DE102015100573A1 - Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts Download PDF

Info

Publication number
DE102015100573A1
DE102015100573A1 DE102015100573.5A DE102015100573A DE102015100573A1 DE 102015100573 A1 DE102015100573 A1 DE 102015100573A1 DE 102015100573 A DE102015100573 A DE 102015100573A DE 102015100573 A1 DE102015100573 A1 DE 102015100573A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring tube
temperature
coil
mass flowmeter
coriolis mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015100573.5A
Other languages
English (en)
Inventor
wird später genannt werden Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne AG
Original Assignee
Krohne AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne AG filed Critical Krohne AG
Priority to DE102015100573.5A priority Critical patent/DE102015100573A1/de
Priority to EP15195810.5A priority patent/EP3045877B1/de
Priority to US14/963,567 priority patent/US9513150B2/en
Priority to CN201510910132.2A priority patent/CN105806432B/zh
Publication of DE102015100573A1 publication Critical patent/DE102015100573A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
    • G01F1/8495—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits with multiple measuring conduits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1), wobei das Coriolis-Massedurchflussmessgerät (1) wenigstens ein Messrohr (2), wenigstens einen Schwingungserzeuger (3), wenigstens zwei Schwingungsaufnehmer (4) und wenigstens eine Auswerteeinrichtung (5) aufweist, wobei die Schwingungsaufnehmer (4) und/oder der Schwingungserzeuger (3) jeweils mindestens einen Permanentmagneten (6) und jeweils mindestens eine Spule (7) umfassen, wobei der Schwingungserzeuger (3) das Messrohr (2) zu Schwingungen anregt, wobei die Schwingungsaufnehmer (4) die Schwingungen des Messrohrs (2) erfassen, wobei die Temperatur des Messrohrs (2) bestimmt wird und wobei die Auswerteeinrichtung (5) die erfassten Schwingungssignale verarbeitet und Zustandsgrößen des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1) bestimmt. Ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1), das bei der Bestimmung von Zustandswerten eine höhere Genauigkeit aufweist, wird dadurch realisiert, dass die elektrische Impedanz der Spule (7) des Schwingungserzeugers (3) und/oder die elektrische Impedanz wenigstens einer Spule (7) der Schwingungsaufnehmer (4) ermittelt wird und dass die Auswerteeinrichtung (5) mindestens eine temperaturabhängige Zustandsgröße D berechnet, wobei die temperaturabhängige Zustandsgröße D ausgehend von der Temperatur des Messrohrs (2) mit der bestimmten Impedanz der Spule (7) korrigiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts, wobei das Coriolis-Massedurchflussmessgerät wenigstens ein Messrohr, wenigstens einen Schwingungserzeuger, wenigstens zwei Schwingungsaufnehmer und wenigstens eine Auswerteeinrichtung aufweist, wobei die Schwingungsaufnehmer und/oder der Schwingungserzeuger jeweils mindestens einen Permanentmagneten und jeweils mindestens eine Spule umfassen, wobei der Schwingungserzeuger das Messrohr zu Schwingungen anregt, wobei die Schwingungsaufnehmer die Schwingungen des Messrohrs erfassen, wobei die Temperatur des Messrohrs bestimmt wird und wobei die Auswerteeinrichtung die erfassten Schwingungssignale verarbeitet und Zustandsgrößen des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts bestimmt.
  • Coriolis-Massedurchflussmessgeräte sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Massedurchflussmessgeräte, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten, weisen wenigstens einen Schwingungserzeuger, mit dem das Messrohr zur Schwingung angeregt wird – oder ggf. auch mehrere Messrohre zur Schwingung angeregt werden –, sowie wenigstens zwei Schwingungsaufnehmer, mit denen die erzielte Schwingung oder die erzielten Schwingungen des Messrohrs erfasst werden, auf. Die Schwingungsaufnehmer sind ein- und auslaufseitig an dem Messrohr befestigt. Wird das Messrohr in Schwingung versetzt, ergeben sich, für den Fall, dass ein massebehaftetes Medium durch das Messrohr fließt, ein- und auslaufseitig gegenläufig beeinflusste Schwingungsanteile, die von den Schwingungsaufnehmern erfasst werden. Ohne Durchfluss sind die Signale der beiden Schwingungsaufnehmer im Idealfall phasengleich. Der Grund für die mit zunehmendem Massedurchfluss ein- und auslaufseitig resultierenden zunehmenden unterschiedlichen Schwingungsanteile sind ein- und auslaufseitig unterschiedlich gerichtete Corioliskräfte auf das strömende Medium.
