DE102015116771B4

DE102015116771B4 - Verfahren zum Einstellen einer konstanten Magnetfeldstärke eines Magnetfelds bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät und diesbezügliches magnetisch-induktives Durchflussmessgerät

Info

Publication number: DE102015116771B4
Application number: DE102015116771.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Dabrowski; Wilhelm Florin
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2035-10-03
Also published as: EP3150974B1; CN107068325B; CN107068325A; EP3150974A1; US20170097251A1; US9983035B2; DE102015116771A1

Abstract

Verfahren zum Einstellen einer konstanten Magnetfeldstärke (Hkonst) eines Magnetfelds (4) innerhalb eines Kommutierungsintervalls (ΔtK,1) bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät (1) mit einem Messrohr (2) und einem Elektromagneten (3) zur Erzeugung des Magnetfelds (4),wobei der Elektromagnet (3) einen Stromregler (6) und eine Spulenanordnung (7) aufweist, der Stromregler (6) einen Spulenstrom (is) erzeugt und der erzeugte Spulenstrom (is) in der Spulenanordnung (7) das Magnetfeld (4) bewirkt,wobei der Spulenstrom (is) im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls (ΔtK,1) kommutiert wird,wobei der Elektromagnet (3), wenn ein konstanter Sollstrom (iSoll,konst) dem Stromregler (6) vorgegeben wird, eingeschwungen die konstante Magnetfeldstärke (Hkonst) erzeugt,wobei innerhalb des Kommutierungsintervalls (ΔtK,1) ein erstes Intervall (Δt1) mit einem Anfangszeitpunkt (t1,A) und einem Endzeitpunkt (t1,E) und ein zweites Intervall (Δt2) mit einem Anfangszeitpunkt (t2,A) und einem Endzeitpunkt (t2,E) angeordnet werden,wobei für das erste Intervall (Δt1) ein erster Sollstromverlauf (iSoll,1) bestimmt wird, wobei der erste Sollstromverlauf (iSoll,1) um einen Differenzstromverlauf (ΔiSoll) vom konstanten Sollstrom (iSoll,konst) derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf (ΔiSoll) gegenüber dem konstanten Sollstrom (iSoll,konst) eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke hin zur konstanten Magnetfeldstärke (Hkonst) bewirkt,wobei für das zweite Intervall (Δt2) ein zweiter Sollstromverlauf (iSoll,2) bestimmt wird, indem dem zweiten Sollstromverlauf (iSoll,2) der konstante Sollstrom (iSoll,konst) zugewiesen wird,wobei dem Stromregler (6) im ersten Intervall (Δt1) der erste Sollstromverlauf (iSoll,1) und im zweiten Intervall (Δt2) der zweite Sollstromverlauf (iSoll,2) vorgegeben wird,wobei die Magnetfeldstärke (H) oder eine durch eine Strömung eines Mediums (12) im Messrohr (2) im Medium (12) durch das Magnetfeld (4) induzierte Induktionsspannung (uI) oder der Spulenstrom (is) oder eine vom Spulenstrom (is) in der Spulenanordnung (7) erzeugte Spulenspannung (uS) als eine Indikatorgröße gemessen wird undwobei das erste Intervall (Δt1) und/oder der erste Sollstromverlauf (iSoll,1) unter Verwendung der Indikatorgröße bestimmt werden bzw. wird,dadurch gekennzeichnet,dass eine Bewertungsgröße gebildet wird, indem mindestens ein erster Messwert und ein zweiter Messwert der Indikatorgröße gemessen werden, der Mittelwert gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird unddass das erste Intervall (Δt1) und/oder der erste Sollstromverlauf (iSoll,1) unter Verwendung der Bewertungsgröße bestimmt werden bzw. wird.

Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum Einstellen einer konstanten Magnetfeldstärke eines Magnetfelds innerhalb eines Kommutierungsintervalls bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät mit einem Messrohr und einem Elektromagneten zur Erzeugung des Magnetfelds. Dabei weist der Elektromagnet einen Stromregler und eine Spulenanordnung auf, erzeugt der Stromregler einen Spulenstrom und bewirkt der erzeugte Spulenstrom in der Spulenanordnung das Magnetfeld. Der Spulenstrom wird im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls kommutiert und der Elektromagnet erzeugt, wenn ein konstanter Sollstrom dem Stromregler vorgegeben wird, eingeschwungen die konstante Magnetfeldstärke.
Weiterhin werden innerhalb des Kommutierungsintervalls ein erstes Intervall mit einem Anfangszeitpunkt und einem Endzeitpunkt und ein zweites Intervall mit einem Anfangszeitpunkt und einem Endzeitpunkt angeordnet. Für das erste Intervall wird ein erster Sollstromverlauf bestimmt, wobei der erste Sollstromverlauf um einen Differenzstromverlauf vom konstanten Sollstrom derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf gegenüber dem konstanten Sollstrom eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke hin zur konstanten Magnetfeldstärke bewirkt. Für das zweite Intervall wird ein zweiter Sollstromverlauf bestimmt, indem dem zweiten Sollstromverlauf der konstante Sollstrom zugewiesen wird. Dem Stromregler wird dann im ersten Intervall der erste Sollstromverlauf und im zweiten Intervall der zweite Sollstromverlauf vorgegeben.
Darüber hinaus wird die Magnetfeldstärke oder eine durch eine Strömung eines Mediums im Messrohr im Medium durch das Magnetfeld induzierte Induktionsspannung oder der Spulenstrom oder eine vom Spulenstrom in der Spulenanordnung erzeugte Spulenspannung als eine Indikatorgröße gemessen und das erste Intervall und/oder der erste Sollstromverlauf werden bzw. wird unter Verwendung der Indikatorgröße bestimmt.
Die Erfindung betrifft zum anderen ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit einem Messrohr, einem Elektromagneten zur Erzeugung eines Magnetfelds und einer Steuerungseinrichtung. Dabei weist der Elektromagnet einen Stromregler und eine Spulenanordnung auf, erzeugt der Stromregler einen Spulenstrom und bewirkt der erzeugte Spulenstrom in der Spulenanordnung das Magnetfeld. Der Elektromagnet kommutiert den Spulenstrom im zeitlichen Abstand eines Kommutierungsintervalls und der Elektromagnet erzeugt, wenn die Steuerungseinrichtung dem Stromregler einen konstanten Sollstrom vorgibt, eingeschwungen eine konstante Magnetfeldstärke des Magnetfelds.
