DE102011088881A1

DE102011088881A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Justierung eines Dichtemessgerätes

Info

Publication number: DE102011088881A1
Application number: DE102011088881A
Authority: DE
Inventors: Stefan Brändlin; Jürgen Abraham
Original assignee: Endress and Hauser Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-17
Also published as: US20130152677A1; DE102011088881B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Justierung eines Dichtemessgeräts (4) beansprucht, mit zumindest den folgenden Schritten: 1. Herstellen eines Referenzmediums einer vorgebbaren Dichte; 2. Zuführen des Referenzmediums zu einem justierten Referenzdichtemessgerät (3) und Bestimmung der Dichte des Referenzmediums mit dem Referenzdichtemessgerät (3); 3. Zuführen des Referenzmediums zu dem zu justierenden Dichtemessgerät (4); 4. Aufnahme eines die Dichte repräsentierenden Messwerts mit dem zu justierenden Dichtemessgerät (4); 5. Zuordnen des Messwerts zu der mit dem Referenzdichtemessgerät (3) bestimmten Dichte. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beansprucht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung eines Dichtemessgerätes und eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Dichtemessgerät handelt es sich um ein beliebiges Messgerät, welches dazu geeignet ist, die Dichte eines Mediums zu bestimmen. Beispielhaft zu nennen sind hier ein Messaufnehmer vom Vibrationstyp, welcher neben der Dichte den Durchfluss eines Mediums durch eine Rohrleitung, in welche der Messaufnehmer eingebracht ist, bestimmt, oder eine so genannte Schwinggabel, welche neben der Dichtemessung auch zur Füllstandsmessung in einem Behälter geeignet ist.
Um im Betrieb ein aufgenommenes Messsignal einem bestimmten Dichtewert zuordnen zu können ist in einem Dichtemessgerät eine Kennlinie hinterlegt, welche die Dichteabhängigkeit des Messsignals aufzeigt. Auf Grund von Abweichungen in den das Messsignal bestimmenden Kenngrößen ist vor der Inbetriebnahme eine Justierung des Dichtemessgerätes erforderlich, bei welcher das Dichtemessgerät in eine Justiervorrichtung mit einem Referenzmedium bekannter Dichte eingebracht, mindestens ein Messsignal bei der bekannten Dichte aufgenommen und so die für das jeweilige Messgerät gültige Zuordnung ermittelt wird.
Durch Alterungsprozesse und Abnutzung der Bauteile des Dichtemessgerätes kann es zu einer Verschiebung der Kennlinie kommen, weshalb bei einem im Einsatz befindlichen Dichtemessgerät nach einer gewissen Einsatzdauer eine erneute Justierung erforderlich sein kann. In Abhängigkeit des Prozessmediums kann eine derartige Rejustierung schwierig sein, beispielsweise falls das Medium stark schäumt. Oftmals kommen Bypässe mit großen Aufbauten zum Einsatz, welche eine Justierung aufwendig und kostenintensiv gestalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, womit eine Justierung eines Dichtemessgerätes am Einsatzort auf einfache Weise durchführbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Justierung eines Dichtemessgeräts mit zumindest den folgenden Schritten:

– Herstellen eines Referenzmediums einer vorgebbaren Dichte
– Zuführen des Referenzmediums zu einem justierten Referenzdichtemessgerät und Bestimmung der Dichte des Referenzmediums mit dem Referenzdichtemessgerät
– Zuführen des Referenzmediums zu dem zu justierenden Dichtemessgerät
– Aufnahme eines die Dichte repräsentierenden Messwerts mit dem zu justierenden Dichtemessgerät
– Zuordnen des Messwerts zu der mit dem Referenzdichtemessgerät bestimmten Dichte.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Referenzmedium auf eine vorgebbare Temperatur erhitzt und der Messwert bei der vorgegebenen Temperatur aufgenommen.
In einer Ausgestaltung wird das Referenzmedium in einem transportablen Behälter hergestellt, zur Justierung dem zu justierenden Dichtemessgerät zugeführt und nach der Justierung in den Behälter zurückgeführt wird. Unter einem transportablen Behälter ist hierbei ein Behälter zu verstehen, welcher derart ausgestaltet ist, dass er von einer Person transportiert werden kann.