  • Schwingungserzeuger von Coriolis-Massedurchflussmessgeräten der vorgenannten Art umfassen eine Spule und einen Permanentmagneten. Der Permanentmagnet ist jedenfalls so im Einflussbereich der Spule angeordnet, dass das bei Bestromung der Spule erzeugte Magnetfeld mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten wechselwirkt und entsprechende Kräfte auf Spule und Permanentmagneten wirken. Die Höhe des elektrischen Stroms, mit dem die Spule beaufschlagt wird, ist dabei maßgebend für die Kraft, die vom Schwingungserzeuger auf das Messrohr übertragen wird und die das Messrohr zu Schwingungen anregt; die Bestromung der Spule erfolgt im Regelfall harmonisch und damit auch die Kraftbeaufschlagung des Messrohrs. Wenn das Coriolis-Massedurchflussmessgerät als ein dynamisches System mit der Eingangsgröße Anregungskraft und der Ausgangsgröße Messrohrauslenkung – oder eine davon zeitlich abgeleitete Größe wie die Messrohrgeschwindigkeit – betrachtet wird, dann liegen bei bekannter Anregungskraft und messtechnisch erfasster Messrohrgeschwindigkeit Informationen zur Identifikation des Übertragungsverhaltens des dynamischen Systems Coriolis-Massedurchflussmessgerät vor. Wenn die Identifikation auf Grundlage eines mathematischen Modells erfolgt, ist es möglich, in dem Modell verwendete Parameter zu bestimmen, wie beispielsweise die Federsteifigkeit des Messrohrs, die Dämpfung des Messrohrs und die schwingende Gesamtmasse ( DE 10 2012 011 934 A1 , DE 10 2008 059 920 A1 ).
  • Die physikalischen Parameter und damit auch die funktionalen Zusammenhänge unterliegen jedoch oft weiteren Einflüssen, die im Idealfall berücksichtigt werden sollten, um genaue Messergebnisse zu erhalten. So ist beispielsweise die Steifigkeit des Messrohrs unter anderem temperaturabhängig. Aus dem Stand der Technik sind der Anmelderin Verfahren bekannt, bei denen die Messrohrtemperatur durch einen auf dem Messrohr angebrachten Sensor gemessen wird, um beispielsweise die Temperaturabhängigkeit der Federsteifigkeit des Messrohrs berücksichtigen zu können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts anzugeben, das bei der Bestimmung von Zustandsgrößen bzw. von Werten für Zustandsgrößen eine höhere Genauigkeit aufweist.
  • Die zuvor hergeleitete Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts dadurch gelöst, dass die elektrische Impedanz der Spule des Schwingungserzeugers und/oder die elektrische Impedanz wenigstens einer Spule der Schwingungsaufnehmer ermittelt wird und dass die Auswerteeinrichtung mindestens eine temperaturabhängige Zustandsgröße D berechnet, wobei die temperaturabhängige Zustandsgröße D ausgehend von der Temperatur des Messrohrs mit der bestimmten Impedanz der Spule korrigiert wird.
  • Bei der Zustandsgröße D kann es sich um eine technisch-physikalische Größe des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts handeln, es kann sich aber auch um eine fiktive charakteristische Größen handeln, die beispielsweise zur Überwachung eines Gutzustandes des jeweiligen Coriolis-Massedurchflussmessgerätes geeignet ist; eine solche fiktive charakteristische Größe könnte in Zusammenhang mit der Federsteifigkeit des Messrohrs stehen, ohne die Federsteifigkeit selbst exakt abzubilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Kompensation von Temperatureffekten, die insbesondere in Zusammenhang mit der Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung der hier verwendeten Permanentmagneten stehen. Für kleine Temperaturen, also Temperaturen unterhalb der Curie-Temperatur, ist beispielsweise der folgende gleichungsmäßige Zusammenhang nach Bloch bekannt:
    Figure DE102015100573A1_0002
  • M(T) ist die Magnetisierung eines Permanentmagneten, M(0) die Magnetisierung beim Temperaturnullpunkt. Mit T wird die Temperatur und Tc die Curie-Temperatur bezeichnet. Da die Stärke des Magneten – seine spontane Magnetisierung – maßgeblich für die vom Schwingungserzeuger übertragene Kraft ist, beeinflusst auch die Magnettemperatur die Genauigkeit eines berechneten Parameters oder einer Zustandsgröße.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht notwendig, auf kompliziertem Weg die Magnettemperatur zu messen. Der Spulenwiderstand, bzw. die elektrische Impedanz der Spule liefert einen Zusammenhang, der eine Kompensation des Einflusses der Magnettemperatur erlaubt. Vorteilhaft ist hier, dass die Spule, deren Impedanz erfasst wird, funktionsnotwendig in unmittelbarer Umgebung des ihr zugeordneten Permanentmagneten angeordnet ist und demzufolge die Temperatur der Spule in guter Näherung der Temperatur des Permanentmagneten entspricht. Da die Impedanz bzw. der ohmsche Widerstand der Spule im Regelfall ebenfalls temperaturveränderlich sind, ist die erfasste Impedanz der Spule ein zuverlässiger Indikator für die Temperatur der Spule und für die Temperatur des in unmittelbarer Nähe vorgesehenen Permanentmagneten.
