Messspannungen. Die über die Verbindungsleitungen E1, E2 übertragenen abgegriffenen Messspannungen haben unterschiedliche Vorzeichen. Die Messspannungen der Innenleiter E1, E2 werden vom Differenzverstärker OP voneinander subtrahiert. Die Differenz der Messspannungen der Innenleiter E1, E2 entspricht der im Medium induzierten Spannung und ist ein Maß für den Volumendurchfluss Q. Die induzierten Messspannungen werden über die Innenleiter E1, E2 der Verbindungsleitungen 8, 9, an einen Differenzverstärker OP weitergegeben. Über die Außenleiter S1, S2 wird keine Information übertragen, sie dienen zu diesem Zeitpunkt nur der Abschirmung sowie der Vermeidung von Leckströmen.During normal measuring operation M, a voltage in the medium is generated by means of a clocked DC field (field clock F) 12 induced and the volume flow Q through the measuring tube 11 certainly. Also conceivable is a measurement by means of a mains frequency and / or sinusoidal alternating field. You can see the field clock F, in which the magnetic field MF is cycled periodically. When the magnetic field is applied to the measuring electrodes 10 By electrodynamic induction the volumetric flow Q proportional measuring voltages. The tapped measuring voltages transmitted via the connecting lines E1, E2 have different signs. The measuring voltages of the inner conductors E1, E2 are subtracted from each other by the differential amplifier OP. The difference of the measuring voltages of the inner conductors E1, E2 corresponds to the voltage induced in the medium and is a measure of the volume flow Q. The induced measuring voltages become via the inner conductors E1, E2 of the connecting lines 8th . 9 , passed on to a differential amplifier OP. About the outer conductor S1, S2 no information is transmitted, they are used at this time only the shielding and the prevention of leakage currents.

In 4a) wird während eines Tests mit intakten Verbindungsleitungen A die Verbindungsleitung 8 mit einem rampenförmigen Testsignal synchron zum Feldtakt F beaufschlagt. Das Testsignal koppelt elektrisch kapazitiv vom Außenleiter S1 auf den Innenleiter E1 und hinterlässt dort eine rechteckförmige Signatur im Spannungsverlauf. Analog zu 4a) lassen sich 4b) und 4c) betrachten. Die Verbindungsleitung 9 überträgt währenddessen ein ungestörtes Messsignal. In 4c) beträgt dieses Messsignal aufgrund eines Ausgeschalteten Magnetfeldes MF Null (Q = 0). Die Spannungsdifferenz D des Differenzverstärkers zeigt sich durch die Einkopplung verändert. Der Differenzverstärker OP zeigt einen maximalen Durchfluss der Größe Q + A₁ an.In 4a ) becomes the connection line during a test with intact connection lines A. 8th acted upon by a ramp-shaped test signal synchronous to the field clock F. The test signal couples electrically capacitively from the outer conductor S1 to the inner conductor E1 and leaves there a rectangular signature in the voltage curve. Analogous to 4a ) can be 4b ) and 4c ) consider. The connection line 9 meanwhile transmits an undisturbed measuring signal. In 4c ), this measurement signal is zero due to a switched-off magnetic field MF (Q = 0). The voltage difference D of the differential amplifier is changed by the coupling. The differential amplifier OP indicates a maximum flow of the quantity Q + A ₁ .