Weiterhin stellt die Steuerungseinrichtung die konstante Magnetfeldstärke des Magnetfelds innerhalb des Kommutierungsintervalls ein, indem die Steuerungseinrichtung innerhalb des Kommutierungsintervalls ein erstes Intervall mit einem Anfangszeitpunkt und einem Endzeitpunkt und ein zweites Intervall mit einem Anfangszeitpunkt und einem Endzeitpunkt anordnet, indem die Steuerungseinrichtung für das erste Intervall einen ersten Sollstromverlauf bestimmt, wobei der erste Sollstromverlauf um einen Differenzstromverlauf vom konstanten Sollstrom derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf gegenüber dem konstanten Sollstrom eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke hin zur konstanten Magnetfeldstärke bewirkt, indem die Steuerungseinrichtung für das zweite Intervall einen zweiten Sollstromverlauf bestimmt, wobei die Steuerungseinrichtung dem zweiten Sollstromverlauf den konstanten Sollstrom zuweist und indem die Steuerungseinrichtung dem Stromregler im ersten Intervall den ersten Sollstromverlauf und im zweiten Intervall den zweiten Sollstromverlauf vorgibt.
Darüber ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, die Magnetfeldstärke oder eine durch eine Strömung eines Mediums im Messrohr im Medium durch das Magnetfeld induzierte Induktionsspannung oder den Spulenstrom oder eine vom Spulenstrom in der Spulenanordnung erzeugte Spulenspannung als eine Indikatorgröße zu messen und das erste Intervall und/oder der erste Sollstromverlauf unter Verwendung der Indikatorgröße zu bestimmen.
Ein gattungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät misst den Durchfluss eines Mediums durch das Messrohr. Dazu ist der Elektromagnet derart eingerichtet, dass das von ihm erzeugte Magnetfeld das im Messrohr befindliche Medium zumindest teilweise durchsetzt und eine Strömung des Mediums im Messrohr eine Induktionsspannung in dem Medium induziert. Die Induktionsspannung ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr und aus der Strömungsgeschwindigkeit wird zum Beispiel unter Verwendung einer Innenquerschnittsfläche des Messrohrs der Volumendurchfluss des Mediums durch das Messrohr oder unter zusätzlicher Verwendung der Dichte des Mediums der Massedurchfluss des Mediums durch das Messrohr bestimmt. Der Durchfluss des Mediums durch das Messrohr bezieht sich demnach sowohl auf den Massedurchfluss als auch auf den Volumendurchfluss des Mediums durch das Messrohr.
Die Induktionsspannung wird mit mindestens einer Messelektrode abgegriffen, wobei die mindestens eine Messelektrode entweder in galvanischem Kontakt oder in kapazitivem Kontakt mit dem Medium im Messrohr ist. Wird die Induktionsspannung mit nur einer Messelektrode abgegriffen, so erfolgt die Messung in Bezug auf ein Bezugspotential, das zum Beispiel das Massepotential ist. Wird die Induktionsspannung mit mindestens zwei Messelektroden gemessen, sind für gewöhnlich die mindestens zwei Messelektroden im galvanischen oder kapazitiven Kontakt mit dem Medium im Messrohr.
Der Stromregler weist eine einzige gesteuerte Stromquelle, die den Spulenstrom erzeugt, und einen Regelkreis auf. Die Funktion des Regelkreises wird durch eine Führungsgröße, eine Regelgröße und eine Stellgröße beschrieben. Die Stellgröße steuert die gesteuerte Stromquelle, die Regelgröße ist der von der gesteuerten Stromquelle aufgrund der Stellgröße erzeugte Spulenstrom und die Führungsgröße ist der dem Stromregler vorgegebene Sollstrom. Der Stromregler nimmt einen Unterschied zwischen dem Sollstrom und dem erzeugten Spulenstrom als eine Regelabweichung an und minimiert die Regelabweichung. Der Regelkreis weist zur Minimierung der Regelabweichung zum Beispiel proportionales oder integrales oder differentiales Regelverhalten oder auch eine beliebige Kombination der genannten Regelverhalten auf. Ein Regelkreis zum Beispiel mit proportionalem und integralen Regelverhalten wird als PI-Regelkreis und ein Regelkreis mit proportionalem, integralen und differentialen Regelverhalten als PID-Regelkreis bezeichnet.
Die Kommutierung des Spulenstroms im zeitlichen Abstand des durch einen Anfangszeitpunkt und einen Endzeitpunkt bestimmten Kommutierungsintervalls bewirkt eine Umkehr der Richtung des Spulenstroms durch die Spulenanordnung im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls. Demzufolge wird auch die Richtung des Magnetfelds im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls umgekehrt. Ein derartiges Magnetfeld wird auch als geschaltetes Gleichmagnetfeld bezeichnet. Das geschaltete Gleichmagnetfeld bewirkt, dass sich auch die Richtung der Induktionsspannung im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls umkehrt. Dadurch werden Störspannungen, insbesondere Störgleichspannungen und Störwechselspannungen, die durch die Versorgung des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts an einer Wechselstromquelle erzeugt werden, eliminiert.
Die Spulenanordnung weist für gewöhnlich ein Joch aus einem Material mit einem geringeren magnetischen Widerstand als die Umgebung zur Führung des Magnetfelds im Joch und eine Spule zur Erzeugung des Magnetfelds auf.
