DE102010006863A1 - Coriolis-Massendurchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts - Google Patents

Coriolis-Massendurchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Coriolis-Massendurchflussmessgerät (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts. Das Coriolis-Massendurchflussmessgerät (1) weist mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) auf, von denen eine erste in Längsrichtung mindestens eines Messrohrs vor und eine zweite hinter der Messrohrmitte angeordnet ist. Im Messbetrieb werden die mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) derart angesteuert, dass das auf das Messrohr (2, 3) ausgeübte Drehmoment, welches aus den mit den Erregeranordnungen (11, 12) erzeugten Kräften resultiert, um eine den Knotenpunkt der Coriolisschwingungen einschließende und senkrecht zur Ebene der Coriolisschwingungen verlaufende Achse (23) minimiert ist. Durch geeignete Anpassung der Ansteuersignale für die Erregeranordnungen (11, 12) können in vorteilhafter Weise Anpassungen der Nullpunktlage des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts (1) an sich ändernde Gegebenheiten vorgenommen werden. Dadurch wird eine verbesserte Messgenauigkeit erreicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Coriolis-Massendurchflussmessgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Coriolis-Massendurchflussmessgeräte weisen ein einziges Messrohr oder eine Anzahl, zum Beispiel ein Paar, von Messrohren auf, durch das bzw. die ein Medium, zum Beispiel ein Gas oder eine Flüssigkeit, strömt, dessen Massendurchfluss bestimmt werden soll. Dabei sind unterschiedliche Anordnungen und Geometrien der Messrohre bekannt. Beispielsweise gibt es Coriolis-Massendurchflussmessgeräte mit einem einzigen geraden Messrohr sowie Coriolis-Massendurchflussmessgeräte mit zwei gekrümmten, parallel zueinander verlaufenden Messrohren. Letztere, paarweise identisch ausgeführte Messrohre werden durch eine im mittleren Bereich platzierte Erregeranordnung zur Erzielung eines Massenausgleichs so zum Schwingen angeregt, dass sie gegeneinander schwingen, das heißt, dass die Schwingungen der beiden Messrohre um 180° gegeneinander phasenversetzt sind. Die Lage des Massenmittelpunkts des aus den beiden Messrohren gebildeten Systems bleibt dabei im Wesentlichen konstant und auftretende Kräfte werden weitgehend kompensiert. Das hat als positive Konsequenz, dass das schwingende System kaum nach außen als solches wirksam wird. Vor und hinter der Erregeranordnung werden Schwingungsaufnehmer angebracht, zwischen deren Ausgangssignalen bei einer Massenströmung eine Phasendifferenz als Messsignal ausgewertet werden kann. Diese wird durch die bei einer Massenströmung herrschenden Corioliskräfte und damit durch den Massendurchfluss verursacht. Die Dichte des Mediums beeinflusst die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems. Damit kann neben dem Massendurchfluss unter anderem auch die Dichte des strömenden Mediums bestimmt werden.
  • Ein derartiges Coriolis-Massendurchflussmessgerät ist beispielsweise aus der US-PS 5,054,326 bekannt. Dabei wird bezüglich der Resonanzfrequenzen des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts zwischen einer Arbeitsfrequenz der Erregeranordnung und einer Coriolisfrequenz unterschieden.