Im anschließenden zweiten Teil des Verfahrens überträgt die erste Verbindungsleitung 8, auf die bisher das Testsignal gegeben wurde, nun ein ungestörtes Messsignal. In 4c) beträgt dieses Messsignal aufgrund eines Ausgeschalteten Magnetfeldes MF wiederum Null (Q = 0). Das rampenförmige Testsignal wird synchron zum Feldtakt F auf den Außenleiter S2 der zweiten Verbindungsleitung 9 gegeben und erzeugt dort auf dem Innenleiter E2 eine rechteckförmige Signatur. Die Spannungsdifferenz D des Differenzverstärkers zeigt auch in diesem Fall einen vermehrten maximalen Durchfluss Q + A₂ an. Ein Vergleich der beiden Durchflusssignale Q + A₁ und Q + A₂ zeigt, dass das Testsignal auf beiden Verbindungsleitungen 8, 9 eine gleich große Abweichung des Volumendurchflusses Q erzeugt hat. Dies impliziert unbeschädigte Verbindungsleitungen.In the subsequent second part of the procedure, the first connection line transmits 8th , to which the test signal was given, now an undisturbed measuring signal. In 4c ), this measurement signal is again zero (Q = 0) due to a switched-off magnetic field MF. The ramp-shaped test signal becomes synchronous with the field clock F on the outer conductor S2 of the second connection line 9 given there and generates on the inner conductor E2 a rectangular signature. The voltage difference D of the differential amplifier also indicates an increased maximum flow Q + A ₂ in this case. A comparison of the two flow signals Q + A ₁ and Q + A ₂ shows that the test signal is present on both connection lines 8th . 9 has produced an equal deviation of the volume flow Q. This implies undamaged connection lines.

Kann nicht von einem konstanten Volumendurchfluss Q ausgegangen werden, so kann in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erzeugung des Magnetfeldes MF während der Testphase pausiert werden (s. 4c)). Dadurch ist der Durchfluss Q annähernd Null. Somit findet ein direkter Vergleich von A₁ und A₂ ohne eine Überlagerung des Messsignals des Durchflusses Q statt.If a constant volume flow Q can not be assumed, then in a variant of the method according to the invention the generation of the magnetic field MF during the test phase can be paused (see FIG. 4c )). As a result, the flow Q is approximately zero. Thus, a direct comparison of A ₁ and A _{2 takes place} without superposition of the measurement signal of the flow Q.

Der Vergleich der abgegriffenen Signale kann u. a. durch eine Mittelwertbildung über eine oder mehrere Perioden des Feldtakts F erfolgen. Das Ergebnis des Vergleichs ist unabhängig von der von den Messelektroden 10 abgegriffenen und über die Innenleiter E1, E2 übertragenen Messspannung. Das Feststellen einer Asymmetrie zwischen den Einkopplungen der Testsignale von den Außenleitern S1, S2 auf die Innenleiter E1 und E2 kann als Hinweis auf eine Beschädigung einer Verbindungsleitung 5 oder auf eine unsymmetrische Belagsbildung oder Verschmutzung im Messrohr 11 bzw. der Messelektroden 10 interpretiert werden. Das Feststellen eines Amplitudenwerts der Einkopplung des Testsignals, der von demjenigen eines Referenzsignals (z. B. bei oder nach Produktion bzw. Inbetriebnahme aufgenommen) abweicht, kann als Hinweis auf eine Verschmutzung oder eine geänderte Leitfähigkeit bzw. elektrische Eigenschaft des Mediums 12 interpretiert werden.The comparison of the tapped signals can be done, inter alia, by averaging over one or more periods of the field clock F. The result of the comparison is independent of that of the measuring electrodes 10 tapped and transmitted via the inner conductor E1, E2 measuring voltage. The determination of an asymmetry between the couplings of the test signals from the outer conductors S1, S2 to the inner conductors E1 and E2 may be indicative of damage to a connecting line 5 or on an asymmetrical deposit formation or contamination in the measuring tube 11 or the measuring electrodes 10 be interpreted. The determination of an amplitude value of the coupling of the test signal, which deviates from that of a reference signal (for example, during or after production or startup), may be indicative of a contamination or a changed conductivity or electrical property of the medium 12 be interpreted.

Die Einkopplung des Testsignals auf den Innenleiter E1 der Verbindungsleitung 8 muss bei intakten, baugleichen Verbindungsleitungen 8, 9 die gleiche Abweichung im Volumendurchfluss Q verursachen wie die Einkopplung auf den Innenleiter E2 der Verbindungsleitung 9.The coupling of the test signal to the inner conductor E1 of the connecting line 8th must with intact, identical connection lines 8th . 9 cause the same deviation in the volume flow Q as the coupling to the inner conductor E2 of the connecting line 9 ,

Weitere Einflüsse auf die absolute Größe der Einkopplung A1, A2 sind u. a. der Kabeltyp, die Kabellänge, die Elektrodengröße, das Medium 12 sowie dessen Leitfähigkeit.Other influences on the absolute size of the coupling A1, A2 include the cable type, the cable length, the electrode size, the medium 12 and its conductivity.