Da der Durchfluss des Mediums durch das Messrohr aus der in das Medium durch das Magnetfeld induzierten Induktionsspannung bestimmt wird und die Induktionsspannung proportional sowohl zur Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr als auch zur Magnetfeldstärke im Medium ist, muss die Magnetfeldstärke im Medium während einer Messung der Induktionsspannung konstant sein. Die Induktionsspannung wird dann als konstant angesehen, wenn die Beeinträchtigung der Messgenauigkeit des Durchflusses durch die Schwankungen der Induktionsspannung als vertretbar angesehen wird. Die Zeitdauer vom Anfang des Kommutierungsintervalls bis zur konstanten Magnetfeldstärke wird als Einschwingzeit bezeichnet. Ist die Magnetfeldstärke während einer Messung der Induktionsspannung nicht konstant, ist der bestimmte Durchfluss mit einem Fehler behaftet. Demnach kann eine Messung der Induktionsspannung erst dann erfolgen, wenn dem Stromregler der konstante Sollstrom vorgegeben wird und der Elektromagnet auf die konstante Magnetfeldstärke eingeschwungen ist. Das Kommutierungsintervall muss mindestens so lang sein wie die Einschwingzeit.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte bekannt, bei denen die konstante Magnetfeldstärke eingestellt wird, indem dem Stromregler im Kommutierungsintervall ein konstanter Sollstrom vorgegeben wird.
Die Messgenauigkeit des Durchflusses kann durch eine Verkürzung des Kommutierungsintervalls vergrößert werden. Insbesondere kann durch eine Verkürzung des Kommutierungsintervalls die Messgenauigkeit bei durch das Messrohr strömenden Medien vergrößert werden, deren Durchfluss im Verhältnis zu dem Kommutierungsintervall kurzfristigen Schwankungen unterliegt. Einer Verkürzung des Kommutierungsintervalls steht jedoch die Einschwingzeit entgegen, die der Elektromagnet zum Einschwingen benötigt, um eine konstante Magnetfeldstärke zu erzeugen.
Die DE 10 2012 105 716 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Spulenstroms durch eine Spulenanordnung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts und ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit einer Schaltung zur Steuerung des Spulenstroms gemäß dem Verfahren. Gemäß dem Verfahren wird in einem ersten Intervall eine erste Spannung an die Spulenanordnung gelegt und in einem zweiten Intervall eine zweite Spannung an die Spulenanordnung gelegt, wobei die erste Spannung größer als die zweite Spannung ist. Dabei wird der Spulenstrom als eine Indikatorgröße gemessen und das erste Intervall unter Verwendung der Indikatorgröße bestimmt.
Die US 2003/0005778 A1 beschreibt ein Verfahren für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zur Ausführung des Verfahrens, wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät ein Messrohr und einen Elektromagneten mit einer ersten und einer zweiten Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist. Gemäß dem Verfahren wird ein signifikant asymmetrisches Magnetfeld erzeugt, so dass ein Durchflussprofil eines durch das Messrohr strömenden Mediums dargestellt werden kann. Das asymmetrische Magnetfeld wird dabei durch in Intervallen unterschiedliche Ströme in der ersten und der zweiten Spule erzeugt, wobei die von den Spulen erzeugten Magnetfelder in Intervallen gegeneinander gerichtet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen der konstanten Magnetfeldstärke des Magnetfelds bei einem magnetisch induktiven Durchflussmessgerät sowie ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät anzugeben, bei dem die Einschwingzeit im Vergleich zum Stand der Technik verkürzt ist.
Die Erfindung bezieht sich gemäß einer ersten Lehre auf ein Verfahren zum Einstellen der konstanten Magnetfeldstärke des Magnetfelds, bei dem die hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zunächst im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewertungsgröße gebildet wird, indem mindestens ein erster Messwert und ein zweiter Messwert der Indikatorgröße gemessen werden, der Mittelwert gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird und dass das erste Intervall und/oder der erste Sollstromverlauf unter Verwendung der Bewertungsgröße bestimmt werden bzw. wird. Der Mittelwert ist dabei der arithmetische Mittelwert aus dem mindestens ersten Messwert und dem zweiten Messwert. Die Qualität der Indikatorgröße steigt mit der Anzahl der Messwerte, wobei eine Anzahl von ca. tausend Messwerten einen guten Kompromiss zwischen Aufwand der Mittelwertbildung und Qualität der Indikatorgröße darstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren den Vorteil, dass die Einschwingzeit zum Einstellen der konstanten Magnetfeldstärke des Magnetfelds verkürzt ist. Dadurch ist es möglich, das Kommutierungsintervall zu verkürzen, wodurch die Messgenauigkeit insbesondere bei durch das Messrohr strömenden Medien verbessert ist, deren Durchfluss kurzfristigen Schwankungen unterliegt.
Ein Regler wie der Stromregler führt die Regelgröße der Führungsgröße durch die Minimierung der Regelabweichung nach. Das Nachführen der Regelgröße kann dabei höchstens mit einer dem Regler immanenten maximalen Änderungsrate der Regelgröße erfolgen. Die maximale Änderungsrate der Regelgröße ist dem Regler durch seine Ausgestaltung, insbesondere durch sein Regelverhalten, immanent. Die maximale Änderungsrate wird im Englischen als „slew rate“ bezeichnet. Wenn die Führungsgröße größer ist als die Führungsgröße, die zum Erreichen der maximalen Änderungsrate der Regelgröße notwendig ist, wird der Regler übersteuert. Um die Einschwingzeit weiter zu verkürzen ist deshalb in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der erste Sollstromverlauf derart bestimmt wird, dass der Stromregler durch den ersten Sollstromverlauf an einem Anfang des ersten Intervalls übersteuert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Intervall derart bestimmt wird, dass es kürzer als eine Einschwingzeitkonstante des Magnetfelds ist. Die Einschwingzeitkonstante des Magnetfelds beschreibt die zeitliche Veränderung der Magnetfeldstärke als Reaktion auf eine sprungförmige Veränderung des Spulenstroms. Die Einschwingzeitkonstante beschreibt demnach die Sprungantwort der Spulenanordnung.
Der erste Sollstromverlauf kann über der Zeit des ersten Intervalls grundsätzlich einen beliebigen Verlauf aufweisen, also eine Funktion der Zeit sein. In einer besonders einfach umzusetzenden Ausgestaltung des Verfahrens ist jedoch vorgesehen, dass der erste Sollstromverlauf derart bestimmt wird, dass er konstant ist. Auch mit dem über der Zeit konstanten ersten Sollstromverlauf wird die Einschwingzeit verkürzt.