  • Für eine Erhöhung der Genauigkeit ist in einer erweiterten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Korrektur der Zustandsgröße D auf Basis wenigstens eines bekannten Temperaturkoeffizienten zur Beschreibung der Temperaturabhängigkeit der Spule erfolgt. Durch Nutzung dieses Sachverhalts kann unmittelbar durch Messung der Spulenimpedanz oder des Ohmschen Widerstands der Spule auf die Temperatur der Spule geschlossen werden. So ist durch die Bestimmung der Spulenimpedanz eine genauere Bestimmung der Spulentemperatur bzw. der Temperatur des Permanentmagneten und damit eine bessere Kompensation von Effekten möglich, die in Zusammenhang mit der Magnettemperatur stehen.
  • Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Referenzwert Dref der Zustandsgröße D vor Inbetriebnahme des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts im laufenden Prozess bestimmt wird. Vor Inbetriebnahme kann bedeuten, dass das Gerät bereits ab Werk mit einem Referenzwert kalibriert wird. Dieser kann im Gerät vor Auslieferung gespeichert sein. Ebenso ist es denkbar, dass der Referenzwert in Einbausituation im Prozess vor Ort bestimmt wird, wenn das Coriolis-Massedurchflussmessgerät bereits in den Prozess integriert, jedoch noch nicht in Betrieb genommen wurde. Außerdem ist es sinnvoll, dass das Gerät auch bei einem Wechsel der Prozessbedingungen neu kalibriert wird, d. h. ein neuer Referenzwert berechnet werden kann. Wechselnde Prozessbedingungen können bedingt sein durch einen Ausbau des Geräts oder die Integration des Geräts in einen neuen Prozess oder beispielsweise auch durch Änderung des durchströmenden Mediums.
  • In einer erweiterten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Referenzwert Dref mit einem im Betrieb bestimmten Wert Dmess der Zustandsgröße D verglichen wird. Der im Betrieb bestimmte Wert Dmess kann in beliebigen Intervallen oder kontinuierlich bestimmt werden. Der fortlaufende Vergleich mit dem Referenzwert Dref ermöglicht es Aussagen darüber zu treffen, inwieweit der aktuelle Zustand des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts dem Ursprungszustand zum Zeitpunkt der Referenzwertbestimmung entspricht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei Überschreiten einer zuvor definierten Abweichung E des Referenzwertes Dref von dem im Betrieb ermittelten Wert Dmess der Zustandsgröße D ein Signal von der Auswerteeinrichtung ausgegeben wird. Bei dem Signal kann es sich schlicht um das Setzen eines Flags handeln, also beispielsweise das Setzen eines Bits in einer Speicherzelle innerhalb der Elektronik des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts. Das Signal kann aber auch elektrisch, akustisch oder mittels einer Visualisierung über eine Schnittstelle des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts ausgegeben werden. Insbesondere können die Signale nachfolgend auch in einer übergeordneten Leitwarte ausgegeben werden, die dem Betreiber verdeutlichen, dass sich der Zustand des Messgeräts verändert hat, beispielsweise ein Gutzustand nicht mehr vorliegt.
  • Die Berechnung der temperaturabhängigen Zustandsgröße D und damit auch der Werte Dref und/oder Dmess der Zustandsgröße D erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von der Messrohrtemperatur T und der erfassten Spulenimpedanz Rdrv, also nach einem Zusammenhang der Form D = f(T, Rdrv). Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung jeweils bezogen auf einen Referenz-Temperaturwert T0 und einen Referenz-Impedanzwert Rdrv,0., dann also nach einem Zusammenhang der Form D = f(∆T, ∆Rdrv).
