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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Druck-Messeinrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen
des Patentanspruchs 1, eine Messanordnung mit zumindest zwei solchen
Druck-Messeinrichtungen
gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 10 bzw. ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Druck-Messeinrichtung und
Messanordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 13 und 14.
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In
einer Vielzahl technischer Anwendungsgebiete sind Differenzdrücke zu messen.
Eine allgemein bekannte Differenzdruck-Messeinrichtung weist einen Drucksensor
auf. Der Drucksensor weist zwei Druck- bzw. Trennmembranen auf,
welche räumlich beabstandet
an jeweils einem Druckanschluss angeordnet sind. In dem Raum zwischen
den Trennmembranen befindet sich ein Druckmittler-Medium. Auf der
dem Druckmittler-Medium abgewandten Seite der Trennmembranen befindet
sich jeweils ein Raum, in welchem ein erster Druck auf der Seite
der ersten Trennmembran und ein zweiter Druck auf der Seite der
zweiten Trennmembran herrscht. Außerdem weist die Differenzdruck-Messeinrichtung integrierte Plattenkondensatoren
auf, deren Kapazität
von den herrschenden Drücken
abhängt. Über eine
kapazitive Auswertung der Kapazitätswerte der Plattenkondensatoren
werden die entsprechenden Drücke durch
eine elektrische Differenzbildung in ein Stromsignal mit z. B. einem
Wertebereich von 4–20
mA gewandelt.
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Eine
solche, konstruktiv günstige
Ausführungsform
ermöglicht
beispielsweise die Differenzdruckmessung von Gasen in Rohrleitungen,
an welche die Differenzdruck-Messeinrichtung angeschlossen ist.
Für die
Messung von Flüssigkeiten
mit ablagernden Feststoffen ist es erforderlich, jeweils eine Kapillarleitung
in der Differenzdruck-Messeinrichtung anzuordnen, um Verstopfungen
im Bereich der Druckanschlüsse
zu vermeiden.
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Eine
entsprechende Ausführungsform
ist entsprechend konstruktiv aufwändiger und teurer. Bei einer
Messung eines Differenzdrucks zwischen einem Behälterboden und einem Behälterdeckel
eines Behälters
zur Erfassung eines Füllstandes
mit überlagertem
Druck bildet sich außerdem
durch die steigende Kapillare eine hydrostatische Säule und somit
ein Messfehler.
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Eine
andere Ausführungsform
einer für
sich bekannten Differenzdruck-Messeinrichtung besteht aus zwei herkömmlichen
Standard-Druck-Messeinrichtungen mit frontbündigen Sensoren und jeweils einem
Stromausgang als Ausgang zum Ausgeben von Messdaten. Die Messdaten
werden einer separaten Auswerteelektronik zugeführt, wobei in der Auswerteelektronik
eine Differenz der Ströme
gebildet wird. Dabei wird die Differenz zwischen dem Stromsignal
der ersten Druck-Messeinrichtung und dem Stromsignal der zweiten
Druck-Messeinrichtung mit einer Analogschaltung oder einem Mikroprozessor
gebildet. Bei einer solchen Anordnung ist eine Kapillarleitung nicht
erforderlich, so dass kein dadurch bedingter Messfehler entsteht.
Nachteilhafterweise sind jedoch zwei eigenständige Messeinrichtungen und
eine daran angeschlossene zusätzliche Auswerteeinrichtung
mit der Auswerteelektronik erforderlich, was die Installation aufwändig macht. Durch
die Bereitstellung der separaten Auswerteeinrichtung entstehen zusätzliche
Kosten.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Druck-Messeinrichtung bereitzustellen, welche eine
Verarbeitung verschiedener Messdaten, insbesondere einer Messanordnung
zur Differenzdruckbildung mit einfachen Mitteln ermöglicht.
