DE102021123918A1 - Coriolis-Messanordnung mit einem Coriolis-Messgerät - Google Patents

Coriolis-Messanordnung mit einem Coriolis-Messgerät Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Coriolis-Messanordnung (1) zum Messen einer Messgröße wie beispielsweise einen Massedurchfluss oder eine Dichte zumindest eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums umfassend:zumindest ein erstes Modul (10), und insbesondere zumindest zwei erste Module jeweils mit- zumindest einem Messrohr (11), welches dazu eingerichtet ist, ein Medium zu führen,- zumindest einem Erregermagnet (12),- zumindest zwei Sensormagnete (13),- einem ersten Trägerkörper (14),ein zweites Modul (20) mit- einer Erregerspule (22) zum Erzeugen von Messrohrschwingungen,- zumindest zwei Sensorspulen (23) zum Erfassen der Messrohrschwingungen,- einer elektronischen Mess-/Betriebsschaltung (21) zum Berechnen von Messwerten der Messgröße mittels der Messsignale,- einem zweiten Trägerkörper (24) zum Tragen der Erregerspule, der Sensorspule sowie der elektronischen Mess-/Betriebsschaltungdadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul dazu eingerichtet ist, wechselweise an verschiedenen ersten Modulen angeschlossen zu werden,wobei durch Zusammenführen eines zweiten Moduls mit einem ersten Modul ein Coriolis-Messgerät (30) ausbildbar ist.