  • Die Berechnung der temperaturabhängigen Werte Dref und/oder Dmess der Zustandsgröße D werden in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung des folgenden Zusammenhangs bestimmt: D = a1 + a2∆T + a3∆Rdrv.
  • ∆Rdrv entspricht dabei der Änderung der elektrischen Impedanz der Spule bezogen auf einen vorher definierten Referenzwert Rdrv,0 und ∆T der Änderung T0. Die Koeffizienten a1 bis a3, mit ai ∈
    Figure DE102015100573A1_0003
    können empirischer Natur sein der Messrohrtemperatur bezogen auf einen zuvor bestimmten Referenzwert und sich beispielsweise lediglich auf ein individuelles Messgerät oder auch auf einen bestimmten Typ eines Messgeräts beziehen.
  • Die aus dem Schwingverhalten abgeleiteten Zustandsgrößen geben Auskunft auf die strukturelle Beschaffenheit des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts. Das Schwingverhalten eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts kann mathematisch grundsätzlich durch eine Lagrange-Gleichung 2. Art beschrieben werden. Dabei stellt eine Schwingung in der ersten Eigenform, also einer Anregung des Messrohrs zu Schwingungen bei größtmöglicher Amplitude, wobei eine Deformation oder sogar eine Zerstörung des Messrohrs vermieden wird, eine gleichphasige, translatorische Bewegung der Massen des Messrohrs dar. Eine Rotation der Massen um den Mittelpunkt des Messrohrs entspricht einer Schwingung in der zweiten Eigenform. Alle betrachteten Eigenformen können in einem Differentialgleichungssystem dargestellt werden, wobei die entscheidenden Faktoren die Trägheitsmatrix, die Dämpfungsmatrix und die Steifigkeitsmatrix sind.
  • Daher ist es in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgerät besonders vorteilhaft, dass die Zustandsgrößen D in Abhängigkeit von der Steifigkeit des Messrohrs berechnet werden. Eine Aussage über die Steifigkeit ergibt eine gute Näherung zur Lebensdauer und Funktionalität des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts.
  • Ebenso ist es in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, dass die Zustandsgrößen in Abhängigkeit von der Dämpfung des Messrohrs berechnet werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist entsprechend vorgesehen, dass die Zustandsgrößen in Abhängigkeit von der Masse des Messrohrs berechnet werden.
  • Bei der Berechnung der Zustandsgrößen kommt es darauf an, inwieweit das Messrohr des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts zu Schwingungen bzw. in welcher Eigenform es zu Schwingungen angeregt wird. Für die Identifikation einer Zustandsgröße in Abhängigkeit von der Steifigkeit des Messrohrs wird die Schwingung vorzugsweise im "drive mode" erzeugt, was einer Schwingung in der ersten Eigenform entspricht.
  • Im Einzelnen gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts in perspektivischer Ansicht,
  • 2 den schematischen Verlauf der Abhängigkeit der elektrischen Impedanz der Spule von der Messrohrtemperatur bei stationären Bedingungen,
  • 3 den schematischen Verlauf der Abhängigkeit der elektrischen Impedanz der Spule von der Messrohrtemperatur bei instationären Bedingungen,
  • 4 den schematischen Ablauf einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts,
  • 5 den schematischen Ablauf einer erweiterten Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts,
  • 6 den schematischen Ablauf einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts 1 mit vier Messrohren 2. Mittels gesonderter Haltevorrichtungen sind Schwingungserzeuger 3 und Schwingungsaufnehmer 4 mit den Messrohren 2 verbunden. In diesem Fall umfassen sowohl die Schwingungsaufnehmer 4 als auch der Schwingungserzeuger 3 jeweils einen Permanentmagneten 6 sowie eine Spule 7. Auf diese Weise können auf elektrischem Wege Schwingungen auf die Messrohre 2 übertragen bzw. Schwingungen der Messrohre 2 erfasst werden. Die Schwingungsaufnehmer 4 sind ein- und auslaufseitig an dem Messrohr 2 befestigt. Ohne Durchfluss sind die Signale der beiden Schwingungsaufnehmer 4 im Wesentlichen phasengleich. Bei einem Massedurchfluss ergibt sich ein- und auslaufseitig eine unterschiedlich gerichtete Corioliskraft, die zu einer Phasenverschiebung zwischen den Auslenkungen und damit der beiden Signale der Schwingungsaufnehmer 4 führt, wobei die Phasenverschiebung proportional dem Massedurchfluss innerhalb des Messrohres 2 ist.