Vorteilhafterweise soll ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Messeinrichtung
bzw. einer solchen Messanordnung bereitgestellt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Druck-Messeinrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1, eine Messanordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 10 bzw. ein Verfahren zum Betreiben einer solchen
Messeinrichtung bzw. Messanordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 13 und
14 gelöst.
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Eine
besonders bevorzugte Druck-Messeinrichtung weist eine Steuereinrichtung
zum Steuern von Funktionen der Messeinrichtung, eine Ausgabe-Schnittstelle
zum Ausgeben von Messdaten und eine Sensor-Einrichtung zum Messen
einer physikalischen Größe als erste
Messdaten auf. Insoweit funktioniert die Druck-Messeinrichtung als
eine Standard-Messeinrichtung zum Bestimmen eines Druckwerts über die
Sensoreinrichtung, wobei ein entsprechendes Signal über die
Ausgabeschnittstelle ausgegeben wird. Um eine Differenzdruckbestimmung
zu ermöglichen,
weist die Druck-Messeinrichtung eine Kommunikations-Schnittstelle zu
einer weiteren, zweiten Messeinrichtung auf, welche vorteilhafterweise
wie die erste Druck-Messeinrichtung aufgebaut ist. Insbesondere
weist die zweite Messeinrichtung ebenfalls eine Steuereinrichtung,
eine eigene Ausgabe-Schnittstelle
zum Ausgeben von Messdaten und eine eigene Sensor-Einrichtung zum
Messen einer physikalischen Größe als zweite
Messdaten sowie eine Kommunikations-Schnittstelle auf. Die beiden
Druck-Messeinrichtungen sind über
die Kommunikations-Schnittstelle miteinander verbunden, so dass
zwischen den beiden Druck-Messeinrichtungen eine Kommunikation stattfinden
kann. Neben der Übertragung
von Messdaten werden zweckmäßigerweise
auch Steuerdaten zwischen den beiden Druck-Messeinrichtungen und insbesondere zwischen
deren Steuereinrichtungen ausgetauscht. Zum gemeinsamen Verarbeiten
der Messdaten, insbesondere zur Differenzdruckbildung überträgt eine
der beiden Druck-Messeinrichtungen ihre Messdaten über die
Kommunikations-Schnittstelle an die andere Druck-Messeinrichtung. Die empfangende Druck-Messeinrichtung
bzw. deren Steuereinrichtung bewirkt einen Empfang der Messdaten
und eine gemeinsame Verarbeitung der empfangenen und der von der
eigenen Sensor-Einrichtung aufgenommenen Messdaten, woraufhin das
Verarbeitungsergebnis der gemeinsamen Verarbeitung als gemeinsam verarbeitete
Messdaten ausgegeben wird. Neben der Möglichkeit, dass die Steuereinrichtung
die gemeinsame Verarbeitung der empfangenen und der eigenen Messdaten
selber durchführt,
kann die Steuereinrichtung auch eine entsprechende weitere Datenverarbeitungseinrichtung
entsprechend ansteuern.
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Eine
entsprechende Messanordnung besteht somit aus zumindest zwei voneinander
getrennten Druck-Messeinrichtungen zum Messen jeweils einer physikalischen
Größe, wobei
die beiden Messeinrichtungen über
eine Kommunikations-Schnittstelle verbunden sind, über welche
zumindest die Messdaten der einen Druck-Messeinrichtung zur anderen Druck-Messeinrichtung übertragen
werden. Die Messdaten empfangende Druck-Messeinrichtung ist entsprechend ausgebildet,
die empfangenen Messdaten sowie die selber gemessenen Messdaten
miteinander zu verarbeiten, insbesondere einen Differenzdruckwert
zu bestimmen und auszugeben.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Während die
Druck-Messeinrichtung eine Standard-Druck-Messeinrichtung ist, welche Messdaten
der eigenen Sensor-Einrichtung über die
Ausgabe-Schnittstelle ausgibt und bei Anschluss einer zweiten Druck-Messeinrichtung
und dem Empfang von zweiten Messdaten der zweiten Druck-Messeinrichtung
einen Differenzdruck der ersten und zweiten Messdaten bildet und
diesen über
die Ausgabe-Schnittstelle ausgibt, besteht vorteilhafterweise auch
die Möglichkeit,
dass die Druck-Messeinrichtung
in dem Fall der angeschlossenen zweiten Druck-Messeinrichtung neben
den gemeinsam verarbeiteten Messdaten, also insbesondere dem Differenzdruck,
zusätzlich
auch die eigenen Messdaten und gegebenenfalls die empfangenen Messdaten ausgibt.