  • Ein Problem bei üblichen Coriolis-Massendurchflussmessgeräten stellt die Genauigkeit der Nullpunkteinstellung dar. Wenn keine Massenströmung vorliegt, soll das Messgerät im optimalen Fall den Messwert Null anzeigen. Davon abweichende Messwerte werden als Nullpunktfehler oder Offsetfehler bezeichnet. Derartige Fehler werden üblicherweise bei der Herstellung des Massendurchflussmessgeräts durch eine Kalibrierung beseitigt. Zur Durchführung dieser Kalibrierung wird der Massendurchfluss durch das Messgerät mit Hilfe in die Rohrleitung, in welche das Massendurchflussmessgerät zu seiner Kalibrierung eingebaut ist, eingefügter Ventile zur Messung des Nullpunktfehlers gestoppt. Dadurch können jedoch in dem Medium, welches das Massendurchflussmessgerät durchströmt, andere Resonanzbedingungen geschaffen werden, die zu einer Nullpunktverschiebung führen können, welche sich wieder verändert, sobald die Ventile nach Abschluss der Kalibrierung wieder geöffnet werden. Die Kalibrierung des Nullpunkts gestaltet sich daher schwierig und ist mit einem hohen Aufwand verbunden. Ein weiteres Problem der Nullpunkteinstellung ist die Eigenschaft von Coriolis-Massendurchflussmessgeräten, dass der Nullpunkt eine Abhängigkeit von der Dämpfung der Schwingungen durch das Medium aufweisen und sich somit bei veränderlichen Medieneigenschaften verschieben kann. Die Erregeranordnung übt zur Aufrechterhaltung der Schwingungen des Messrohrs und damit zur Überwindung der im Wesentlichen durch das Medium verursachten Dämpfungsverluste auf das Messrohr eine Kraft aus. Da diese Kraft gleichphasig zu der Corioliskraft ist, welche durch den Massendurchfluss bei Messrohrschwingungen induziert wird, ist es nicht möglich, zwischen den beiden Kräften zu unterscheiden, falls die Kraft der Erregeranordnung außerhalb der Messrohrmitte auf dieses einwirkt. Eine Nachkalibrierung während des Betriebs des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts ist daher kaum möglich. Dieses Problem wird dadurch noch verstärkt, dass aufgrund von unvermeidlichen Schwankungen der Messrohrdicke über der Messrohrlänge und aufgrund von Fertigungstoleranzen der geometrische Mittelpunkt des Messrohrs nicht unbedingt mit dem Punkt zusammenfällt, an welchem eine einwirkende Kraft der Erregeranordnung keine Nullpunktverschiebung verursachen würde.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Coriolis-Massendurchflussmessgerät mit einer besseren Messgenauigkeit insbesondere bezüglich des Nullpunktfehlers zu schaffen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Coriolis-Massendurchflussmessgerät der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen, in Anspruch 5 ein neues Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts beschrieben.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Punkt, auf welchen die Kraft einer Erregeranordnung auf ein Messrohr einwirken muss, damit keine kraftabhängige Nullpunktverschiebung auftritt, mit dem Knotenpunkt der Coriolisschwingungen des Messrohrs zusammenfällt. Werden zwei Erregeranordnungen zur Schwingungsanregung des Messrohrs benutzt, von denen eine. erste in Längsrichtung vor und eine zweite hinter der Messrohrmitte angeordnet ist, so kann durch die Einstellung der Kraftverteilung der beiden Erregeranordnungen die Lage des Punktes, an welchem eine aus den beiden Kräften resultierende Kraft auf das Messrohr einwirkt, über einen gewissen Bereich der Länge des Messrohrs verschoben werden. Unter dem Ausdruck „resultierende Kraft” wird in der vorliegenden Anmeldung eine Kraft verstanden, deren Größe und Richtung der Summe der beteiligten Einzelkräfte und deren Angriffspunkt dem Punkt entspricht, in welchem sich die durch die beteiligten Einzelkräfte erzeugten Drehmomente gegeneinander aufheben. Liegt beispielsweise der Knotenpunkt der Coriolisfrequenz näher bei der ersten Erregeranordnung, so wird zur entsprechenden Einstellung des Angriffspunkts der resultierenden Kraft die erste Erregeranordnung eine größere Kraft und die zweite Erregeranordnung eine kleinere Kraft auf das Messrohr ausüben. Das heißt, die durch die Erregeranordnungen erzeugten Kräfte sind gleichphasig, aber nicht unbedingt gleich groß. Durch eine gegenphasige Krafterzeugung ist es prinzipiell möglich, den Angriffspunkt der resultierenden Kraft aus dem zwischen den Orten der Erregeranordnungen liegenden Bereich der Messrohrlänge hinaus zu verschieben. Die dazu erforderlichen Kräfte der Erregeranordnungen können jedoch in vorteilhafter Weise gering gehalten werden und es genügen bereits besonders einfach gestaltete Schaltungsmittel zu deren Erzeugung, wenn mit Hilfe gleichphasiger Ansteuersignale gleichphasige Kräfte der Erregeranordnungen erzeugt werden, deren Amplitudenverhältnis in geeigneter Weise vorbestimmt ist. Der Angriffspunkt der resultierenden Kraft kommt dann auf dem Knotenpunkt der Coriolisschwingungen zu liegen, wenn das auf das Messrohr ausgeübte Drehmoment, welches aus den mit den Erregeranordnungen erzeugten Kräften resultiert, um eine den Knotenpunkt der Coriolisschwingungen einschließende und senkrecht zur Ebene der Coriolisschwingungen verlaufende Achse Null ist. Zur Optimierung des Angriffspunkts der resultierenden Kraft wird in vorteilhafter Weise also das beschriebene Drehmoment minimiert. Bei der so optimierten Festlegung des Angriffspunkts der resultierenden Kraft ist auch die Abhängigkeit des Nullpunktfehlers von der Größe der resultierenden Kraft minimal. Die Nullpunktverschiebung ist damit in vorteilhafter Weise nicht mehr abhängig von den Dämpfungseigenschaften des Mediums, welches durch das Massendurchflussmessgerät strömt.