In einer weiteren einfach umzusetzenden Ausgestaltung des Verfahrens ist bei Anordnung des ersten Intervalls und des zweiten Intervalls innerhalb des Kommutierungsintervalls vorgesehen, dass als der Anfangszeitpunkt des ersten Intervalls der Anfangszeitpunkt des Kommutierungsintervalls, dass als der Endzeitpunkt des ersten Intervalls der Anfangszeitpunkt des zweiten Intervalls und dass als der Endzeitpunkt des zweiten Intervalls der Endzeitpunkt des Kommutierungsintervalls angenommen wird.
In einer weiteren einfach umzusetzenden Ausgestaltung des Verfahrens ist bei der Anordnung des ersten Intervalls und des zweiten Intervalls vorgesehen, dass der Spulenstrom gemessen wird, das ein Zeitpunkt bestimmt wird, in dem der gemessene Spulenstrom dem ersten Sollstromverlauf oder den zweiten Sollstromverlauf erreicht hat und dass als der Endzeitpunkt des ersten Intervalls und als der Anfangszeitpunkt des zweiten Intervalls der bestimmte Zeitpunkt angenommen wird. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Ausgestaltung wird diese Ausgestaltung mit der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kombiniert. Durch die Kombination der Ausgestaltungen werden das erste Intervall und das zweiter Intervall auf besonders einfache Weise bestimmt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgesehen, dass der erste Sollstromverlauf derart bestimmt wird, dass der Betrag des Differenzstromverlaufs maximal 15 % des Betrags des konstanten Sollstroms beträgt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft in Verbindung mit einem konstanten ersten Sollstromverlauf, da die Umsetzung des Verfahrens für gewöhnlich keine Veränderungen an dem Stromregler erfordert aber eine deutliche Verkürzung der Einschwingzeit bewirkt.
Die Bestimmung des ersten Intervalls und/oder des ersten Sollstromverlaufs kann gemäß verschiedener Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen.
In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Indikatorgröße in einem dritten Intervall innerhalb des zweiten Intervalls gemessen wird. Der Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Elektromagnet dann eingeschwungen ist und die konstante Magnetfeldstärke erzeugt, wenn auch die gemessene Indikatorgröße konstant ist. Die Messung der Induktionsspannung, aus der dann der Durchfluss bestimmt wird, erfolgt vorzugsweise auch innerhalb des dritten Intervalls.
In einer zweiten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Trendgröße bestimmt wird, indem die Bewertungsgröße im zweiten Intervall des Kommutierungsintervalls und im zweiten Intervall mindestens eines weiteren Kommutierungsintervalls bestimmt wird und die Veränderung der Bewertungsgröße bestimmt wird und dass das erste Intervall und/oder der erste Sollstromverlauf unter Verwendung der Trendgröße bestimmt werden bzw. wird. Die Trendgröße kann weitergebildet werden, in dem mit ihr ein gleitender Mittelwert gebildet wird und dieser zur Bestimmung des ersten Intervalls und/oder des ersten Sollstromverlaufs verwendet wird.
Es ist erkannt worden, dass eine Berücksichtigung einer Temperatur des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts bei der Bestimmung des ersten Intervalls und/oder des ersten Sollstromintervalls die Messgenauigkeit des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts verbessert. Deshalb ist in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass eine Temperatur am magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät gemessen wird und dass die gemessene Temperatur bei der Bestimmung des ersten Intervalls und/oder des ersten Sollstromintervalls verwendet wird. In einer Weiterbildung der Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Temperatur der Spulenanordnung und/oder des Mediums und/oder eine Prozesstemperatur gemessen wird. Insbesondere ist die Temperatur der Spulenanordnung von Bedeutung, da die Temperatur der Spulenanordnung unmittelbar Einfluss auf den Widerstand und die Induktivität der Spulenanordnung hat.
Die Erfindung bezieht sich gemäß einer zweiten Lehre auf ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, bei dem die hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist. Das erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessgerät ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewertungsgröße zu bilden, indem mindestens ein erster Messwert und ein zweiter Messwert der Indikatorgröße gemessen werden, der Mittelwert gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird, und das erste Intervall und/oder der erste Sollstromverlauf unter Verwendung der Bewertungsgröße zu bestimmen.
In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts ist vorgesehen, dass der Elektromagnet eine Kommutierungseinrichtung aufweist und die Kommutierungseinrichtung den Spulenstrom kommutiert. Bei der Kommutierungseinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine H-Brückenschaltung, in der vier Schalter derart angeordnet sind und von dem Elektromagneten derart betätigt werden, dass die Richtung des Spulenstroms durch die Spulenanordnung im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls umgekehrt wird. In einer alternativen Ausgestaltung erzeugt der Stromregler selbst den kommutierten Spulenstrom, wodurch eine separate Kommutierungseinrichtung überflüssig ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung zur Ausführung eines der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet ist.
Die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren geltend entsprechend auch für das erfindungsgemäße kernmagnetische Durchflussmessgerät und umgekehrt.
Im Einzelnen ist eine Vielzahl von Möglichkeiten gegeben, das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 13 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts,
2a einen schematisch dargestellten Sollstromverlauf über der Zeit,
2b einen schematisch dargestellten gemessenen kommutierten Spulenstrom über der Zeit,
2c eine schematisch dargestellte gemessene Spulenspannung über der Zeit und
2d eine schematisch dargestellte magnetische Feldstärke eines Magnetfelds über der Zeit.

1 zeigt das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 1 im Betrieb. Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 1 weist das Messrohr 2, den Elektromagneten 3 zur Erzeugung des Magnetfelds 4 und die Steuerungseinrichtung 5 auf. Das Messrohr 2 ist in einer geschnittenen Aufsicht dargestellt. Der Elektromagnet 3 weist wiederum den Stromregler 6, die Spulenanordnung 7 und die Kommutierungseinrichtung 8 auf.