Vorteilhafterweise weist die Steuereinrichtung ein Programm zum
automatischen Erkennen des Anschlusses einer zweiten Messeinrichtung
auf, so dass automatisch von einer ersten Betriebsart mit dem Messen
eines Drucks über
die eigene Sensor-Einrichtung und dem Ausgeben entsprechender Messdaten
in eine zweite Betriebsart umgeschaltet wird, in welcher anstelle
der eigenen ersten Messdaten oder zusätzlich dazu Differenzdruckdaten
erzeugt und zur Ausgabe bereitgestellt werden.
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Vorteilhafterweise
kann die Ausgabe-Schnittstelle zum Übertragen der von der eigenen Sensor-Einrichtung
gemessenen Messdaten und/oder zum Übertragen der gemeinsam verarbeiteten
Messdaten ausgebildet sein. Dabei kann die Ausgabe-Schnittstelle als
eigenständige
Schnittstelle getrennt von der Kommunikations-Schnittstelle ausgebildet
sein. Dies ermöglicht
beispielsweise die analoge Messdaten-Ausgabe der Messdaten von der eigenen
Sensor-Einrichtung oder der gemeinsam verarbeiteten Messdaten und
andererseits die Übertragung
von digitalen Messdaten und gegebenenfalls Steuerdaten über die
Kommunikations-Schnittstelle. Möglich
ist auch eine Ausgestaltung, bei der die Ausgabe-Schnittstelle als
Bestandteil der Kommunikations-Schnittstelle ausgebildet ist. Bei
einer solchen Anordnung dient die Kommunikations-Schnittstelle beim
Anschluss einer zweiten Messeinrichtung zum Kommunizieren von Daten
zwischen diesen beiden Messeinrichtungen, und beim Betrieb als eigenständige Messeinrichtung
dient die Kommunikations-Schnittstelle zum Ausgeben der von der
eigenen Sensor-Einrichtung
gemessenen Messdaten. Dabei ist die Kommunikations-Schnittstelle
je nach bevorzugtem Einsatzzweck digital oder analog ausgestaltbar.
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Neben
Ausführungsformen
mit einer Steuereinrichtung, insbesondere einem Mikroprozessor, welche
zusätzlich
zur Steuerung wesentlicher Funktionen der Messeinrichtung auch die
Verarbeitung von Messdaten und empfangenen Messdaten übernimmt,
ist auch eine Ausführungsform
vorteilhaft, bei welcher eine separate Messdaten-Verarbeitungseinrichtung,
insbesondere Differenzbildungseinrichtung, zum Verarbeiten der Messdaten
der eigenen Sensor-Einrichtung sowie der empfangenen Messdaten in
der Messeinrichtung ausgebildet ist. Eine Differenzierung zwischen
der Steuereinrichtung und einer solchen Messda tenverarbeitungseinrichtung
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung digital
und die Messdatenverarbeitungseinrichtung analog betrieben wird.
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Die
Kommunikations-Schnittstelle kann in einfachster Ausführungsform
aus einer einfachen Kabelverbindung zum Übertragen von analogen Messdaten
ausgebildet sein. Bevorzugt wird jedoch eine Kommunikations-Schnittstelle,
welche durch ein standardisiertes Bussystem ausgebildet wird, wozu die
Messeinrichtungen jeweils eine entsprechend ausgestattete Schnittstellen-Einrichtung
aufweisen. Neben kabelgestützten
Schnittstellen sind dabei auch funkgestützte Schnittstellen einsetzbar.