Description

  • Coriolis-Messanordnungen mit Coriolis-Messgeräten sind Stand der Technik wie beispielsweise aus der DE102019134605A1 bekannt und werden beispielsweise eingesetzt, um ein Massedurchfluss oder eine Dichte eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums zu erfassen
  • Coriolis-Messanordnungen werden beispielsweise an verschiedenen Stellen in Prozessanlagen eingesetzt. Je nach Einsatzbereich kann es vorkommen, dass Messgeräte in solchen Prozessanlagen nur sporadisch und kurzfristig verwendet werden, was zu einer geringen Kosten-Nutzen-Effizienz führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Coriolis-Messanordnung mit verbesserter Kosten-Nutzen-Effizienz vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Coriolis-Messanordnung zum Messen einer Messgröße wie beispielsweise einen Massedurchfluss oder eine Dichte zumindest eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums umfassend:
    • zumindest ein erstes Modul, und insbesondere zumindest zwei erste Module jeweils mit
      • - zumindest einem Messrohr, welches dazu eingerichtet ist, ein Medium zu führen,
      • - zumindest einem Erregermagnet zum Erzeugen von Messrohrschwingungen,
      • - zumindest zwei Sensormagnete zum Erfassen der Messrohrschwingungen und Bereitstellen von die Messrohrschwingungen repräsentierenden Messsignalen,
      • - einem ersten Trägerkörper zum Tragen des mindestens einen Messrohrs,
    • ein zweites Modul mit
      • - einer Erregerspule zum Erzeugen von Messrohrschwingungen,
      • - zumindest zwei Sensorspulen zum Erfassen der Messrohrschwingungen,
      • - einer elektronischen Mess-/Betriebsschaltung zum Berechnen von Messwerten der Messgröße mittels der Messsignale,
      • - einem zweiten Trägerkörper zum Tragen der Erregerspule, der Sensorspule sowie der elektronischen Mess-/Betriebsschaltung
    • dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Modul dazu eingerichtet ist, wechselweise an verschiedenen ersten Modulen angeschlossen zu werden,
    • wobei durch Zusammenführen eines zweiten Moduls mit einem ersten Modul ein Coriolis-Messgerät ausbildbar ist.
  • Auf diese Art und Weise kann im Falle sporadischer Nutzung von Coriolis-Messgeräten in einer Prozessanlage die Kosten-Nutzen-Effizienz bedeutend erhöht werden.
  • In einer Ausgestaltung weist jedes erste Modul eine Kennung auf, welche Kennung durch die elektronische Mess-/Betriebsschaltung eines zweiten Moduls erfassbar ist.
  • Dadurch kann der elektronischen Mess-/Betriebsschaltung wesentliche Information für einen Mess- und Auswertebetrieb übermittelt werden. Diese Kennung kann beispielsweise durch einen Strichcode oder einen QR-Code oder ähnliche Vorrichtungen bereitgestellt werden.
  • In einer Ausgestaltung stellt die Kennung zumindest eine der folgenden Informationen bereit:
    • Kalibrationsfaktor des mindestens einen Messrohrs, mindestens einen Dichtekoeffizient des mindestens einen Messrohrs, eine Resonanzfrequenz einer Schwingungsmode eines Messrohrs wie beispielsweise einer Grundmode, insbesondere in leerem Zustand.
  • Der Kalibrationsfaktor KF ist beispielsweise definiert durch folgenden Zusammenhang: Massedurchfluss = KF * Delta, wobei Delta ein Phasenunterschied ein korrespondierender Zeitunterschied ist. Durch eine Kalibrationsmessung kann der Kalibrationsfaktor bestimmt und im Folgenden dann für Massedurchflussmessungen angewandt werden. Ein Dichtekoeffizient gibt beispielsweise eine Resonanzfrequenz bei einem Standardmedium oder einem Leerrohr an.
  • In einer Ausgestaltung sind der erste Trägerkörper und zweite Trägerköper abschnittsweise komplementär ausgebildet, so dass bei Zusammenführen eines zweiten Moduls mit einem ersten Modul Magnete und Spulen zueinander ausgerichtet sind.
  • In einer Ausgestaltung weist das zweite Modul eine Temperaturmessvorrichtung auf,
    welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur mindestens eines Messrohrs zu messen.
  • Dadurch kann ein Rückschluss auf Schwingungseigenschaften des mindestens einen Messrohrs gezogen werden und Schwingungssignale der Sensoren besser interpretiert werden.
  • In einer Ausgestaltung ist die Temperaturmessvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Temperatur kontaktlos zu messen.
  • Dadurch kann eine Beeinflussung von Messrohrschwingungen durch die Temperaturmessvorrichtung vermindert oder ausgeschlossen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele beschrieben.
    • 1 beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Coriolis-Messanordnung.
    • 2 beschreibt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes erstes Modul.
    • 3 beschreibt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes zweites Modul.
  • 1 beschreibt eine beispielhafte erfindungsgemäße Coriolis-Messanordnung, wobei erfindungsgemäße erste Module 10 jeweils in eine Rohrleitung 40 eines Rohrleitungssystems eingebunden sind. Rohrleitungssysteme kommen beispielsweise in Prozessanlagen vor. Erfindungsgemäß ist zumindest ein zweites Modul 20 vorgesehen, um jeweils ein erstes Modul jeweils zu einem Coriolis-Messgerät 30 zu vervollständigen. Auf diese Weise kann, falls ein Coriolis-Messgerät nur sporadisch benötigt wird, eine Kosteneinsparung erreicht werden, indem je nach Bedarf mittels eines zweiten Moduls eines von mehreren ersten Modulen zu einem Coriolis-Messgerät 30 vervollständigt wird.
  • 2 beschreibt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes erstes Modul 10 umfassend jeweils zumindest ein Messrohr 11, welches dazu eingerichtet ist, ein durch die Rohrleitung strömendes Medium zu führen, zumindest einen Erregermagnet 12 zum Erzeugen von Messrohrschwingungen, zumindest zwei Sensormagnete 13 zum Erfassen der Messrohrschwingungen und Bereitstellen von die Messrohrschwingungen repräsentierenden Messsignalen und einen ersten Trägerkörper 14 zum Tragen des mindestens einen Messrohrs. Erste Module können wie hier dargestellt eine Kennung 15 umfassen, welche beispielsweise einen Strichcode oder einen QR-Code aufweist. Ein erstes Modul ist dabei nicht auf das Vorliegen eines einzelnen Messrohrs, bzw. einzelnen Erregermagnets bzw. zweier Sensormagnete beschränkt. Die Darstellung und Ausgestaltung des ersten Moduls ist rein beispielhaft.
  • 3 beschreibt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes zweites Modul 20 umfassend einen zweiten Trägerkörper 24, auf welchem eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 21, eine Erregerspule 22 sowie zwei Sensorspulen 23. Erfindungsgemäß weist der zweite Trägerkörper einen hier schematisch dargestellten komplementären Abschnitt 24.1 auf, welcher komplementär zu einem erfindungsgemäßen ersten komplementären Abschnitt des ersten Trägerkörpers 14.1 ist, siehe dazu 2 Auf diese Weise können ein erstes Modul und ein zweites Modul auf einfache Weise zusammengesetzt werden, wobei ein sicheres Funktionieren und insbesondere sicheres Ausrichten von zusammengehörigen Magneten und Spulen zueinander gewährleistet ist.
  • Die elektronische Mess-/Betriebsschaltung ist dazu eingerichtet, die Erregerspule zu betreiben und mit Messrohrschwingungen korrespondierende Messsignale mittels der Sensorspulen zu erfassen und auszuwerten. Dabei berechnet und stellt die elektronische Mess-/Betriebsschaltung Messwerte zu Messgrößen wie beispielsweise Massedurchfluss oder Dichte eines durch das Messrohr strömenden Mediums bereit.
  • Der Betrieb der Erregerspule sowie der Erfassung von Messsignalen der Sensorspulen basiert dabei auf elektromagnetischer Wechselwirkung zwischen Magneten und Spulen. So kann dabei eine Bewegung des Erregermagnets und somit des zugehörigen Messrohrs erzwungen werden, in dem die Spule mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird. Ein daraus resultierender Strom und erzeugt ein mit dem Erregermagnet wechselwirkendes Magnetfeld. Entsprechend führt eine Relativbewegung eines Sensormagnets senkrecht zu einer Spulenachse einer zugehörigen Sensorspule zu Induktion einer elektrischen Spannung in der Spule, welche als ein Messsignal herangezogen werden kann. Die Berechnung der Messgrößen beispielsweise unter Berücksichtigung eines massedurchflussabhängigen Corioliseffekts ist dem Fachmann bekannt. Er kann dabei auf Stand der Technik zurückgreifen.
  • Wie in 3 dargestellt, kann das zweite Modul eine Temperaturmessvorrichtung 25 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, insbesondere berührungslos eine Messrohrtemperatur zu messen. Die Messrohrtemperatur beeinflusst Biege- und Torsionseigenschaften des Messrohrs, welche relevant beispielsweise für Eigenresonanzen des Messrohrs sind. Durch Berücksichtigung der Messrohrtemperatur kann eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Coriolis-Messanordnung
    10
    erstes Modul
    11
    Messrohr
    12
    Erregermagnet
    13
    Sensormagnet
    14
    erster Trägerkörper
    14.1
    komplementärer erster Abschnitt
    15
    Kennung
    16
    Anschluss
    20
    zweites Modul
    21
    elektronische Mess-/Betriebsschaltung
    22
    Erregerspule
    23
    Sensorspule
    24
    zweiter Trägerkörper
    24.1
    komplementärer zweiter Abschnitt
    25
    Temperaturmessvorrichtung
    30
    Coriolis-Messgerät
    40
    Rohrleitung
  • 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 102019134605 A1 [0001]