  • In vorteilhafter Weise zeichnet sich das neue Coriolis-Massendurchflussmessgerät durch einen geringeren Aufwand bei seiner Herstellung aus, da im Vergleich zu einem Gerät herkömmlicher Bauart, bei welchem eine einzige Erregeranordnung in der Messrohrmitte platziert ist, auf eine aufwendige Justage zur Optimierung des Befestigungsorts der Erregeranordnung verzichtet werden kann. Diese kann deshalb entfallen, da es nun möglich ist, den Angriffspunkt der resultierenden Kraft der erfindungsgemäß verwendeten beiden Erregeranordnungen elektronisch durch geeignete Festlegung der Ansteuersignale der beiden Erregeranordnungen einzustellen. Auch bei einer späteren Verschiebung des idealen Angriffspunkts während des Betriebs des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts kann auf elektronische Weise mit Hilfe der Ansteuersignale nachjustiert werden und das Coriolis-Massendurchflussmessgerät durch Anpassung seiner Messelektronik auf Nullpunktfehlerfreiheit optimiert werden. Die Nullpunktfehlerfreiheit wird somit bereits durch die physikalischen Eigenschaften des Aufnehmers erreicht und es ist keine Korrekturrechnung mehr erforderlich, um einen Nullpunktfehler aus damit behafteten Messsignalen eines Aufnehmers in einer Auswerteeinrichtung zu beseitigen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, dass die Nullpunkteinstellung des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts in einer besonderen Betriebsart vorgenommen wird, wenn dieses in eine prozesstechnische Anlage beim Anwender eingebaut ist. Dazu werden die beiden Erregeranordnungen mit gegenphasigen Ansteuersignalen angesteuert, so dass eine Coriolisschwingung des Messrohrs entsteht. Die dabei erfassten Schwingungssignale werden zur Bestimmung der Coriolisfrequenz ausgewertet. Mit so gewonnener Kenntnis der Coriolisfrequenz werden anschließend die zwei Erregeranordnungen mit gleichphasigen Ansteuersignalen der Coriolisfrequenz betrieben, wobei das Amplitudenverhältnis der Ansteuersignale variiert wird. Dabei wird das Amplitudenverhältnis bestimmt, bei welchem die Coriolisschwingung des Messrohrs minimal ist, und als Amplitudenverhältnis für die Ansteuerung der beiden Erregeranordnungen in dem anschließenden Messbetrieb verwendet. Eine derartige Nullpunkteinstellung kann in vorteilhafter Weise automatisch in zyklischen Zeitabständen oder initiiert durch einen Bediener durchgeführt werden. Die Nullpunkteinstellung im eingebauten Zustand unter Normalbetriebsbedingungen des Massendurchflussmessgeräts hat gegenüber der bisher vorgenommenen Nullpunkteinstellung bei geschlossenen Ventilen den Vorteil, dass bei der Nullpunkteinstellung nun dieselben hydraulischen Verhältnisse bestehen wie beim normalen Betrieb des Geräts. Ein aufgrund geänderter Betriebsbedingungen sich einstellender Nullpunktfehler wird damit ausgeschlossen. Zudem ist in vorteilhafter Weise die Lage des Nullpunkts nachjustierbar, wenn sich die aktuellen Messbedingungen gegenüber früheren verändert haben, beispielsweise aufgrund veränderter Medieneigenschaften. Zum Beispiel kann es bei einem Medium, das zwei verschiedene Phasen aufweist, vorkommen, dass sich die Phasen bei geringer Medienströmung trennen und sich damit bei herkömmlichen Geräten ein anderer Nullpunktfehler einstellen würde, als dies bei gut vermischten Phasen und schneller Strömung der Fall wäre. Durch die Nachjustierbarkeit während des Betriebs wird diese Fehlerquelle nun erheblich verringert. Weiterhin ist es in prozesstechnischen