Der Stromregler 6 in diesem Ausführungsbeispiel ist ein analoger Stromregler und weist eine einzige gesteuerte Stromquelle, die den Spulenstrom i_s erzeugt, und einen Regelkreis auf. Die Funktion des Regelkreises wird durch eine Führungsgröße, eine Regelgröße und eine Stellgröße beschrieben. Die Stellgröße steuert die gesteuerte Stromquelle, die Regelgröße ist der von der gesteuerten Stromquelle aufgrund der Stellgröße erzeugte Spulenstrom i_s und die Führungsgröße ist der dem Stromregler 6 vorgegebene Sollstrom, siehe 2a. Der Sollstrom wird dem Stromregler 6 von der Steuerungseinrichtung 5 vorgegeben. Die Steuerungseinrichtung 5 generiert dazu das den Sollstrom beschreibende Signal mit einem Mikrocontroller und einem Digital-Analog-Umsetzer und überträgt das Signal dann über den ersten Signalpfad 9 zu dem Stromregler 6.
Der Stromregler 6 nimmt einen Unterschied zwischen dem vorgegebenen Sollstrom und dem erzeugten Spulenstrom i_s als eine Regelabweichung an und minimiert die Regelabweichung, wodurch die Regelgröße der Führungsgröße nachgeführt wird. Das Nachführen der Regelgröße kann dabei höchstens mit der dem Stromregler 6 immanenten maximalen Änderungsrate der Regelgröße erfolgen. Die maximale Änderungsrate der Regelgröße ist dem Stromregler 6 durch sein Regelverhalten immanent. Der Regelkreis weist zur Minimierung der Regelabweichung in diesem Ausführungsbeispiel sowohl proportionales als auch integrales als auch differentiales Regelverhalten auf. Demnach handelt es sich bei dem Stromregler 6 um einen PID-Stromregler. Wenn die Führungsgröße größer ist als die Führungsgröße, die zum Erreichen der maximalen Änderungsrate der Regelgröße notwendig ist, wird der Stromregler übersteuert.
Die Kommutierungseinrichtung 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine H-Brückenschaltung mit vier Schaltern auf, die derart angeordnet sind und betrieben werden, dass der Spulenstrom i_s im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls Δt_K kommutiert wird, so dass sich der kommutierte Spulenstrom i_S,k ergibt, siehe 2b. Der kommutierte Spulenstrom i_S,k unterscheidet sich von dem Spulenstrom i_s ausschließlich dadurch, dass der kommutierte Spulenstrom i_S,k im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls Δt_K seine Richtung umkehrt. Der kommutierte Spulenstrom i_S,k bewirkt die Spulenspannung u_s, siehe 2c und die Magnetfeldstärke H, siehe 2d. Die Spulenspannung u_s ist ohne einen durch einen ohmschen Widerstand der Spule 10 verursachte Spannungsanteil dargestellt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel erzeugt die einzige Stromquelle den kommutierten Spulenstrom i_S,k direkt.
Die Spulenanordnung 7 weist die Spule 10 und das Joch 11 auf. Die Spule 10 ist in einem Abschnitt des Jochs 11 um das Joch 11 gewickelt und das Joch 11 besteht aus einem Material mit einem geringen magnetischen Widerstand, so dass das von dem kommutierten Spulenstrom i_S,k in der Spule 10 erzeugte Magnetfeld 4 sich vorzugsweise im Joch 11 ausbreitet. Das Joch 11 ist derart ausgestaltet, dass es einen magnetischen Kreis mit einem Luftspalt bildet, wobei im Luftspalt das Messrohr 2 angeordnet ist. In 1 ist nur das Magnetfeld 4 im Luftspalt schematisch dargestellt. Das Magnetfeld 4 durchsetzt das Messrohr 2 und das durch das Messrohr strömende Medium 12 zumindest teilweise. Dabei ist die Richtung des Magnetfelds 4 senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums 12, wodurch in das Medium 12 ein Potentialverlauf induziert wird, dessen Richtung sowohl senkrecht zur Richtung des Magnetfelds 4 als auch senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums 12 ausgerichtet ist.
Die Wand des Messrohrs 2 besteht aus einem Material, welches für Magnetfelder transparent ist, also das Magnetfeld 4 nicht beeinflusst. In der Wand des Messrohrs 2 sind gegenüberliegend zwei Ausnehmungen, wobei in der einen Ausnehmung die erste Messelektrode 13 und in der anderen Ausnehmung die zweite Messelektrode 14 angeordnet ist. Die erste Messelektrode 13 und die zweite Messelektrode 14 sind im galvanischen Kontakt mit dem Medium 12. Zwischen der ersten Messelektrode 13 und der zweiten Messelektrode 14 liegt die durch den Potentialverlauf im Medium 12 verursachte Induktionsspannung u_I an. Die Steuerungseinrichtung 5 misst die Induktionsspannung u_I über den zweiten Signalpfad 15 und den dritten Signalpfad 16.
Die Steuerungseinrichtung 5 misst neben der Induktionsspannung u_I auch noch über den vierten Signalpfad 17 den kommutierten Spulenstrom i_S,k und über den fünften Signalpfad 18 und den sechsten Signalpfad 19 die Spulenspannung u_S.
Der Elektromagnet 3 erzeugt, wenn die Steuerungseinrichtung 5 dem Stromregler 6 über den ersten Signalpfad 9 den konstanten Sollstrom i_Soll,konst vorgibt, eingeschwungen die konstante Magnetfeldstärke H_konst . Das Einschwingen des Magnetfelds bedeutet, dass in dem Zeitpunkt, ab dem der konstante Sollstrom i_soll,konst durch die Spule 10 fließt, noch nicht die konstante Magnetfeldstärke H_konst im Medium 12 vorhanden ist. Das Einschwingen des Magnetfelds 4 wird im Wesentlichen durch Materialeigenschaften des Jochs 11 verursacht. Es ist erkannt worden, dass diese Materialeigenschaften den Materialeigenschaften ähnlich sind, die bei ferromagnetischen Materialien Hysterese verursachen.
Die Steuerungseinrichtung 5 stellt in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 mit dem Anfangszeitpunkt t_K,1,A und dem Endzeitpunkt t_K,1,E die konstante Magnetfeldstärke H_konst und innerhalb des zweiten Kommutierungsintervalls Δt_K,2 mit dem Anfangszeitpunkt t_K,2,A und dem Endzeitpunkt t_K,2,E die konstante Magnetfeldstärke -H_konst durch Ausführung des Verfahrens ein, das im Folgenden in Verbindung mit den 2a bis 2d beschrieben wird.