Während eines Tests mit beschädigten Verbindungsleitungen B wird in 4a) erneut im ersten Teil des Verfahrens ein rampenförmiges Testsignal synchron zum Feldtakt F über den Außenleiter S1 der ersten Verbindungsleitung 8 gegeben. 4b) und 4c) sind wiederum analog zu betrachten. Das Testsignal koppelt elektrisch kapazitiv auf den Innenleiter E1 und hinterlässt dort eine Signatur im Spannungsverlauf. Diese Signatur ist aber nicht, wie bei einer unbeschädigten Verbindungsleitung 8 zu erwarten, rechteckförmig sondern bspw. ebenfalls rampenförmig. Die zweite Verbindungsleitung 9 überträgt ein ungestörtes Messsignal. Das Signal des Differenzverstärkers D zeigt sich dementsprechend verändert. Es wird ein Volumendurchfluss der Größe Q + B₁ angezeigt. Im zweiten Teil des Verfahrens überträgt die erste Verbindungsleitung 8, auf die bisher das Testsignal eingekoppelt wurde, ein ungestörtes Messsignal und das rampenförmige Testsignal wird auf den Außenleiter S2 der bisher ungestörten zweiten Verbindungsleitung 9 gegeben und erzeugt dort auf dem Innenleiter E2 eine näherungsweise rechteckförmige Signatur. Das Signal des Differenzverstärkers D zeigt auch in diesem Fall einen vermehrten Volumendurchfluss Q + B₂ an. Ein Vergleich der durch den Differenzverstärker OP subtrahierten Signale zeigt einen jeweils vermehrten Volumendurchfluss Q an, wobei allerdings die Größe der Vermehrung und deren Verlauf unterschiedlich ist (B1 ≠ B2). Dies impliziert eine beschädigte Verbindungsleitung 8, 9. In diesem Fall kann beispielsweise eine entsprechende Meldung ausgegeben oder eine sonstige zur Sicherung erforderliche Maßnahme durchgeführt werden.During a test with damaged connection lines B is in 4a ) again in the first part of the method, a ramp-shaped test signal synchronous to the field clock F via the outer conductor S1 of the first connection line 8th given. 4b ) and 4c ) are again to be considered analogously. The test signal electrically couples capacitively to the inner conductor E1 and leaves a signature in the voltage curve there. This signature is not, as with an undamaged connection line 8th to be expected, rectangular but, for example, also ramped. The second connection line 9 transmits an undisturbed measuring signal. The signal of the differential amplifier D shows changed accordingly. A volume flow of size Q + B ₁ is displayed. In the second part of the procedure transmits the first connection line 8th to which the test signal was previously coupled, an undisturbed measuring signal and the ramp-shaped test signal is applied to the outer conductor S2 of the previously undisturbed second connecting line 9 given there and generates on the inner conductor E2 an approximately rectangular signature. The signal of the differential amplifier D also indicates an increased volume flow Q + B ₂ in this case. A comparison of the signals subtracted by the differential amplifier OP indicates a respectively increased volume flow Q, although the size of the multiplication and its course are different (B1 ≠ B2). This implies a damaged connection line 8th . 9 , In this case, for example, a corresponding message can be issued or another measure required for the backup can be carried out.