Claims (6)

  1. Coriolis-Messanordnung (1) zum Messen einer Messgröße wie beispielsweise einen Massedurchfluss oder eine Dichte zumindest eines durch eine Rohrleitung (40) strömenden Mediums umfassend: zumindest ein erstes Modul (10), und insbesondere zumindest zwei erste Module jeweils mit - zumindest einem Messrohr (11), welches dazu eingerichtet ist, ein Medium zu führen, - pro Messrohr zumindest einem Erregermagnet (12) zum Erzeugen von Messrohrschwingungen, - pro Messrohr zumindest zwei Sensormagnete (13) zum Erfassen der Messrohrschwingungen und Bereitstellen von die Messrohrschwingungen repräsentierenden Messsignalen, - einem ersten Trägerkörper (14) zum Tragen des mindestens einen Messrohrs, wobei Erregermagnet und Sensormagnete jeweils an zumindest einem Messrohr angeordnet sind, wobei die Coriolis-Messanordnung zumindest ein zweites Modul (20) umfasst, mit - einer Erregerspule (22) zum Erzeugen von Messrohrschwingungen, - zumindest zwei Sensorspulen (23) zum Erfassen der Messrohrschwingungen, - einer elektronischen Mess-/Betriebsschaltung (21) zum Berechnen von Messwerten der Messgröße mittels der Messsignale, - einem zweiten Trägerkörper (24) zum Tragen der Erregerspule, der Sensorspule sowie der elektronischen Mess-/Betriebsschaltung dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul dazu eingerichtet ist, wechselweise an verschiedenen ersten Modulen angeschlossen zu werden, wobei durch Zusammenführen eines zweiten Moduls mit einem ersten Modul ein Coriolis-Messgerät (30) ausbildbar ist.
  2. Coriolis-Messanordnung nach Anspruch 1, wobei jedes erste Modul (10) eine Kennung (15) aufweist, welche Kennung durch die elektronische Mess-/Betriebsschaltung eines zweiten Moduls (20) erfassbar ist.
  3. Coriolis-Messanordnung nach Anspruch 2, wobei die Kennung (15) zumindest eine der folgenden Informationen bereitstellt: Kalibrationsfaktor des mindestens einen Messrohrs, Dichtekoeffizienten des mindestens einen Messrohrs, eine Resonanzfrequenz einer Schwingungsmode eines Messrohrs wie beispielsweise einer Grundmode, insbesondere in leerem Zustand.
  4. Coriolis-Messanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei erste Trägerkörper (14) und zweite Trägerköper (24) abschnittsweise komplementär ausgebildet sind, so dass bei Zusammenführen eines zweiten Moduls mit einem ersten Modul Magnete und Spulen zueinander ausgerichtet sind.
  5. Coriolis-Messanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das zweite Modul (20) eine Temperaturmessvorrichtung (25) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur mindestens eines Messrohrs zu messen.
  6. Coriolis-Messanordnung nach Anspruch 5, wobei die Temperaturmessvorrichtung (30) dazu eingerichtet ist, die Temperatur kontaktlos zu messen.
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