  • Die Schwingverhalten des Messrohrs 2 hängt allerdings nicht nur von der Anregung des Messrohrs 2 ab, sondern auch von der Messrohrtemperatur, die sich auf die Steifigkeit des Messrohrs auswirkt, von einer möglichen strukturellen Veränderung des Messrohrs 2, beispielsweise durch Korrosion, oder auch von der Temperaturabhängigkeit des Übertragungsverhaltens des Schwingungserzeugers 3. Bei dem Betrieb eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts besteht deshalb der Wunsch, auch derartige Temperatureffekte zu kompensieren, sei es bei der Bestimmung physikalischer Parameter des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts, bei physikalischen Zustandsgrößen oder bei abgeleiteten Zustandsgrößen D, die keine unmittelbare physikalische Bedeutung haben müssen, gleichwohl aber geeignet sind, den Zustand und damit auch eine Veränderung des Zustands des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts zu ermitteln.
  • 2 zeigt eine qualitative Darstellung der Spulenimpedanz R gegen die Messrohrtemperatur T bei stationären Bedingungen. Im stationären Fall d. h. bei konstanter Messrohrtemperatur, existiert ein linearer Zusammenhang zwischen der Spulenimpedanz R und der Messrohrtemperatur T.
  • Im Gegensatz dazu zeigt 3 eine qualitative Darstellung der Spulenimpedanz R gegen die Messrohrtemperatur T bei thermisch instationären Bedingungen, also bei veränderlicher Messrohrtemperatur. Eine Veränderung der Messrohrtemperatur T (horizontal) führt zu einer deutlich verzögerten Reaktion der Spulenimpedanz R. Dieser verzögerte Nachlauf führt zu typischen Hystereseeffekten sowohl bei einem Temperaturanstieg wie auch bei Abkühlvorgängen. Daraus resultiert insgesamt die Erkenntnis, dass temperaturabhängige Effekte beim Schwingungserzeuger 3 nur unzureichend mit einer erfassten Temperatur des Messrohrs 2 kompensierbar sind und umgekehrt, dass temperaturabhängige Effekte des Messrohrs 2 nur unzureichend mit einer erfassten Temperatur des Schwingungserzeugers 3 kompensierbar sind. Das vorgeschlagene Verfahren zum Betrieb eine Coriolis-Durchflussmessgeräts begegnet diesem Umstand, indem die interessierende temperaturabhängige Zustandsgröße D ausgehend von der Temperatur des Messrohrs 2 mit der bestimmten Impedanz der Spule korrigiert wird, da in der Impedanz der Spule 7 eine Information über die Temperatur des benachbarten Permanentmagneten 6 enthalten ist.
  • 4 zeigt den schematischen Ablauf einer Ausgestaltung des eingangs beschriebenen Verfahrens. Der an dem Coriolis-Massedurchflussmessgerät 1 angebrachte Schwingungserzeuger 3 regt die Messrohre 2 in einem ersten Schritt 101 zu Schwingungen an. Die Schwingungen werden anschließend von den Schwingungsaufnehmern 4 in Schritt 102 erfasst. Parallel dazu wird in Schritt 103 die Temperatur der Messrohre ermittelt. Im Anschluss wird die elektrische Impedanz der Spule bestimmt 104. Die Reihenfolge dieser Schritte ist nicht auf die in der 4 dargestellte Reihenfolge festgelegt. Schwingungserfassung, Messrohrtemperaturbestimmung und die Bestimmung der Spulenimpedanz sind nacheinander oder aber auch gleichzeitig durchführbar.
  • Die aufgenommenen Signale werden an eine Auswerteeinrichtung 5 weitergeleitet. Die Auswerteeinrichtung 5 berechnet mit den aufgenommenen Signalen eine oder mehrere Zustandsgrößen D des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts 1. Da die bevorzugten Zustandsgrößen, die eine Auskunft über die aktuelle Beschaffenheit des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts 1 geben können, teilweise temperaturabhängig sind, wird die Messrohrtemperatur für die Bestimmung des tatsächlichen temperaturabhängigen Zustandswertes verwendet.