Die Aufgabe wird weiterhin von einer Vorrichtung zur Justierung eines Dichtemessgeräts gemäß dem unabhängigen Anspruch 4 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Behälter zur Aufnahme eines Referenzmediums vorgebbarer Dichte, eine Zuführungsleitung, welche das Referenzmedium dem zu justierenden Dichtemessgerät zuführt, und ein justiertes Referenzdichtemessgerät auf, wobei das Referenzdichtemessgerät in die Zuführungsleitung eingebracht ist und dazu ausgestaltet ist, die Dichte des Referenzmediums zu bestimmen und anzuzeigen. Die Vorrichtung ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass der Behälter ein Heizelement aufweist, mittels welchem das Referenzmedium auf eine vorgebbare Temperatur erhitzbar ist.
In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Rückführungsleitung auf, welche das Referenzmedium von dem zu justierenden Dichtemessgerät zurück in den Behälter leitet.
In einer hiermit verbundenen Ausgestaltung der Vorrichtung weist zumindest die Rückführungsleitung mindestens ein Ventil auf, welches dazu ausgestaltet ist, die Entstehung von Luftblasen in dem Referenzmedium zu verhindern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine rollbare Halterung auf, auf welcher zumindest der Behälter, die Zuführungsleitung und das Referenzdichtemessgerät montiert sind.
In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung mindestens eine Pumpe zur Förderung des Referenzmediums auf, deren Leistung regelbar ist.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung handelt es sich bei dem Referenzdichtemessgerät um einen dichtesensitiven Coriolis-Massedurchflussaufnehmer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kompakt, handlich und transportabel und somit zur mobilen Dichtejustierung geeignet. Beispielsweise kann ein Servicetechniker die mobile Dichtejustiervorrichtung einfach von Ort zu Ort transportieren. Vorzugsweise ist die Vorrichtung daher auf einer rollbaren Halterung montiert, was den Transport weiter erleichtert. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist darin zu sehen, dass Dichtemessgeräte beliebiger Art mittels der Vorrichtung justierbar sind. Die Justierung ist nicht auf ein zu dem Referenzdichtemessgerät Bau- oder funktionsgleiches Messgerät beschränkt. Beispielsweise sind mit der Vorrichtung Coriolis-Massedurchflussaufnehmer und vibronische Dichtemessgeräte gleichermaßen justierbar.
Durch das individuell herstellbare Referenzmedium ist das Dichtemessgerät bei einer wählbaren Dichte justierbar, beispielsweise bei einer Dichte, welche der erwarteten Dichte des Prozessmediums entspricht. Da das Referenzmedium von der Justiervorrichtung bereitgestellt wird, ist ein Abzweigen des Prozessmediums zur Justierung nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden anhand der nachfolgenden Figuren näher gemeinsam erläutert.
1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Justierung eines Dichtemessgerätes;
2 zeigt eine schematische Gesamtansicht der Vorrichtung.
In 1 ist der schematische Aufbau einer erfindungsgemäßen Justiervorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung eignet sich gleichermaßen zur Erstjustierung als auch zur Rejustierung von Dichtemessgeräten 4. Durch Mischen mindestens zweier Medien in dem Behälter 2 ist ein Referenzmedium vorgebbarer Dichte herstellbar. Bei einem der Medien handelt es sich um eine Flüssigkeit, beispielsweise um Wasser. Das zweite Medium ist beispielsweise ein Salz oder ein anderes Medium, welches in dem ersten Medium lösbar ist, sodass als Referenzmedium eine homogene Referenzlösung herstellbar ist, welche eine durch das Mischungsverhältnis aus erstem und zweitem Medium einstellbare Dichte aufweist. Die Medien sind manuell in den Behälter 2 einfüllbar. Alternativ ist jedoch auch eine automatische Herstellung des Referenzmediums über eine Dosiereinrichtung vorstellbar. Eine Umwälzpumpe 9 vermischt die beiden Medien, sodass die für eine genaue Justierung erforderliche Homogenität des Referenzmediums gewährleistet ist.