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Bei
der Messanordnung aus zwei Messeinrichtungen, die über die
Kommunikations-Schnittstelle miteinander verbunden sind, übernimmt
zweckmäßigerweise
eine der beiden Messeinrichtungen bzw. deren Steuereinrichtung eine
Master-Funktion, während
die andere Messeinrichtung eine Slave-Funktion übernimmt. Vorteilhafterweise übernimmt
die Messeinrichtung mit der Master-Funktion auch die gemeinsame
Verarbeitung der Messdaten. Neben dem Einsatz zweier identischer
Messeinrichtungen, welche jeweils prinzipiell beide eine Master-Funktion oder
eine Slave-Funktion übernehmen
können,
ist auch der Einsatz von Standard-Messeinrichtungen möglich, welche
die aufgenommenen Messdaten über
die Kommunikations-Schnittstelle zu einer speziellen Messeinrichtung übertragen,
welche die empfangenen Messdaten mit selbst aufgenommenen Messdaten
verarbeitet.
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Vorteilhafterweise
weisen die Messeinrichtungen Anzeigeeinrichtungen auf, welche bei
eigenständigem
Betrieb den Messwert der eigenen Sensor-Einrichtung anzeigen. Bei
Verbindung der Messeinrichtungen über die Kommunikations-Schnittstelle zeigt
die Messeinrichtung, welche die gemeinsame Verarbeitung der empfangenen
und der eigenen Messdaten vornimmt, anstelle der eigenen Messdaten
oder zusätzlich
zu diesen die verarbeiteten Daten auf der Anzeige-Einrichtung an.
Bei einem Einsatz als Druck-Messeinrichtung an einer Rohrleitung
beidseits eines Filters kann somit auf der Anzeige-Einrichtung einer
der Messeinrichtungen der dort innerhalb der Rohrleitung herrschende
Druck angezeigt werden, während
auf der Anzeigeeinrichtung der anderen Messeinrichtung der Differenzdruck
angezeigt wird. Insbesondere bei räumlich nahe beieinander angeordneten
Messeinrichtungen erspart dies die Bereitstellung einer separaten
Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der gemeinsam verarbeiteten Messdaten.
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Ein
Ausführungsbeispiel
wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
beispielhafte Messanordnung mit zwei Druck-Messeinrichtungen, die über eine
Kommunikations-Schnittstelle
miteinander verbunden sind; und
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2 eine
derartige Anordnung ohne eine bidirektionale Kommunikations-Verbindung
zwischen den beiden Messeinrichtungen.
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1 stellt
eine beispielhafte Messanordnung mit zwei Messeinrichtungen M1,
M2 dar, die an eine Rohrleitung L angeschlossen sind. Durch die Rohrleitung
strömt
ein Medium G, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas. Das
Medium G durchströmt
eine Filtereinrichtung F, welche in die Rohrleitung L eingesetzt
ist. Typisch für
solche Anordnungen ist, dass in der Rohrleitung L auf der zuströmenden Seite
ein erster Druck p1 herrscht, welcher größer ist, als ein zweiter Druck
p2 auf der abströmenden
Seite der Filtereinrichtung F. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ergibt sich über
die Filtereinrichtung F von dem beispielhaften ersten Druck p1 von
24,0 Pa zu dem zweiten Druck p2 von 22,0 Pa eine Druckdifferenz Δp von 2,0
Pa. Für
den Fall, dass die Filtereinrichtung F mit der Zeit zunehmend mehr
Partikel aus dem Medium G herausfiltert und sich zusetzt, steigt die
Druckdifferenz Δp
an. Die Druckdifferenz Δp
ist somit ein Indikator für
eine erforderliche Wartungstätigkeit
an der Filtereinrichtung F.
