DE102009000749A1 - Vibration-type measuring transformer i.e. coriolis mass flow meter, operating method, involves indicating that detected mass flow value is not reliable when variations of mass flow value lies below preset threshold value - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines von einem Medium durchströmten Messwandlers vom Vibrationstyp.The The invention relates to a method of operating one of a medium flowed through transducer of the vibration type.
Ein Messwandler vom Vibrationstyp, insbesondere ein Coriolis-Massendurchflussmesser, wird bevorzugt eingesetzt, um einen Massendurchfluss unabhängig von den Eigenschaften des strömenden Mediums, wie Dichte, Viskosität und/oder Strömungsprofil zu ermitteln. Ein weiterer Vorteil von Coriolis-Massendurchflussmessern besteht darin, dass man den Massendurchfluss eines durch den Messwandler fließenden Mediums messen kann, ohne den eigentlichen Massendurchfluss durch einen in den Massendurchfluss eingetauchten Sensor zu beeinflussen. Eine Ausgestaltung eines Coriolis-Massendurchflussmessers umfasst ein Massendurchflussrohr, das als Rohrbogen ausgebildet ist und einen Zufluss und einen Abfluss aufweist. Der Rohrbogen ist an seinem dem Zufluss bzw. dem Abfluss entsprechenden Ende festgelegt und in einem dazwischenliegenden Bereich derart schwingbar gelagert, dass er senkrecht zu einer durch den Rohrbogen definierten Ebene schwingen kann. Wird der Rohrbogen mit seiner Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt, wirkt eine Corioliskraft auf das in dem Rohrbogen strömende Medium. Je nachdem wie groß der Massendurchfluss ist, ergibt sich aufgrund der Corioliskraft eine Phasenverschiebung der Schwingung der beiden Schenkel des Rohrbogens zueinander, die zur Berechnung des Massendurchflusses herangezogen wird.One Vibration-type transducers, in particular a Coriolis mass flowmeter, is preferably used to control a mass flow independently from the properties of the flowing medium, such as density, Viscosity and / or flow profile to determine. Another advantage of Coriolis mass flow meters is in that you have the mass flow of one through the transducer flowing medium can measure without the actual mass flow influenced by a sensor immersed in the mass flow. An embodiment of a Coriolis mass flowmeter comprises a mass flow tube, which is designed as a pipe bend and has an inflow and an outflow. The pipe bend is at his the end corresponding to the inflow or outflow, and stored in such a swingable manner in an intermediate region that he swing perpendicular to a plane defined by the pipe bend can. If the pipe bend is excited to vibrate with its resonance frequency, a Coriolis force acts on the flowing in the pipe bend Medium. Depending on how big the mass flow is, results due to the Coriolis force a phase shift of the oscillation the two legs of the pipe bend to each other, the calculation the mass flow is used.
Bei einer weiteren Ausgestaltung durchströmt das Medium gleichzeitig zwei Rohrbögen, deren Ebenen parallel zueinander angeordnet sind und die mit einer Phasenverschiebung von 180° mit ihrer jeweiligen Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt werden. Das Vorsehen von zwei Rohrbögen hat den Vorteil, dass das Massendurchflussrohr während der Erregerschwingung sei nen Massenschwerpunkt beibehält und dadurch eine Übertragung der Erregerschwingung an ein Rohrsystem unterdrückt wird, an dem der Coriolis-Massendurchflussmesser angeschlossen ist.at In another embodiment, the medium flows through at the same time two pipe bends whose planes are arranged parallel to each other are and with a phase shift of 180 ° with their respective resonant frequency are excited to vibrate. The provision of two pipe bends has the advantage that the Mass flow tube during the exciter vibration is nen Mass center maintains and thereby a transmission the excitation oscillation is suppressed to a pipe system, where the Coriolis mass flowmeter is connected.
Eine Änderung des Massendurchflusses führt zwangsläufig zu einer Änderung der Resonanzfrequenz des Massendurchflussrohrs, woraufhin in der Regel die Erregerfrequenz des Massendurchflussrohrs an die veränderte Resonanzfrequenz angepasst wird.A change Mass flow inevitably leads to a change the resonant frequency of the mass flow tube, whereupon in the Usually the excitation frequency of the mass flow pipe to the changed Resonant frequency is adjusted.