AA: Test mit unbeschädigten Verbindungsleitungentest with undamaged connection lines
A₁ A ₁: Einkopplung auf die erste Verbindungsleitungcoupling on the first connection line
A₂ A ₂: Einkopplung auf die zweite Verbindungsleitungcoupling on the second connection line
BB: Test mit beschädigten Verbindungsleitungentest with damaged connecting cables
B₁ B ₁: Einkopplung auf die erste Verbindungsleitungcoupling on the first connection line
B₂ B ₂: Einkopplung auf die zweite Verbindungsleitungcoupling on the second connection line
C1C1: Kapazität der ersten Verbindungsleitungcapacity the first connection line
C2C2: Kapazität der zweiten Verbindungsleitungcapacity the second connection line
DD: Signal des Differenzverstärkerssignal of the differential amplifier
E1E1: Innenleiter der ersten Verbindungsleitunginner conductor the first connection line
E2E2: Innenleiter der zweiten Verbindungsleitunginner conductor the second connection line
FF: Feldtaktfield clock
MFMF: Magnetfeldmagnetic field
MM: Messbetriebmeasuring mode
OPoperating room: Differenzverstärkerdifferential amplifier
PP: Erde, BezugselektrodeEarth, reference electrode
QQ: VolumendurchflussVolume flow
R1R1: Widerstand der ersten Elektrode und des Mediumsresistance the first electrode and the medium
R2R2: Widerstand der zweiten Elektrode und des Mediumsresistance the second electrode and the medium
S1S1: Außenleiter der ersten Verbindungsleitungouter conductor the first connection line
S2S2: Außenleiter der zweiten Verbindungsleitungouter conductor the second connection line
VV: Verstärkeramplifier
11: Innenleiterinner conductor
22: Außenleiterouter conductor
33: Dielektrikumdielectric
44: Isolationisolation
55: Verbindungsleitungconnecting line
66: magnetisch-induktives Durchflussmessgerätmagneto-inductive Flowmeter
77: Regel-/AuswerteeinheitControl / evaluation unit
88th: Verbindungsleitungconnecting line
99: Verbindungsleitungconnecting line
1010: Messelektrodemeasuring electrode
1111: Messrohrmeasuring tube
1212: Mediummedium
1313: Magnetsystemmagnet system
1414: MessrohrachseMeasuring tube axis
1515: TestsignalgeberTest signal generator

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 7120563 B2 [0005]

Claims

Method for determining damage to at least one connecting line ( 5 ), the connecting line ( 5 ) of at least one inner conductor ( 1 ) and at least one outer conductor ( 2 ), wherein an electrical signal via the inner conductor ( 1 ), characterized in that at least one outer conductor ( 2 ) of the connecting line ( 5 ) is acted upon by at least one test signal that via the inner conductor ( 1 ) transmitted signal of the acted upon by a test signal connection line ( 5 ) is tapped, and that the tapped signal is compared with at least one reference signal.

Method according to claim 1, characterized in that that the test signal is varied.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the test signal is substantially ramped.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the connecting line ( 5 ) is applied to the test signal in response to a signal influencing the size.

Method according to one of claims 1-4, characterized in that the reference signal after a production or before commissioning of the connecting line ( 5 ) is recorded signal.

Method according to at least one of claims 1-5, characterized in that a first connecting line ( 5 ) is applied with a first test signal, and that a second connecting line ( 5 ) is applied with a second test signal.

Method according to Claim 6, characterized that the first test signal and the second test signal substantially are the same.

Method according to at least one of claims 1-7, characterized in that the second connecting line ( 5 ) offset in time to the first connection line ( 5 ) is applied with a test signal.

Method according to one of claims 1-8, characterized in that via the inner conductor ( 1 ) a connection line ( 5 ) transmitted electrical signal triggers the process.

Method according to one of claims 1-9, characterized in that a message and / or a warning signal is issued becomes.

Device for detecting damage to at least one connecting line ( 5 ), the connecting line ( 5 ) of at least one inner conductor ( 1 ) for transmitting an electrical signal and at least one outer conductor ( 2 ), characterized in that a test signal generator is provided, which generates an electrical test signal, and that at least one of the outer conductor ( 2 ) at least one connecting line ( 5 ) is electrically connected to the test signal generator.

Magnetic-inductive flowmeter ( 6 ) with at least one connecting line ( 5 ) between at least one measuring electrode ( 10 ) and a control / evaluation unit ( 7 ), the connecting line ( 5 ) of at least one inner conductor ( 1 ) and at least one outer conductor ( 2 ), wherein the inner conductor ( 1 ) transmits a measurement signal, characterized in that a test signal generator is present, which generates an electrical test signal, and that at least one of the outer conductors ( 2 ) at least one connecting line ( 5 ) is electrically connected to the test signal generator.