  • Die resultierenden Messrohrschwingungen sind auch abhängig von der durch durch die Bestromung des Schwingungserzeugers aufgebrachten Anregungskraft. Die erzeugte Kraft ist wiederum abhängig von der Temperatur des Permanentmagneten 6, da dessen Magnetisierung temperaturabhängig ist. Insbesondere der Zusammenhang der in den 2 und 3 deutlich wird, veranlasst dazu, die Magnettemperatur bzw. eine Größe, die im Zusammenhang mit der Magnettemperatur oder zur näher gelegenen Spule steht, zu bestimmen. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Spule 7 einen bekannten Temperaturkoeffizienten auf. Somit ist ein Zusammenhang zur Temperatur gegeben. Eine temperaturabhängige Zustandsgröße D wird dann in Schritt 105 von der Auswerteeinrichtung durch den Zusammenhang D = a1 + a2∆T + a3∆Rdrv berechnet. Dabei ist ∆T die Änderung der Messrohrtemperatur und ∆Rdrv die Änderung der elektrischen Impedanz der Spule. Die Koeffizienten a1 bis a3 stellen empirische Parameter für das Coriolis-Massedurchflussmessgerät dar.
  • 5 zeigt eine Erweiterung des Verfahrens. Wie bereits in 4 dargestellt, werden in Schritt 101 Schwingungen erzeugt und diese anschließend aufgenommen 102. Ebenso werden die Messrohrtemperatur T und die elektrische Spulenimpedanz R bestimmt, damit die Auswerteeinrichtung 5 Zustandsgrößen aus den ermittelten Werten berechnen kann. In dem erweiterten Verfahren gemäß 5 wird zunächst in Schritt 106 ein Referenzwert Dref der Zustandsgröße D vor Inbetriebnahme des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts 1 in Einbausituation bestimmt. Erst im laufenden Betrieb werden in Schritt 107 laufend Werte Dmess der Zustandsgröße D aus den aufgenommenen Signalen berechnet. Die berechneten Werte Dmess werden außerdem laufend mit dem zuvor bestimmten Referenzwert Dref verglichen 108.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgerät 1. Neben den in 5 dargestellten Schritten wird zusätzlich in Schritt 109 die Abweichung der beiden Vergleichswerte Dref und Dmess durch die Gleichung:
    Figure DE102015100573A1_0004
    bestimmt. Wenn die Abweichung E einen zuvor festgelegten Grenzwert überschreitet, wird von der Auswerteeinrichtung 5 ein Signal ausgegeben. Der Betreiber des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts 1 kann daran erkennen, dass sich der Zustand des Messgeräts verändert hat und notfalls Schritte einleiten, um den gewünschten Zustand wieder herzustellen.
  • 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
    • DE 102012011934 A1 [0003]
    • DE 102008059920 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1), wobei das Coriolis-Massedurchflussmessgerät (1) wenigstens ein Messrohr (2), wenigstens einen Schwingungserzeuger (3), wenigstens zwei Schwingungsaufnehmer (4) und wenigstens eine Auswerteeinrichtung (5) aufweist, wobei die Schwingungsaufnehmer (4) und/oder der Schwingungserzeuger (3) jeweils mindestens einen Permanentmagneten (6) und jeweils mindestens eine Spule (7) umfassen, wobei der Schwingungserzeuger (3) das Messrohr (2) zu Schwingungen anregt, wobei die Schwingungsaufnehmer (4) die Schwingungen des Messrohrs (2) erfassen, wobei die Temperatur des Messrohrs (2) bestimmt wird und wobei die Auswerteeinrichtung (5) die erfassten Schwingungssignale verarbeitet und Zustandsgrößen des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Impedanz der Spule (7) des Schwingungserzeugers (3) und/oder die elektrische Impedanz wenigstens einer Spule (7) der Schwingungsaufnehmer (4) ermittelt wird und dass die Auswerteeinrichtung (5) mindestens eine temperaturabhängige Zustandsgröße D berechnet, wobei die temperaturabhängige Zustandsgröße D ausgehend von der Temperatur des Messrohrs (2) mit der bestimmten Impedanz der Spule (7) korrigiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Zustandsgröße D auf Basis eines bekannten Temperaturkoeffizienten der Impedanz der Spule (7) erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zustandsgröße D ein Referenzwert Dref vor Inbetriebnahme des Coriolis-Massedurchflussmessgeräts (1) im laufenden Prozess bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert Dref der Zustandsgröße D mit einem im Betrieb bestimmten Wert Dmess der Zustandsgröße D verglichen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer zuvor definierten Abweichung E des Referenzwertes Dref von dem im Betrieb ermittelten Wert Dmess der Zustandsgröße D ein Signal von der Auswerteeinrichtung (5) ausgegeben wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte Dref und/oder Dmess der temperaturabhängigen Zustandsgröße D unter Verwendung des Zusammenhangs D = a1 + a2∆T + a3∆Rdrv bestimmt wird, wobei Rdrv der elektrischen Impedanz der Spule (7), T der Messrohrtemperatur und ai ∈
    Figure DE102015100573A1_0005
    entsprechen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgröße D in Abhängigkeit von der Steifigkeit des Messrohrs (2) berechnet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgrößen in Abhängigkeit von der Dämpfung des Messrohrs (2) berechnet werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgrößen in Abhängigkeit von der Masse des Messrohrs (2) berechnet werden.