In den 2a bis 2d sind das erste Kommutierungsintervall Δt_K,1 und das zweite Kommutierungsintervall Δt_K,2 vollständig dargestellt, wobei der Endzeitpunkt t_K,1,E des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 mit dem Anfangszeitpunkt t_K,2,A des zweiten Kommutierungsintervalls Δt_K,2 zusammenfällt. Sie unterscheiden sich dadurch voneinander, dass der Spulenstrom i_s während des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 in einer Richtung durch die Spule 10 fließt und der Spulenstrom i_s während des zweiten Kommutierungsintervalls Δt_K,2 in umgekehrter Richtung durch die Spule 10 fließt. Die Kommutierung des Spulenstrom i_s erfolgt durch die Kommutierungseinrichtung 8. Im Folgenden wird nur auf das erste Kommutierungsintervall Δt_K,1 Bezug genommen. Die Ausführungen für das erste Kommutierungsintervall Δt_K,1 gelten auch für zweite Kommutierungsintervall Δt_K,2 und sowohl für die dem ersten Kommutierungsintervall Δt_K,1 vorangehenden als auch für die dem zweiten Kommutierungsintervall At_K,2 nachfolgenden Kommutierungsintervalle.
In einem ersten Schritt des Verfahrens ordnet die Steuerungseinrichtung 5 innerhalb des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 das erste Intervall Δt₁ mit dem Anfangszeitpunkt t_1,A und dem Endzeitpunkt t_1,E und das zweite Intervall Δt₂ mit dem Anfangszeitpunkt t_2,A und einem Endzeitpunkt t_2,E an. In diesem Ausführungsbeispiel fallen der Anfangszeitpunkt t_1,A des ersten Intervalls Δt₁ mit dem Anfangszeitpunkt t_K,1,A des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 , der Endzeitpunkt t_1,E des ersten Intervalls Δt₁ mit dem Anfangszeitpunkt t_2,A des zweiten Intervalls Δt₂ und der Endzeitpunkt t_2,E des zweiten Intervalls Δt₂ mit dem Endzeitpunkt t_K,1,E des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 zusammen.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens bestimmt die Steuerungseinrichtung 5 für das erste Intervall Δt₁ den ersten Sollstromverlauf i_Soll,1 , wobei der erste Sollstromverlauf i_Soll,1 um den Differenzstromverlauf Δi_Soll vom konstanten Sollstrom i_Soll,konst derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf Δi_Soll gegenüber dem konstanten Sollstrom i_soll,konst eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke H hin zur konstanten Magnetfeldstärke H_konst bewirkt. Der erste Sollstromverlauf i_Soll,1 ist in diesem Ausführungsbeispiel im gesamten ersten Intervall Δt₁ konstant. Der Betrag des ersten Sollstromverlaufs i_Soll,1 ist um den Betrag des Differenzstromverlaufs Δi_Soll größer als der Betrag des konstanten Sollstroms i_Soll,konst. Durch den größeren Betrag des ersten Sollstromverlaufs i_Soll,1 gegenüber dem Betrag des konstanten Sollstroms i_soll,konst wird die höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke H hin zur konstanten Magnetfeldstärke H_konst bewirkt. Die Zeitdauer vom Anfangszeitpunkt t_K,1,A des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 bis zur konstanten Magnetfeldstärke H_konst wird als Einschwingzeit bezeichnet. Durch die höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke H wird die Einschwingzeit verkürzt. Darüber hinaus bewirkt der erste Sollstromverlauf i_Soll,1 am Anfang Δt_1,A des ersten Intervalls Δt₁ , dass der Stromregler 6 übersteuert wird, wodurch die Einschwingzeit weiter verkürzt wird.
Die Steuerungseinrichtung 5 bestimmt im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Endzeitpunkt t_1,A des ersten Intervalls Δt₁ , indem die Steuerungseinrichtung 5 den kommutierten Spulenstrom i_S,k über den vierten Signalpfad 17 misst, den Zeitpunkt bestimmt, in dem der gemessene kommutierte Spulenstrom i_S,k den konstanten Sollstrom i_Soll,konst erreicht und diesen Zeitpunkt als Endzeitpunkt t_1,E des ersten Intervalls Δt₁ annimmt. Dadurch, dass zum einen der Anfangszeitpunkt t_1,A des ersten Intervalls Δt₁ mit dem Anfangszeitpunkt t_K,1,A des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 und der Endzeitpunkt t_2,E des zweiten Intervalls Δt₂ mit dem Endzeitpunkt des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 zusammenfallen und dass zum anderen der Endzeitpunkt t_1,E des ersten Intervalls Δt₁ und der Anfangszeitpunkt t_2,A des zweiten Intervalls Δt₂ mit dem Zeitpunkt zusammenfallen, in dem der kommutierte Spulenstrom i_S,k den konstanten Sollstrom i_Soll,konst erreicht hat, sind sowohl das erste Intervall Δt₁ als auch das zweite Intervall Δt₂ vollständig bestimmt.
In einem dritten Schritt des Verfahrens bestimmt die Steuerungseinrichtung 5 für das zweite Intervall Δt₂ den zweiten Sollstromverlauf i_Soll,2 , indem die Steuerungseinrichtung 5 dem zweiten Sollstromverlauf i_Soll,2 den konstanten Sollstrom i_soll,konst zuweist.
In einem vierten Schritt des Verfahrens gibt die Steuerungseinrichtung 5 dem Stromregler 6 im ersten Intervall Δt₁ den ersten Sollstromverlauf i_Soll,1 und im zweiten Intervall Δt₂ den zweiten Sollstromverlauf i_Soll,2 vor.