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Die
erste Messeinrichtung M1 weist eine erste Sensor-Einrichtung S1 auf, welche an der zuströmenden Seite
der Rohrleitung L angeordnet ist, um den ersten Druck p1 zu erfassen
und zu messen. Die zweite Messeinrichtung M2 weist ebenfalls eine
Sensor-Einrichtung S2 auf, welche an der abströmenden Seite der Rohrleitung
L angeordnet ist, um den zweiten Druck p2 zu messen.
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Die
beiden Messeinrichtungen M1, M2 weisen jeweils eine Steuereinrichtung
C, z. B. einen Mikro-Prozessor auf, welche zur Steuerung der Messeinrichtung
M1, M2 dient. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung C zugleich
auch eine erste Auswertung und Verarbeitung der Messdaten I1, I2,
die von der Sensor-Einrichtung
S1, S2 bereitgestellt werden, durchführen.
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Die
von der Sensor-Einrichtung S1, S2 bereitgestellten Messdaten I1,
I2 liegen vorzugsweise als analoge Spannungs- oder Stromsignale
vor. Möglich
ist aber auch der Einsatz von Sensor-Einrichtungen S1, S2, welche
bereits eine Umwandlung in digitale Signale vornehmen. Die Messdaten
I1, I2 werden entweder direkt oder über die Steuereinrichtung C
einer Ausgabe-Schnittstelle
IA1, IA2; D1, D2 zugeführt. Über eine
bevorzugte Ausgabe-Schnittstelle IA1, IA2 werden die Messdaten I1,
I2 digital oder bevorzugt analog als Stromwerte in einem Bereich
von z. B. 4...20 mA ausgegeben. Die Ausgabe kann dabei als kontinuierliches
Messdaten-Signal oder als Abfolge diskreter Messdaten-Werte erfolgen.
Zusätzlich oder
alternativ kann die Ausgabe-Schnittstelle durch eine Anzeige-Einrichtung
D1, D2 ausgebildet werden, auf welcher die Messdaten sichtbar angezeigt werden.
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Außerdem weisen
die Messeinrichtungen M1, M2 eine Kommunikations-Schnittstelle ICI1
ICI2 auf, um die beiden Messeinrichtungen M1, M2, wie dargestellt,
miteinander zu verbinden.
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Die
Verbindung kann dabei in für
sich bekannter Art und Weise als kabelgestützte oder funkgestützte Übertragungsstrecke
ausgebildet sein. Die Übertragung
der Kommunikationssignale kann je nach gewählter Schnittstellenform analog
oder digital erfolgen. Insbesondere wird eine Kommunikations-Schnittstelle
I2C in Form eines für
sich bekannten I2C-Busses besonders bevorzugt, der in den frühen 80er
Jahren von Philips entwickelt wurde. Die Kommunikations-Schnittstelle
ICI1, I2C, ICI2 dient zum Übertragen
von Steuerdaten und Messdaten I2. Die Übertragung von Steuerdaten
dient dazu, die beiden Messeinrichtungen M1, M2 miteinander zu synchronisieren,
bezüglich
der jeweiligen Funktionsmöglichkeiten
abzustimmen und eine der Messeinrichtungen M1 als Haupt- bzw. Master-Station
und die andere Messeinrichtung M2 als Neben- bzw. Slave-Station
festzulegen. Entsprechend ist der bevorzugte Bus I2C zur Übertragung
von Steuersignalen bidirektional ausgelegt. Prinzipiell kann auch
die Übertragung
der Messdaten I1, I2 bidirektional durchgeführt werden.