DE102015100573.5A 2015-01-15 2015-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts Withdrawn DE102015100573A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015100573.5A DE102015100573A1 (de) 2015-01-15 2015-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts
EP15195810.5A EP3045877B1 (de) 2015-01-15 2015-11-23 Verfahren zum betreiben eines coriolis-massedurchflussmessgeräts
US14/963,567 US9513150B2 (en) 2015-01-15 2015-12-09 Method for operating a coriolis mass flowmeter
CN201510910132.2A CN105806432B (zh) 2015-01-15 2015-12-10 用于运行科里奥利质量流量测量仪的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015100573.5A DE102015100573A1 (de) 2015-01-15 2015-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015100573A1 true DE102015100573A1 (de) 2016-07-21

Family

ID=54695625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015100573.5A Withdrawn DE102015100573A1 (de) 2015-01-15 2015-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9513150B2 (de)
EP (1) EP3045877B1 (de)
CN (1) CN105806432B (de)
DE (1) DE102015100573A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122094B3 (de) * 2019-08-16 2021-01-28 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Berechnung einer Qualität eines Messrohrs eines Coriolis-Messgeräts und ein solches Messgerät
DE102020130992A1 (de) 2020-11-24 2022-05-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Coriolis-Messgeräts
DE102022129037A1 (de) 2022-11-03 2024-05-08 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zum Testen eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014105580A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Krohne Ag Coriolis-Massedurchflussmessgerät
CN107764350B (zh) * 2016-08-18 2020-05-08 高准有限公司 质量流量测量方法和质量流量计
JP6876798B2 (ja) * 2016-11-30 2021-05-26 マイクロ モーション インコーポレイテッド メータ検証に使用されるテストトーンの温度補償
DE102017102449A1 (de) * 2017-02-08 2018-08-09 Krohne Ag Verfahren zur Druckmessung bei einem Coriolis-Massedurchflussmessgerät und Coriolis-Massedurchflussmessgerät
CN112154304B (zh) * 2018-05-23 2024-01-12 Iee国际电子工程股份公司 电容式测量中补偿温度影响的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008059920A1 (de) 2008-12-02 2010-07-01 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG Verfahren zum Betreiben eines Resonanzmeßsystems und diesbezügliches Resonanzmeßsystem
US20130121376A1 (en) * 2010-08-02 2013-05-16 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining a temperature of a vibrating sensor component of a vibrating meter
DE102012011934A1 (de) 2012-06-18 2013-12-19 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Resonazmesssystems und diesbezügliche Resonanzmesssystem
WO2014200672A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Micro Motion, Inc. Vibratory flowmeter and method for meter verification

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231884A (en) * 1991-07-11 1993-08-03 Micro Motion, Inc. Technique for substantially eliminating temperature induced measurement errors from a coriolis meter
US5460049A (en) * 1994-01-26 1995-10-24 Instrumention Northwest, Inc. Digitally-temperature-compensated strain-gauge pressure measuring apparatus
DE4410160C1 (de) * 1994-03-24 1995-10-05 Ulrich Dipl Ing Elsen Hochwärmebeständige Spule, insbesondere zur Verwendung als Antriebsspule und als Meßspule zum Antrieb und zum Messen der Schwingungen des Schwingrohres einer Vorrichtung zum Messen der Masse eines durch eine Rohrleitung fließenden Mediums
US5902931A (en) * 1996-04-26 1999-05-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration gyroscope
EP0929797A1 (de) * 1997-01-16 1999-07-21 Direct Measurement Corp. Verfahren zur signalverarbeitung und kalibrierung von ort sowie schaltungen für einen coriolis-massendurchflussmesser
JP2002228453A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロおよびその温度ドリフト調整方法
US7013740B2 (en) * 2003-05-05 2006-03-21 Invensys Systems, Inc. Two-phase steam measurement system
EP1724558A1 (de) * 2005-05-18 2006-11-22 Endress + Hauser Flowtec AG Coriolis-Massendurchfluss-/dichtemessgeräte und Verfahren zur Kompensation von Messfehlern in solchen Geräten
JP2008064544A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Tokiko Techno Kk 振動式測定装置
US7801694B1 (en) * 2007-09-27 2010-09-21 Watson Industries, Inc. Gyroscope with temperature compensation
JP5086814B2 (ja) * 2008-01-07 2012-11-28 株式会社キーエンス 流量計