Zusätzlich führt die Steuerungseinheit 5 in diesem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur adaptiven Anpassung des Betrags des ersten Sollstromverlaufs i_Soll,1 aus. Das Verfahren umfasst die Bestimmung einer Bewertungsgröße in mindestens dem ersten Kommutierungsintervall Δt_K,1 und dem zweiten Kommutierungsintervall Δt_K,1 . Die Bestimmung der Bewertungsgröße ist für alle Kommutierungsintervalle gleich, weshalb sie im Folgenden nur für das erste Kommutierungsintervall beschrieben wird.
Die Steuerungseinrichtung 5 misst zunächst die durch den kommutierten Spulenstrom i_S,k , siehe 2b, in der Spule 10 verursachte Spulenspannung u_s , siehe 2c, über den fünften Signalpfad 18 und den sechsten Signalpfad 19 in dem dritten Intervall Δt₃ , das innerhalb des zweiten Intervalls Δt₂ angeordnet ist, als eine Indikatorgröße. Der Annahme der Spulenspannung \u_s als Indikatorgröße liegt die Erkenntnis zugrunde, dass, wenn sowohl der kommutierte Spulenstrom i_S,k als auch die Magnetfeldstärke H, siehe 2d, konstant sind, auch die Spulenspannung u_s konstant ist. Wenn zwar der kommutierte Spulenstrom i_S,k konstant ist, aber nicht die Magnetfeldstärke H konstant ist, ist auch nicht die Spulenspannung u_s konstant und der zeitliche Verlauf der Spulenspannung u_s enthält Informationen über den zeitlichen Verlauf der Magnetfeldstärke H. Die Steuerungseinrichtung 5 bildet dann aus der Indikatorgröße die Bewertungsgröße, indem in diesem Ausführungsbeispiel eintausend Messwerte der Indikatorgröße gemessen werden, der arithmetische Mittelwert über die tausend Messwerte gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird.
Die Steuerungseinrichtung 5 bestimmt dann aus der Bewertungsgröße mindestens des ersten Kommutierungsintervalls Δt_K,1 und des zweiten Kommutierungsintervalls Δt_K,2 eine Trendgröße, indem eine Veränderung der Bewertungsgröße über die Kommutierungsintervalle bestimmt wird. Unter Verwendung der Trendgröße wird der Betrag des ersten Sollstromverlaufs i_Soll,1 adaptiv angepasst.
Bezugszeichenliste

1: Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät
2: Messrohr
3: Elektromagnet
4: Magnetfeld
5: Steuerungseinrichtung
6: Stromregler
7: Spulenanordnung
8: Kommutierungseinrichtung
9: Erster Signalpfad
10: Spule
11: Joch
12: Medium
13: Erste Messelektrode
14: Zweite Messelektrode
15: Zweiter Signalpfad
16: Dritter Signalpfad
17: Vierter Signalpfad
18: Fünfter Signalpfad
19: Sechster Signalpfad
H: Magnetfeldstärke
Hkonst: Konstante Magnetfeldstärke
i: Strom
iS: Spulenstrom
iS,k: Kommutierter Spulenstrom
isoll,konst: Konstanter Sollstrom
iSoll,1: Erster Sollstromverlauf
iSoll,2: Zweiter Sollstromverlauf
ΔiSoll: Differenzstromverlauf
us: Spulenspannung
uS,konst: Konstante Spulenspannung
uI: Induktionsspannung
t: Zeit
ΔtK,1: Erstes Kommutierungsintervall
tK,1,A: Anfang des ersten Kommutierungsintervalls
tK,1,E: Ende des ersten Kommutierungsintervalls
ΔtK,2: Zweites Kommutierungsintervall
tK,2,A: Anfang des zweiten Kommutierungsintervalls
tK,2,E: Ende des zweiten Kommutierungsintervalls
Δt1: Erstes Intervall
Δt1,A: Anfang des ersten Intervalls
t1,A: Anfangszeitpunkt des ersten Intervalls
t1,E: Endzeitpunkt des ersten Intervalls
Δt2: Zweites Intervall
t2,A: Anfangszeitpunkt des zweiten Intervalls
t2,E: Endzeitpunkt des zweiten Intervalls
Δt3: Drittes Intervall

Claims

Verfahren zum Einstellen einer konstanten Magnetfeldstärke (H_konst) eines Magnetfelds (4) innerhalb eines Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät (1) mit einem Messrohr (2) und einem Elektromagneten (3) zur Erzeugung des Magnetfelds (4), wobei der Elektromagnet (3) einen Stromregler (6) und eine Spulenanordnung (7) aufweist, der Stromregler (6) einen Spulenstrom (i_s) erzeugt und der erzeugte Spulenstrom (i_s) in der Spulenanordnung (7) das Magnetfeld (4) bewirkt, wobei der Spulenstrom (i_s) im zeitlichen Abstand des Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) kommutiert wird, wobei der Elektromagnet (3), wenn ein konstanter Sollstrom (i_Soll,konst) dem Stromregler (6) vorgegeben wird, eingeschwungen die konstante Magnetfeldstärke (H_konst) erzeugt, wobei innerhalb des Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) ein erstes Intervall (Δt₁) mit einem Anfangszeitpunkt (t_1,A) und einem Endzeitpunkt (t_1,E) und ein zweites Intervall (Δt₂) mit einem Anfangszeitpunkt (t_2,A) und einem Endzeitpunkt (t_2,E) angeordnet werden, wobei für das erste Intervall (Δt₁) ein erster Sollstromverlauf (i_Soll,1) bestimmt wird, wobei der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) um einen Differenzstromverlauf (Δi_Soll) vom konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf (Δi_Soll) gegenüber dem konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke hin zur konstanten Magnetfeldstärke (H_konst) bewirkt, wobei für das zweite Intervall (Δt₂) ein zweiter Sollstromverlauf (i_Soll,2) bestimmt wird, indem dem zweiten Sollstromverlauf (i_Soll,2) der konstante Sollstrom (i_Soll,konst) zugewiesen wird, wobei dem Stromregler (6) im ersten Intervall (Δt₁) der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) und im zweiten Intervall (Δt₂) der zweite Sollstromverlauf (i_Soll,2) vorgegeben wird, wobei die Magnetfeldstärke (H) oder eine durch eine Strömung eines Mediums (12) im Messrohr (2) im Medium (12) durch das Magnetfeld (4) induzierte Induktionsspannung (u_I) oder der Spulenstrom (i_s) oder eine vom Spulenstrom (i_s) in der Spulenanordnung (7) erzeugte Spulenspannung (u_S) als eine Indikatorgröße gemessen wird und wobei das erste Intervall (Δt₁) und/oder der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) unter Verwendung der Indikatorgröße bestimmt werden bzw. wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewertungsgröße gebildet wird, indem mindestens ein erster