Das homogene Referenzmedium ist über eine Zuführungsleitung 5 dem zu justierenden Dichtemessgerät 4 zuführbar. Das zu justierende Dichtemessgerät 4 kann von beliebiger Gestalt sein, wobei es sich nicht um ein reines Dichtemessgerät 4 handeln muss. Das Dichtemessgerät 4 kann auch zur Bestimmung mehrerer Prozessgrößen ausgestaltet sein. Beispielsweise handelt es sich um einen Coriolis-Massedurchflussaufnehmer oder um eine so genannte Schwinggabel, welche neben der Dichte auch die Viskosität oder den Füllstand eines Mediums bestimmen kann und häufig als Grenzstandschalter zum Einsatz kommt.
Weiterhin verfügt die Vorrichtung 1 über eine Rückführungsleitung 6, über welche das Referenzmedium von dem zu justierenden Dichtemessgerät 4 aus wieder zurück in den Behälter 2 leitbar ist. Zuführungsleitung 5 und Rückführungsleitung 6 sind jeweils derart ausgestaltet, dass das zu justierende Dichtemessgerät 4 direkt oder über Zwischenstücke mit der Zuführungsleitung 5 und der Rückführungsleitung 6 verbindbar ist. Es ist jedoch ebenso möglich, die Zuführungsleitung 5 und die Rückführungsleitung 6 mit einem Behältnis zu verbinden, in welchen das zu justierende Dichtemessgerät 4 eingebracht ist. Dies ist insbesondere für oben erwähnte Schwinggabel erforderlich, da eine solche kein von Medium durchflossenes Rohrstück aufweist. Eine Förderpumpe 8 transportiert das Referenzmedium durch die Leitungen 5, 6. Bei der Zuführungsleitung 5 und der Rückführungsleitung 6 handelt es sich beispielsweise um Schläuche.
In die Zuführungsleitung 5 ist ein Referenzdichtemessgerät 3 fest eingebracht. Das Referenzdichtemessgerät 3 ist justiert, vorzugsweise geeicht, sodass die Dichte des Referenzmediums mittels des Referenzmessgerätes 3 bestimmbar und somit genau bekannt ist. Vorzugsweise ist das Referenzdichtemessgerät 3 als Coriolis-Massedurchflussaufnehmer ausgestaltet, da ein derartiges Messgerät 3 auf einfache Weise in die Zuführungsleitung 5 integrierbar ist, bei der Dichtemessung eine hohe Genauigkeit aufweist und zusätzlich dazu geeignet ist, den Durchfluss des Referenzmediums zu bestimmen. In Abhängigkeit des gemessenen Durchflusses ist die Leistung der Förderpumpe 8 auf ein Optimum regelbar. Die Vorrichtung 1 kann jedoch auch mit einem anderen Referenzdichtemessgerät ausgestattet sein.
In die Rückführungsleitung 6 ist ein Ventil 10, beispielsweise ein Membranventil, eingebracht. Über das Ventil 10 ist ein Gegendruck in dem zu justierenden Dichtemessgerät 4 und dem Referenzdichtemessgerät 3 erzeugbar. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich keine Luftblasen in dem Referenzmedium befinden, welche die Dichtemessung beeinträchtigen könnten.
Der Behälter 2 verfügt über ein Heizelement 7, welches dazu dient, das Referenzmedium auf eine vorgebbare Temperatur zu erwärmen. Beispielsweise ist das Heizelement 7 als Tauchsieder ausgestaltet. Der einstellbare Temperaturbereich liegt hierbei vorteilhaft zwischen Raumtemperatur und ca. 60°C. Durch das Heizelement 7 ist die Dichtejustierung bei einer nicht nur bekannten, sondern auch vorgebbaren Temperatur durchführbar.
In einem Verteilerkasten 11 befinden sich Schalter S2–S4 zur Inbetriebnahme der Pumpen 8, 9 und zum Einschalten des Heizelements 7. Es kann sich jeweils auch um Regelschalter handeln, sodass die Drehzahl der Pumpen 8, 9 bzw. die Temperatur des Heizelements 7 einstellbar sind. Weiterhin ist ein Schalter S1 zur Energieversorgung des Referenzdichtemessgerätes 3 vorhanden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird in dem Behälter 2 das Referenzmedium hergestellt, indem die mindestens zwei Grundmedien miteinander vermischt werden. Das Verhältnis der Grundmedien ist gemäß der gewünschten Dichte des Referenzmediums 2 wählbar. Das zu justierende Dichtemessgerät 4 wird an die Zuführungsleitung 5 und die Rückführungsleitung 6 angeschlossen. Mittels des Heizelements 7 wird das Referenzmedium optional auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Die Förderpumpe 8 wird eingeschaltet und das Referenzmedium durch die beiden Dichtemessgeräte 3, 4 befördert. Der von dem zu justierenden Dichtemessgerät 4 angezeigte Messwert wird dem von dem Referenzdichtemessgerät 3 ausgegebenen Dichtewert zugeordnet und das Wertepaar in der Elektronikeinheit des zu justierenden Dichtemessgeräts 4 abgelegt. Optional kann eine weitere Messung bei einer anderen Dichte des Referenzmediums oder bei einer anderen Temperatur durchgeführt werden.