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Gemäß alternativer
Ausführungsformen reicht
jedoch eine einfache Kommunikations-Schnittstelle ICI1, ICI2 aus,
welche lediglich zur Übertragung
von Messdaten I2 von einer der Messeinrichtungen M2 zur anderen
der Messeinrichtungen M1 dient. Anstelle einer separaten Kommunikations-Schnittstelle
ICI1, ICI2 kann für
solche Zwecke auch die Ausgabe-Schnittstelle IA2 einer der Messeinrichtungen
M2 verwendet werden, wobei die entsprechende andere Messeinrichtung
M1, welche die Master-Funktion übernimmt,
dann zumindest eine Eingabe-Schnittstelle
zum Empfangen der Messdaten I2 als Kommunikations-Schnittstelle
aufweist. Prinzipiell ist somit die Bereitstellung einer einzigen Schnittstelle
pro Messeinrichtung M1, M2 ausreichend.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
die Steuereinrichtung C der Messeinrichtungen M1, M2, insbesondere
der Messeinrichtung M1 ein Programm auf, welches zur automatischen
Erkennung dient, dass an die Kommunikations-Schnittstelle ICI1 die zweite und aktive
Messeinrichtung M2 angeschlossen ist.
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In
diesem Fall wird von der Steuereinrichtung C festgelegt, dass die
erste Messeinrichtung M1 eine Master-Funktion übernimmt und die zweite Messeinrichtung
M2 eine Slave-Funktion übernimmt.
Diese Information wird der zweiten Messeinrichtung M2 vorzugsweise über die
Kommunikations-Schnittstelle ICI1, I2C, ICI2 mitgeteilt, damit die
zweite Messeinrichtung M2 nicht ebenfalls in eine Master-Funktion übergeht.
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Welche
der Messeinrichtungen M1, M2 die Master-Funktion übernimmt,
kann auf für
sich bekannte Art und Weise festgelegt werden. Insbesondere können die
Messeinrichtungen M1, M2 dies untereinander aushandeln.
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Bei
der besonders bevorzugten Ausführungsform übernimmt
die Master-Station, d. h. die erste Messeinrichtung M1, eine gemeinsame
Verarbeitung der durch die eigene Sensor-Einrichtung S1 bereitgestellten
ersten Messdaten I1 und der über
die Kommunikations-Schnittstelle ICI1, I2C, ICI2 von der zweiten
Messeinrichtung M2 empfangenen zweiten Messdaten I2. Im Fall einer
Druck-Messeinrichtungsanordnung besteht die gemeinsame Verarbeitung der
ersten und der zweiten Messdaten I1, I2 vorzugsweise aus einer Differenzbildung.
Ergebnis der Differenzbildung sind Differenz-Messdaten ΔI = I1 – I2, welche
einen Differenzdruck Δp
= p1 – p2
repräsentieren.
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Bei
einer einfachen Ausführungsform
werden von der zweiten Messeinrichtung M2 deren zweite Messdaten
I2 über
die Ausgabe-Schnittstelle IA2 ausgegeben und außerdem auf deren Anzeigeeinrichtung
D2 angezeigt. Die erste Messeinrichtung M1 gibt über deren Ausgabe-Schnittstelle
IA1 hingegen die Differenz-Messdaten ΔI aus und
zeigt auf der Anzeigeeinrichtung D1 die Differenz-Messdaten ΔI an. Im
Fall der dargestellten, zu überwachenden
Rohrleitung L mit der Filtereinrichtung F sind somit über die beiden
Anzeigeeinrichtungen D2, D1 einerseits der Druckwert I2 des zweiten
Drucks p2 im abströmenden
Teil der Rohrleitung L und andererseits der Differenzwert ΔI des Differenzdrucks Δp über die
Filtereinrichtung F mit Hilfe der beiden Anzeigeeinrichtungen D2,
D1 einfach ablesbar. Für
eine Auslesung oder Fernübertragung
stehen diese beiden Werte außerdem über die
Ausgabe-Schnittstellen IA2, IA1 und/oder über die Kommunikations-Schnittstelle ICI1,
ICI2 zur Verfügung.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 1 werden
somit zwei standardisierbare Druck-Messeinrichtungen M1, M2 miteinander
verbunden, welche ohne eine entsprechende Kommunikations-Verbindung I2C als
eigenständige
Druck-Messeinrichtungen M1, M2 funktionieren und jeweils den durch
die eigene Sensor-Einrichtung
S2, S1 gemessenen Druckwert p1, p2 als Messdaten I1, I2 bereitstellen
und über eine
Ausgabe-Schnittstelle IA1, IA2 und/oder eine Anzeigeeinrichtung
D1, D2 ausgeben. Bei Verbindung der beiden Messeinrichtungen M1,
M2 über
die Kommunikations-Schnittstelle I2C wechselt eine der beiden Messeinrichtungen
M1, M2 mit Hilfe eines geeigneten Steuerprogramms der Steuereinrichtung
C zu einer Master-Funktion, während
die andere Messeinrichtung M2 in eine Slave-Funktion übergeht.