Messwert und ein zweiter Messwert der Indikatorgröße gemessen werden, der Mittelwert gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird und dass das erste Intervall (Δt₁) und/oder der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) unter Verwendung der Bewertungsgröße bestimmt werden bzw. wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) derart bestimmt wird, dass der Stromregler (6) durch den ersten Sollstromverlauf (i_Soll,1) an einem Anfang (Δt_1,A) des ersten Intervalls (Δt₁) übersteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Intervall (Δt₁) derart bestimmt wird, dass es kürzer als eine Einschwingzeitkonstante des Magnetfelds (4) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) derart bestimmt wird, dass er konstant ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenstrom (i_s) gemessen wird, dass ein Zeitpunkt bestimmt wird, in dem der gemessene Spulenstrom (i_s) den ersten Sollstromverlauf (i_Soll,1) oder den zweiten Sollstromverlauf (i_Soll,2) erreicht hat und dass als der Endzeitpunkt (t_1,E) des ersten Intervalls (Δt₁) und als der Anfangszeitpunkt (t_2,A) des zweiten Intervalls (Δt₂) der bestimmte Zeitpunkt angenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) derart bestimmt wird, dass der Betrag des Differenzstromverlaufs (Δi_Soll) maximal 15 % des Betrags des konstanten Sollstroms (i_Soll,konst) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorgröße in einem dritten Intervall (Δt₃) innerhalb des zweiten Intervalls (Δt₂) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trendgröße bestimmt wird, indem die Bewertungsgröße im zweiten Intervall (Δt₂) des Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) und im zweiten Intervall (Δt₂) mindestens eines weiteren Kommutierungsintervalls (Δt_K,2) bestimmt wird und die Veränderung der Bewertungsgröße bestimmt wird und dass das erste Intervall (Δt₁) und/oder der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) unter Verwendung der Trendgröße bestimmt werden bzw. wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur am magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät (1) gemessen wird und dass die gemessene Temperatur bei der Bestimmung des ersten Intervalls (Δt₁) und/oder des ersten Sollstromverlaufs (i_Soll,1) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Spulenanordnung (7) und/oder des Mediums (12) gemessen wird.
Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät (1) mit einem Messrohr (2), einem Elektromagneten (3) zur Erzeugung eines Magnetfelds (4) und einer Steuerungseinrichtung (5), wobei der Elektromagnet (3) einen Stromregler (6) und eine Spulenanordnung (7) aufweist, der Stromregler (6) einen Spulenstrom (i_s) erzeugt und der erzeugte Spulenstrom (i_s) in der Spulenanordnung (7) das Magnetfeld (4) bewirkt, wobei der Elektromagnet (3) den Spulenstrom (i_s) im zeitlichen Abstand eines Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) kommutiert und wobei der Elektromagnet (3), wenn die Steuerungseinrichtung (5) dem Stromregler (6) einen konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) vorgibt, eingeschwungen eine konstante Magnetfeldstärke (H_konst) des Magnetfelds (4) erzeugt, wobei die Steuerungseinrichtung (5) die konstante Magnetfeldstärke (H_konst) des Magnetfelds (4) innerhalb des Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) einstellt, indem die Steuerungseinrichtung (5) innerhalb des Kommutierungsintervalls (Δt_K,1) ein erstes Intervall (Δt₁) mit einem Anfangszeitpunkt (t_1,A) und einem Endzeitpunkt (t_1,E) und ein zweites Intervall (Δt₂) mit einem Anfangszeitpunkt (t_2,A) und einem Endzeitpunkt (t_2,E) anordnet, indem die Steuerungseinrichtung (5) für das erste Intervall (Δt₁) einen ersten Sollstromverlauf (i_Soll,1) bestimmt, wobei der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) um einen Differenzstromverlauf (Δi_Soll) vom konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) derart abweicht, dass der Differenzstromverlauf (Δi_Soll) gegenüber dem konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) eine höhere Änderungsrate der Magnetfeldstärke (H) hin zur konstanten Magnetfeldstärke (H_konst) bewirkt, indem die Steuerungseinrichtung (5) für das zweite Intervall (Δt₂) einen zweiten Sollstromverlauf (i_Soll,2) bestimmt, wobei die Steuerungseinrichtung (5) dem zweiten Sollstromverlauf (i_Soll,2) den konstanten Sollstrom (i_Soll,konst) zuweist und indem die Steuerungseinrichtung (5) dem Stromregler (6) im ersten Intervall (Δt₁) den ersten Sollstromverlauf (i_Soll,1) und im zweiten Intervall (Δt₂) den zweiten Sollstromverlauf (i_Soll,2) vorgibt, wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Magnetfeldstärke (H) oder eine durch eine Strömung eines Mediums (12) im Messrohr (2) im Medium (12) durch das Magnetfeld (4) induzierte Induktionsspannung (u_I) oder den Spulenstrom (i_s) oder eine vom Spulenstrom (i_s) in der Spulenanordnung (7) erzeugte Spulenspannung (u_S) als eine Indikatorgröße zu messen und das erste Intervall (Δt₁) und/oder der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) unter Verwendung der Indikatorgröße zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewertungsgröße zu bilden, indem mindestens ein erster Messwert und ein zweiter Messwert der Indikatorgröße gemessen werden, der Mittelwert gebildet wird und von dem ersten Messwert der Mittelwert subtrahiert wird, und das erste Intervall (Δt₁) und/oder der erste Sollstromverlauf (i_Soll,1) unter Verwendung der Bewertungsgröße zu bestimmen.
Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (3) eine Kommutierungseinrichtung (8) aufweist und die Kommutierungseinrichtung (8) den Spulenstrom (i_s) kommutiert.
Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (5) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.