2 stellt eine schematische Gesamtansicht der Justiervorrichtung 1 dar. Die Komponenten der Justiervorrichtung 1 sind hierbei nicht gesondert dargestellt. Um die Justiervorrichtung 1 einfach transportieren zu können sind die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1 auf eine Halterung 13 montiert, welche beispielsweise als metallisches Gerüst ausgestaltet ist. An der Halterung 13 sind zwei Rollen 14 montiert. Die Halterung 13 kann aber auch nur eine Rolle oder mehr als zwei Rollen, insbesondere 4 Rollen, aufweisen. Auf Grund der Rollen 14 ist die Vorrichtung 1 bequem an den Einsatzort transportierbar. Die mobile Justiervorrichtung 1 ist so kompakt, dass sie von einer Person problemlos bewegbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Justiervorrichtung
2: Behälter
3: Referenzdichtemessgerät
4: Dichtemessgerät
5: Zuführungsleitung
6: Rückführungsleitung
7: Heizelement
8: Förderpumpe
9: Umwälzpumpe
10: Ventil
11: Verteilerkasten
12: Spannungsquelle
13: Halterung
14: Rolle
S1: Schalter
S2: Schalter
S3: Schalter
S4: Schalter

Claims

Verfahren zur Justierung eines Dichtemessgeräts (4) mit zumindest den folgenden Schritten: – Herstellen eines Referenzmediums einer vorgebbaren Dichte – Zuführen des Referenzmediums zu einem justierten Referenzdichtemessgerät (3) und Bestimmung der Dichte des Referenzmediums mit dem Referenzdichtemessgerät (3) – Zuführen des Referenzmediums zu dem zu justierenden Dichtemessgerät (4) – Aufnahme eines die Dichte repräsentierenden Messwerts mit dem zu justierenden Dichtemessgerät (4) – Zuordnen des Messwerts zu der mit dem Referenzdichtemessgerät (3) bestimmten Dichte.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzmedium auf eine vorgebbare Temperatur erhitzt wird und der Messwert bei der vorgegebenen Temperatur aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzmedium in einem transportablen Behälter (2) hergestellt, zur Justierung dem zu justierenden Dichtemessgerät (4) zugeführt und nach der Justierung in den Behälter (2) zurückgeführt wird.
Vorrichtung (1) zur Justierung eines Dichtemessgeräts (4) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, mit – einem Behälter (2) zur Aufnahme eines Referenzmediums vorgebbarer Dichte – einer Zuführungsleitung (5), welche das Referenzmedium dem zu justierenden Dichtemessgerät (4) zuführt – und einem justierten Referenzdichtemessgerät (3), welches in die Zuführungsleitung (5) eingebracht ist und dazu ausgestaltet ist, die Dichte des Referenzmediums zu bestimmen und anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) ein Heizelement (7) aufweist, mittels welchem das Referenzmedium auf eine vorgebbare Temperatur erhitzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Rückführungsleitung (6) aufweist, welche das Referenzmedium von dem zu justierenden Dichtemessgerät (4) zurück in den Behälter (2) leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rückführungsleitung (6) mindestens ein Ventil (10) aufweist, welches dazu ausgestaltet ist, die Entstehung von Luftblasen in dem Referenzmedium zu verhindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine rollbare Halterung (13) aufweist, auf welcher zumindest der Behälter (2), die Zuführungsleitung (5) und das Referenzdichtemessgerät (3) montiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Pumpe (8) zur Förderung des Referenzmediums aufweist, deren Leistung regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4–9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Referenzdichtemessgerät (3) um einen dichtesensitiven Coriolis-Massedurchflussaufnehmer handelt.