Anlagen häufig unmöglich, den Prozess zur Durchführung einer Kalibrierung mit vollständig gefüllten Rohren anzuhalten und den Durchfluss zu stoppen. Mit teilweise gefüllten Rohren ist es jedoch nicht möglich, eine Nullpunktkalibrierung vorzunehmen, so dass in diesen Fällen mit herkömmlichen Geräten auf eine Nachkalibrierung verzichtet werden musste. Dagegen kann mit dem neuen Coriolis-Massendurchflussmessgerät die Nachkalibrierung automatisch unter normalen Betriebsbedingungen erfolgen. Damit wird ein Coriolis-Massendurchflussmessgerät erhalten, das ohne Störung eines Prozesses neu kalibriert werden kann und das damit sogar unter veränderlichen Prozessbedingungen seine Nullpunktgenauigkeit beibehalten kann.
  • Die Nullpunktgenauigkeit kann in vorteilhafter Weise weiter verbessert werden, wenn eine exaktere Bestimmung der Coriolisfrequenz vorgenommen wird. Dazu können die beiden Erregeranordnungen mit gegenphasigen Ansteuersignalen betrieben werden, deren Frequenz um einen Erwartungswert der Coriolisfrequenz herum variiert wird. Als Coriolisfrequenz wird dabei die Frequenz bestimmt und abgespeichert, bei welcher die Amplitude der Coriolisschwingung maximal ist.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung näher erläutert.
  • Die Figur zeigt in einer Schnittdarstellung den prinzipiellen Aufbau eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts 1. Dieses arbeitet nach dem Coriolisprinzip. Ein erstes Messrohr 2 und ein zweites Messrohr 3 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Das zweite Messrohr 3 hat die gleiche Form wie das erste Messrohr 2, liegt in der Darstellung genau hinter dem ersten Messrohr 2 und wird daher durch dieses verdeckt, so dass es nicht sichtbar ist. Die beiden Messrohre werden üblicherweise aus einem Stück durch Biegen angefertigt. Der Verlauf der Messrohre 2 und 3 ist im Wesentlichen U-förmig. Ein fließfähiges Medium strömt beispielsweise entsprechend einem Pfeil 4 in das Massendurchflussmessgerät 1 und in einen Einlaufsplitter 6 ein und entsprechend einem Pfeil 5 aus einem Auslaufsplitter 7 wieder aus. Flansche 8 und 9 dienen zur Befestigung des Massendurchflussmessgeräts 1 in einer in der Figur nicht dargestellten Rohrleitung. Durch einen Versteifungsrahmen 10 wird die Geometrie der Messrohre 2 und 3 weitgehend konstant gehalten. Zwei in der Figur schematisch dargestellte Erregeranordnungen 11 und 12, die beispielsweise aus jeweils einer am Messrohr 2 befestigten Magnetspule und jeweils einem am Messrohr 3 angebrachten Magneten, der in die Magnetspule eintaucht, bestehen können, dienen zur Erzeugung einander entgegengesetzter Schwingungen der beiden Messrohre 2 und 3, deren Arbeitsfrequenz im Messbetrieb der Eigenfrequenz des im Wesentlichen U-förmigen Mittenabschnitts der Messrohre 2 und 3 entspricht. In der Figur ebenfalls schematisch dargestellte Schwingungsaufnehmer 13 und 14 dienen zur Erfassung der Corioliskräfte und/oder der auf den Corioliskräften beruhenden Schwingungen der Messrohre 2 und 3, die aufgrund der Masse des durchströmenden Mediums entstehen. Mit Hilfe eines Temperatursensors 15 wird die Temperatur des Messrohrs 2 erfasst, die zur Kompensation von Temperatureinflüssen auf das Ergebnis der Massendurchflussmessung benötigt wird. Ein die bisher beschriebenen Komponenten 2 bis 15 umfassender Aufnehmer 16 weist ein Gehäuse 17 auf, welches für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gasdicht ausgeführt ist. Der Versteifungsrahmen 10 des Aufnehmers 16 ist mit