In
der
Ein
Nachteil der in der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verlässlichkeitsprüfung des Massendurchflusswerts zu verbessern, um dadurch den Massendurchflusswert zu präzisieren.The The object of the invention is a reliability test of the mass flow value to thereby increase the mass flow value to specify.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Betreiben des Messwandlers gelöst, der für die Verlässlichkeitsprüfung des erfassten Massendurchflusswerts die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz und/oder die zeitliche Schwankung des erfassten Massendurchflusswerts verwendet. Dabei gibt die Verlässlichkeitsprüfung an, dass der erfasste Massendurchflusswert nicht verlässlich ist, falls die zeitliche Schwankung des erfassten Massendurchflusswerts unterhalb eines vorbestimmten ersten Schwellenwerts liegt bzw. falls die zeitliche Schwankung der erfassten Resonanzfrequenz oberhalb eines vorbestimmten zweiten Schwellenwerts liegt.The The object of the invention is achieved by a method for operating the Instrument transformer solved for the reliability test of the mass flow value detected, the temporal fluctuation of the Resonance frequency and / or the temporal fluctuation of the detected Mass flow value used. There is the reliability test indicates that the recorded mass flow value is not reliable is, if the temporal variation of the detected mass flow value is below a predetermined first threshold or if the temporal fluctuation of the detected resonant frequency above a predetermined second threshold.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Massendurchflusswert einen vorbestimmten ersten Schwellwert nicht überschreiten darf und/oder dass die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz einen vorbestimmten zweiten Schwellwert nicht überschreiten darf, damit der Massendurchflusswert einer Verlässlichkeitsprüfung standhält. Dies hat den Vorteil, dass der Massendurchflusswert dadurch verlässlicher wird, indem zwei neue Prozessparameter in die Verlässlichkeitsprüfung eingehen.According to the invention Thus provided that the mass flow value a predetermined may not exceed the first threshold and / or that the temporal fluctuation of the resonance frequency a predetermined second threshold may not exceed, so that the Mass flow value of a reliability test withstand. This has the advantage that the mass flow value thereby becomes more reliable by adding two new process parameters in perform the reliability test.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert während des Betriebs des Messwandlers verändert werden. Dadurch kann der Messwandler während des Messprozesses an dem jeweiligen Medium, die das Massendurchflussrohr des Messwandlers durchströmt, angepasst werden.According to a preferred development of the invention, it is provided that the first threshold value and / or the second threshold value are changed during the operation of the measuring transducer. This allows the transducer during the measurement process on the respective medium, the mass flows through the flow tube of the transducer, to be adjusted.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Schwellwert in Abhängigkeit der momentanen Resonanzfrequenz eingestellt wird. Dies ist vorteilhaft, da kleinere Resonanzfrequenzen kleinere Fluktuationen und größere Resonanzfrequenzen größere Fluktuationen aufweisen.According to one further preferred embodiment of the invention is provided that the second threshold depending on the current Resonant frequency is set. This is advantageous because smaller ones Resonant frequencies smaller fluctuations and larger Resonant frequencies have larger fluctuations.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass falls die zeitliche Schwankung des Massendurchflusswerts und die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls erfasst werden, die Verlässlichkeitsprüfung den erfassten Massendurchflusswert als nicht verlässlich einstuft. Sollte die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz mit einer relativ großen Zeitdifferenz zu der zeitlichen Schwankung des Massendurchflusswerts erfasst werden und/oder umgekehrt, könnte eine zwischenzeitliche Änderung einer der beiden Prozessparameter nicht ausgeschlossen werden, was einen verfälschten Massendurchflusswert zur Folge hätte.According to one preferred embodiment of the invention is provided that if the temporal fluctuation of the mass flow value and the temporal Fluctuation of the resonant frequency not within a predetermined range Time interval are recorded, the reliability test the measured mass flow value is not reliable classifies. Should the temporal fluctuation of the resonance frequency with a relatively large time difference to the temporal fluctuation the mass flow value can be detected and / or vice versa an intermediate change of one of the two process parameters can not be excluded, resulting in a falsified mass flow value would result.