EP2641069B1 (de) * 2010-11-16 2017-05-17 Micro Motion, Inc. System mit mehreren temperatursensoren
CN104541136B (zh) 2012-06-18 2018-07-27 克洛纳测量技术有限公司 用来操作共振测量系统的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008059920A1 (de) 2008-12-02 2010-07-01 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG Verfahren zum Betreiben eines Resonanzmeßsystems und diesbezügliches Resonanzmeßsystem
US20130121376A1 (en) * 2010-08-02 2013-05-16 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining a temperature of a vibrating sensor component of a vibrating meter
DE102012011934A1 (de) 2012-06-18 2013-12-19 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Resonazmesssystems und diesbezügliche Resonanzmesssystem
WO2014200672A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Micro Motion, Inc. Vibratory flowmeter and method for meter verification

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122094B3 (de) * 2019-08-16 2021-01-28 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Berechnung einer Qualität eines Messrohrs eines Coriolis-Messgeräts und ein solches Messgerät
DE102020130992A1 (de) 2020-11-24 2022-05-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Coriolis-Messgeräts
DE102022129037A1 (de) 2022-11-03 2024-05-08 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zum Testen eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts

Also Published As

Publication number Publication date
EP3045877B1 (de) 2018-09-26
CN105806432A (zh) 2016-07-27
US9513150B2 (en) 2016-12-06
US20160209257A1 (en) 2016-07-21
EP3045877A1 (de) 2016-07-20
CN105806432B (zh) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3045877B1 (de) Verfahren zum betreiben eines coriolis-massedurchflussmessgeräts
EP2196780B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Resonanzmesssystems und Resonanzmesssystem
DE19910415B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abstimmen eines ersten Oszillators mit einem zweiten Oszillator
EP1208359A2 (de) Massendurchflussmessgerät
DE102008046891A1 (de) Messeinrichtung vom Vibrationstyp
DE102019124709A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Messgerätes mit mindestens einem Oszillator und Messgerät zur Durchführung des Verfahrens
EP2677284B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Resonanzmesssystems und diesbezügliches Resonanzmesssystem
DE102007043811A1 (de) Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität und entsprechende Vorrichtung
DE102012017797A1 (de) Durchflussmessgerät
EP3256822B1 (de) Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung zumindest einer prozessgrösse eines mediums und entsprechendes verfahren
EP3196605B1 (de) Verfahren zum betreiben eines coriolis-massedurchflussmessgeräts und coriolis-massedurchflussmessgerät
DE102010040600A1 (de) Verfahren zum Detektieren einer Verstopfung in einem Coriolis-Durchflussmessgerät
DE102015122124A1 (de) Vibronischer Sensor und Messanordnung zum Überwachen eines fließfähigen Mediums
EP2702370B1 (de) Verfahren zum betreiben eines resonanzmesssystems
DE102021202132A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Detektionssensitivität eines Drehratensensors
DE102012219660A1 (de) Mechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mechanisches Bauteil
EP2884244B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts
DE102007028209A1 (de) Verfahren zur Messung und/oder Überwachung eines Strömungsparameters und entsprechende Vorrichtung
DE102017129036A1 (de) Verfahren zum Bestimmen der Viskosität eines Mediums mittels eines Coriolis-Massedurchflussmessers und Coriolis- Massedurchflussmesser zur Durchführung des Verfahrens
DE102016125243A1 (de) Vibronischer Sensor mit Temperaturkompensation
EP3208598B1 (de) Verfahren zum betreiben eines coriolis-massedurchflussmessgeräts
DE102019123368A1 (de) Verfahren und Messgerät zum Bestimmen der Viskosität eines Mediums
EP2154538A2 (de) Beschleunigungssensor und Verfahren zum Erfassen einer Beschleunigung
DE102016100950A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts und diesbezügliches Coriolis-Massedurchflussmessgerät
DE102017006710A1 (de) Verfahren zur Korrektur eines Messwerts des Massenstroms eines Fluids durch ein Coriolis-Massendurchflussgerät und Coriolis-Massendurchflussmessgerät

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R120 Application withdrawn or ip right abandoned