einem Gehäuse 18 einer Auswerteeinrichtung 19 verbunden. Leitungen 20, die zum Anschluss der Erregeranordnungen 11, 12, der Schwingungsaufnehmer 13, 14 und des Temperatursensors 15 an die Auswerteeinrichtung 19 dienen, verlaufen druckdicht durch eine Glasdurchführung 21, die den Innenraum des Gehäuses 17 von demjenigen des Gehäuses 18 trennt. Die Schwingungssignale, welche durch die Schwingungsaufnehmer 13 und 14 erzeugt werden, werden von der Auswerteeinrichtung 19 ausgewertet. Zur Auswertung umfasst diese einen Mikroprozessor sowie Speicher für Programme, Daten und Parameter, welche in der Figur nicht näher dargestellt sind. Ergebnisse der Auswertungen werden auf einer Anzeige ausgegeben und/oder über eine Leitung 22 an eine weitere Elektronikeinheit zur Signalkonditionierung oder direkt an eine übergeordnete Leitstation übertragen. Neben der Auswertung der Schwingungssignale übernimmt die Auswerteeinrichtung 19 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch die Ansteuerung der Erregeranordnungen 11 und 12.
  • Bei dem dargestellten Coriolis-Massendurchflussmessgerät 1 wird zwischen einer Arbeitsfrequenz der Erregeranordnungen 11 und 12 im Messbetrieb und einer Coriolisfrequenz unterschieden. Bei Schwingungen mit der Arbeitsfrequenz befindet sich die maximale Auslenkung der Messrohre 2 und 3 im mittleren Bereich zwischen den beiden Erregeranordnungen 11 und 12. Die Bewegung der Messrohre 2 und 3 verläuft senkrecht zur Zeichnungsebene. Coriolisschwingungen mit der Coriolisfrequenz führen die beiden Messrohre 2 und 3 ebenfalls senkrecht zur Zeichnungsebene aus. Bei diesen Schwingungen liegt jedoch im mittleren Bereich ein Schwingungsknotenpunkt und die maximalen Auslenkungen können etwa im Bereich der beiden Schwingungsaufnehmer 13 und 14 gegenphasig detektiert werden. Aufgrund von Fertigungsschwankungen und Dickentoleranzen der Messrohre 2 und 3 liegt der Knotenpunkt nicht immer ideal in der geometrischen Mitte, sondern kann in Richtung einer der beiden Erregeranordnungen 11 oder 12 verschoben sein. Eine derartige Verschiebung ist in der Figur durch eine virtuelle Achse 23 nahe bei der Erregeranordnung 12 angedeutet. Die Achse 23 verläuft durch den Knotenpunkt der Coriolisschwingungen und senkrecht zu einer Ebene, in welcher die Messrohre 2 und 3 die Coriolisschwingungen ausführen. In der Darstellung verläuft diese gedachte Ebene näherungsweise horizontal und senkrecht zur Zeichnungsebene. Damit die durch die Erregeranordnungen 11 und 12 auf die Messrohre 2 und 3 ausgeübte Antriebskraft im Messbetrieb bei Arbeitsfrequenz die Entstehung von Coriolisschwingungen nicht unterstützt, werden die beiden magnetischen Erregeranordnungen 11 und 12 durch die Auswerteeinrichtung 19 mit gleichphasigen Strömen angesteuert, deren Amplitudenverhältnis so eingestellt ist, dass der Angriffspunkt der resultierenden Kraft zur Achse 23 hin verschoben ist. Die durch die beiden Erregeranordnungen 11 und 12 erzeugten Kräfte haben dabei eine derartige Größe, dass das auf die Messrohre 2 und 3 ausgeübte Drehmoment um die Achse 23 minimiert und idealerweise Null ist. Das hat den Vorteil, dass die Größe der resultierenden Kraft, die zur Überwindung der Schwingungsverluste bei einem Medienwechsel oder einer veränderten Dämpfung der Schwingungen durch das Medium an die neuen Verhältnisse angepasst werden muss, nun verändert werden kann, ohne dass dies zu einer Beeinflussung der Nullpunktlage des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts 1 führt.