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Massendurchflusswert, der kleiner als Null ist, von der Verlässlichkeitsprüfung als nicht verlässlich eingestuft wird. Ein Massendurchflusswert kleiner als Null, würde eine Umkehrung der Flussrichtung bedeuten, was prinzipiell zum Betreiben des Messwandlers und der eigentlichen Funktion des Massendurchflussrohrs, der in einem Rohrsystem integriert ist, nicht vorgesehen ist.According to one preferred embodiment of the invention is provided a mass flow value less than zero is determined by the Reliability test as not reliable is classified. A mass flow value less than zero would a reversal of the flow direction, which in principle to operate of the transducer and the actual function of the mass flow tube, the is integrated in a pipe system, is not provided.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass im Falle, dass der Massendurchflusswert oberhalb eines vorbestimmten dritten Schwellwerts liegt, die Verlässlichkeitsprüfung den erfassten Massendurchflusswert als nicht verlässlich einstuft. Auf diese Weise können Maximalwerte, die aufgrund von verfälschten Prozessparametern ermittelt wurden, als nicht verlässlich eingestuft werden. Der dritte Schwellwert wird zweckmäßigerweise als Funktion eines Maximalwerts des Massendurchflusses bestimmt und beträgt vorzugsweise ≥ 50% und ≤ 90%, besonders bevorzugt ≥ 60% und ≤ 75% eines Maximalwerts des Massendurchflusses. Generell lässt sich festhalten, dass der dritte Schwellwert applikationsspezifisch, also in Abhängigkeit von der jeweiligen Applikation festgelegt werden kann. Somit kann er auch außerhalb der zuvor spezifizierten Werte liegen.Farther is preferably provided that in the event that the mass flow value above a predetermined third threshold, the reliability test the measured mass flow value is not reliable classifies. In this way, maximums that are due were determined by corrupted process parameters than not be classified reliably. The third threshold is expediently as a function of a maximum value of mass flow and is preferably ≥ 50% and ≦ 90%, more preferably ≥ 60% and ≦ 75% a maximum value of mass flow. Generally you can note that the third threshold is application specific, thus determined depending on the respective application can be. Thus, he can also outside the previously specified Values are.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorzugsweise auch vorgesehen, dass die Prozessparameter nach einer vorbestimmten Reihenfolge für eine Verlässlichkeitsprüfung erfasst werden. Eine bevorzugte Reihenfolge der erfassten Prozessparameter bedeutet vorzugsweise, dass zuerst die zeitliche Schwankung des Massendurchflusswerts und anschließend die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz überprüft werden. Dies ist vorteilhaft, da die zeitliche Schwankung des Massendurchflusswerts viel häufiger den Anforderungen der Verlässlichkeitsprüfung nicht standhält als den Anforderungen an die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz. So wird im Falle einer zeitlichen Schwankung des Massendurchflusswerts eine Messwert-Korrektur früher und nach weniger Prozessschritten eingeleitet.According to one further embodiment of the invention is preferably also provided that the process parameters according to a predetermined order for a reliability check will be recorded. A preferred order of the detected process parameters means preferably that first the temporal variation of the mass flow value and then the temporal fluctuation of the resonance frequency checked become. This is advantageous because the time variation of the mass flow value much more often the requirements of the reliability test does not withstand the demands on the temporal Fluctuation of the resonance frequency. So will in case of a time fluctuation of the mass flow rate a reading correction earlier and initiated after fewer process steps.
Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im Falle eines unzuverlässigen Massendurchflusswerts der Massendurchflusswert solange nicht angezeigt wird, bis die Verlässlichkeitsprüfung einen Massendurchflusswert für zuverlässig erklärt und der zuverlässige Massendurchflusswert anstelle des direkt davor für unzuverlässig erklärten Massendurchflusswerts verwendet wird. Durch dieses Verfahren können verfälschende Schwankungen des Massendurchflusswerts im Nachhinein geglättet werden.Farther is according to a preferred embodiment of Invention provided that in case of unreliable Mass flow value the mass flow value as long as not displayed until the reliability test is a mass flow value declared reliable and the reliable mass flow value instead of the directly before that declared unreliable Mass flow value is used. By this method can falsifying fluctuations in the mass flow rate in the Be smoothed afterwards.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verlässlichkeitsprüfung in vorbestimmten Zeitabständen, vorzugsweise alle 10 s, durchgeführt wird. Ferner ist bevorzugt, dass die Zeitabstände während des Betriebs einstellbar sind. Dies hat den Vorteil, dass die Verlässlichkeitsprüfung auch im Falle des Durchströmens des Mediums in dem Messwandler bzw. in dem Massendurchflussrohr an die zeitlichen Schwankungen des Massendurchflusswerts bzw. die zeitlichen Schwankungen der Resonanzfrequenz des jeweiligen Mediums angepasst werden kann.According to one further preferred embodiment of the invention is provided that the reliability test in predetermined Time intervals, preferably every 10 s performed becomes. Furthermore, it is preferred that the time intervals during of the operation are adjustable. This has the advantage that the reliability test also in the case of flowing through the medium in the transducer or in the mass flow pipe to the temporal fluctuations the mass flow rate or the temporal fluctuations of the resonant frequency of appropriate medium can be adapted.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will become apparent from the following drawings explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Ein
Flussdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Verlässlichkeitsprüfung
ist in
Nach
der Korrektur wird eine dritte Verarbeitung
Wurden
dagegen der Massendurchflusswert und die Resonanzfrequenz innerhalb
des vorbestimmten Zeitintervalls erfasst, dann wird eine zweite Ver zweigung
Ist
der erfasste Massendurchflusswert größer als Null
und kleiner als der dritte Schwellwert, d. h. kleiner als 65% des
vorbestimmten Maximalwerts für den Massendurchflusswert,
führt dies zu einer dritten Verzweigung
Der jüngst erfasste Massendurchflusswert wird
von dem davor erfassten Massendurchflusswert subtrahiert und die
Differenz wird durch die in der dritten Verarbeitung
The most recently detected mass flow value is subtracted from the mass flow value previously detected and the difference is subtracted by that in the third processing
Ist
der Betrag der zeitlichen Schwankung des Massendurchflusswerts kleiner
als der erste Schwellenwert führt dies zu einer vierten
Verzweigung
Sollte
die zeitliche Schwankung der Resonanzfrequenz kleiner als der zweite
Schwellwert sein, führt dies zu einer erneuten Erfassung
des Massendurchflusswerts mittels der ersten Verarbeitung
In
Der
Anfangsterminator
Ist
die verstrichene Zeit kleiner als die zeitliche Verzögerung
(ti – ti–1 < T), ist das ein
Indiz dafür, dass zwischen dem aktuellen und dem vergangenen Massendurchflusswert
kein weiterer Massendurchflusswert erfasst wurde, da nur nach der
zeitlichen Verzögerung T ein Massendurchflusswert erfasst wird.
Dies führt zur Ausführung einer sechsten Verarbeitung
Ist
dagegen die verstrichene Zeit zwischen zwei Aufrufen der Korrekturfunktion
größer als die zeitliche Verzögerung
(ti – ti–1 > T), dann ist das ein
Indiz dafür, dass zwischen dem letzten Aufruf und dem aktuellen
Aufruf der Korrekturfunktion mindestens ein zuverlässiger
Massendurchflusswert erfasst wurde. Dieser für zuverlässig
erklärte Massendurchflusswert wird anstelle der vergangenen
durch die Korrekturfunktion für unzuverlässig
erklärten Massendurchflusswerten verwendet und anschließend
die Korrekturfunktion durch den Endterminator
- 11
- Flussdiagrammflow chart
- 22
- Verlässlichkeitsprüfungreliability test
- 33
- Erste VerarbeitungFirst processing
- 44
- Erste VerzweigungFirst branch
- 55
- Zweite VerarbeitungSecond processing
- 66
- Dritte Verarbeitungthird processing
- 77
- Zweite VerzweigungSecond branch
- 88th
- Dritte Verzweigungthird branch
- 99
- Vierte VerzweigungFourth branch
- 1010
- Vierte VerarbeitungFourth processing
- 1111
-
Flussdiagram
der zweiten Verarbeitung
5 (Korrekturfunktion)Flowchart of the second processing5 (Correction function) - 1212
- Anfangsterminatorbeginning terminator
- 1313
- Fünfte VerarbeitungFifth processing
- 1414
- Fünfte VerzweigungFifth branch
- 1515
- Sechste VerarbeitungSixth processing
- 1616
- Siebte VerarbeitungSeventh processing
- 1717
-
Endterminator
der zweiten Verarbeitung
5 (Korrekturfunktion)Final terminator of the second processing5 (Correction function)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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