  • Ein Parameter, welcher die Verteilung der Kräfte auf die beiden Erregeranordnungen 11 und 12 festlegt, wird bei der Herstellung des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts 1 ermittelt und in einem Speicher der Auswerteeinrichtung 19 hinterlegt. Im späteren Betrieb kann der Parameter durch zyklische Kalibriermaßnahmen oder eine durch einen Bediener initiierte Neukalibrierung an veränderte Gegebenheiten angepasst und als neuer Parameter ebenfalls in der Auswerteeinrichtung 19 hinterlegt werden.
  • In einer Neukalibrierung der Nullpunkteinstellung wird zunächst die Coriolisfrequenz des Massendurchflussmessgeräts 1 neu bestimmt, die beispielsweise von der herrschenden Temperatur, der Dichte und der Dämpfung des Mediums abhängig ist. Dazu wird vom Messbetrieb in eine Betriebsart zur Nullpunkteinstellung gewechselt, in welcher mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 19 gegenphasige Ansteuersignale für die Erregeranordnungen 11 und 12 ausgegeben werden, so dass nun ein Drehmoment um die Achse 23 erzeugt wird und so die Messrohre 2 und 3 zu Coriolisschwingungen angeregt werden. Anhand der von den Schwingungsaufnehmern 13 und 14 gelieferten Schwingungssignale ermittelt die Auswerteeinrichtung 19 die aktuelle Coriolisfrequenz der Messrohre 2 und 3. Beispielsweise bei einer impulsförmigen Anregung der Messrohre 2 und 3 zu Coriolisschwingungen kann dies anhand der Frequenz der abklingenden Schwingungen erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch ein Verfahren angewandt, bei welchem ein Frequenzbereich der gegenphasigen Ansteuersignale durchfahren wird, in welchem die Coriolisfrequenz erwartungsgemäß liegt, und es wird diejenige Frequenz als Coriolisfrequenz ermittelt und abgespeichert, bei welcher die Amplitude der Coriolisschwingungen maximal ist. Mit so gewonnener Kenntnis der Coriolisfrequenz werden anschließend die beiden Erregeranordnungen 11 und 12 durch die Auswerteeinrichtung 19 mit gleichphasigen Ansteuersignalen betrieben, wobei das Amplitudenverhältnis der Ansteuersignale variiert wird. Das Amplitudenverhältnis, bei welchem die sich dabei einstellenden Coriolisschwingungen trotz Anregung mit Coriolisfrequenz minimal sind, wird als Parameter abgespeichert, der für den späteren Messbetrieb zur Vermeidung eines Nullpunktfehlers verwendet wird. Die beschriebene Art der Nullpunkteinstellung kann in vorteilhafter Weise bei denselben hydraulischen Bedingungen durchgeführt werden, wie sie auch im Messbetrieb des Coriolis-Massendurchflussmessgeräts 1 vorliegen. Es ist nicht erforderlich, beispielsweise einen Nullfluss durch Schließen von Ventilen vor oder hinter dem Gerät 1 speziell für die Betriebsart der Nullpunkteinstellung sicherzustellen. In vorteilhafter Weise ist damit eine häufige Anpassung an sich verändernde Gegebenheiten möglich, ohne dass manuelle Eingriffe erforderlich wären.
  • Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Messrohre 2 und 3 selbstverständlich andere Geometrien aufweisen, beispielsweise einen V-förmig oder einen Ω-förmig ausgebildeten Mittenabschnitt, oder es kann eine abweichende Anzahl und Anordnung von Erregeranordnungen und Schwingungsaufnehmern gewählt werden. Das Coriolis-Massendurchflussmessgerät kann alternativ eine andere Anzahl von Messrohren, beispielsweise ein Messrohr oder mehr als zwei Messrohre, besitzen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5054326 [0003]

Claims (5)

  1. Coriolis-Massendurchflussmessgerät, umfassend: mindestens ein Messrohr (2, 3), welches von einem Medium durchströmt wird, mindestens eine Erregeranordnung (11, 12), welche im mittleren Bereich des mindestens einen Messrohrs angeordnet ist und dieses zu Schwingungen anregt, mindestens zwei Schwingungsaufnehmer (13, 14), welche in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs vor und hinter der mindestens einen Erregeranordnung angeordnet sind, und eine Auswerteeinrichtung (19), die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Erregeranordnung anzusteuern, von den mindestens zwei Schwingungsaufnehmern Schwingungssignale zu empfangen und die Schwingungssignale zur Bestimmung eines Messwerts für den Massendurchfluss auszuwerten, dadurch gekennzeichnet, dass das Coriolis-Massendurchflussmessgerät (1) mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) aufweist, von denen eine erste in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs vor und eine zweite in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs hinter der Messrohrmitte angeordnet ist, und dass die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, die mindestens zwei Erregeranordnungen im Messbetrieb derart anzusteuern, dass das auf das Messrohr ausgeübte Drehmoment, welches aus den mit den Erregeranordnungen erzeugten Kräften resultiert, um eine den Knotenpunkt der Coriolisschwingungen einschließende und senkrecht zur Ebene der Coriolisschwingungen verlaufende Achse (23) minimiert ist.
  2. Coriolis-Massendurchflussmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (19) dazu ausgebildet ist, die mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) im Messbetrieb mit gleichphasigen Ansteuersignalen anzusteuern, deren Amplitudenverhältnis zur Minimierung des Drehmoments vorbestimmt ist.
  3. Coriolis-Massendurchflussmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (19) dazu ausgebildet ist, zum einen die mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) in einem Betrieb zur Nullpunkteinstellung mit gegenphasigen Ansteuersignalen anzusteuern, so dass eine Coriolisschwingung des mindestens einen Messrohrs (2, 3) entsteht, und die Schwingungssignale zur Bestimmung der Coriolisfrequenz auszuwerten, und zum anderen die mindestens zwei Erregeranordnungen mit gleichphasigen Ansteuersignalen mit verschiedenen Amplitudenverhältnissen anzusteuern und das Amplitudenverhältnis zu bestimmen und als vorbestimmtes abzuspeichern, bei welchem die Coriolisschwingungen minimal sind.
  4. Coriolis-Massendurchflussmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (19) dazu ausgebildet ist, die mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) in der Betriebsart zur Nullpunkteinstellung mit gegenphasigen Ansteuersignalen verschiedener Frequenzen anzusteuern und die Frequenz als Coriolisfrequenz zu bestimmen und abzuspeichern, bei welcher die Amplitude der Coriolisschwingungen maximal ist.
  5. Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massendurchflussmessgeräts (1) mit mindestens einem Messrohr (2, 3), welches von einem Medium durchströmt wird, mindestens einer Erregeranordnung (11, 12), welche im mittleren Bereich des mindestens einen Messrohrs angeordnet ist und dieses zu Schwingungen anregt, mindestens zwei Schwingungsaufnehmern (13, 14), welche in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs vor und hinter der mindestens einen Erregeranordnung angeordnet sind, und mit einer Auswerteeinrichtung (19), welche die mindestens eine Erregeranordnung ansteuert, von den mindestens zwei Schwingungsaufnehmern Schwingungssignale empfängt und zur Bestimmung eines Messwerts für den Massendurchfluss auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass das Coriolis-Massendurchflussmessgerät (1) mindestens zwei Erregeranordnungen (11, 12) aufweist, von denen eine erste in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs vor und eine zweite in Längsrichtung des mindestens einen Messrohrs hinter der Messrohrmitte angeordnet ist, und dass die Auswerteeinrichtung (19) im Messbetrieb die mindestens zwei Erregeranordnungen derart ansteuert, dass das auf das mindestens eine Messrohr ausgeübte Drehmoment, welches aus den mit den Erregeranordnungen erzeugten Kräften resultiert, um eine den Knotenpunkt der Coriolisschwingungen einschließende und senkrecht zur Ebene der Coriolisschwingungen verlaufende Achse (23) minimiert ist.
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