Automatisch berechnet die Messeinrichtung M1 mit der Master-Funktion
aus den eigenen Messdaten I1 und aus von der anderen Messeinrichtung
M2 empfangenen Messdaten I2 die Differenz-Messdaten ΔI, um diese
auszugeben bzw. anzuzeigen. Nach einer Trennung der Kommunikationsverbindung über die Kommunikations-Schnittstelle
ICI1, I2C, ICI2 wechseln beide Messeinrichtungen M1, M2, insbesondere die
erste Messeinrichtung M1, wieder in die Grundfunktionalität einer
eigenständigen
Messeinrichtung zurück.
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2 mit
im Wesentlichen baulich und funktionell gleichartigen Elementen
wie in 1 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform
dar, bei der lediglich erste der beiden Messeinrichtungen M1 die
besondere Funktionalität
der gemeinsamen Verarbeitung von Messdaten I1, I2 aufweist, während die zweite
Messeinrichtung M2 eine Standard-Messeinrichtung ist, welche über eine
geeignete Ausgabe-Schnittstelle IA2 die erfassten Messdaten I2 ausgibt.
Die erste Messeinrichtung M1 mit der Möglichkeit, eine gemeinsame
Verarbeitung von Messdaten vorzu nehmen, weist entsprechend eine
Schnittstelle ICI1 auf, welche zum Empfang zweiter Messdaten I2 der
zweiten Messeinrichtung M2 geeignet ausgelegt ist. Dabei kann es
sich wiederum insbesondere um eine spezielle Kommunikations-Schnittstelle
ICI1 oder eine kombinierte Ein- und Ausgabe-Schnittstelle zum Empfangen
fremder zweiter Messdaten I2 und Ausgeben eigener Daten, insbesondere
eigener Messdaten I1 und Differenz-Messdaten ΔI handeln.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist die erste Messeinrichtung eine vergrößerte Anzeigeeinrichtung D1
auf, auf welcher neben den eigenen ersten Messdaten D1 zusätzlich die
gemeinsamen verarbeiteten Messdaten ΔI = I1 – I2 angezeigt werden. Natürlich ist
auch eine abwechselnde Anzeige oder lediglich nur die Anzeige der
Differenz-Messdaten ΔI
möglich.
Auch möglich
ist zusätzlich
die Anzeige der empfangenen zweiten Messdaten I2. Derartige Ausgabe-
und Darstellungsmöglichkeiten
nur einer Art von Messdaten I1, I2 oder verarbeiteter Messdaten ΔI oder die
kombinierte Ausgabe verschiedener Messdaten, I1, I2 und verarbeiteter
Messdaten ΔI ist
natürlich
auch auf die erste Ausführungsform übertragbar.
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Ermöglicht wird
somit eine Messanordnung ohne spezielle zusätzliche Auswerteeinrichtungen mit
einer separaten Auswerteelektronik. Auch der Einsatz einer Kapillarleitung
zwischen den Sensor-Einrichtungen der beiden Messeinrichtungen ist nicht
erforderlich, so dass eine Reduzierung der Messfehler und zusätzlich eine
kostengünstige
Konstruktion ermöglicht
werden.
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Die
Schnittstellen ICI1, ICI2, IA1, IA2 können dabei als eine kombinierte
Schnittstelle oder separate Schnittstellen bereitgestellt werden.
Insbesondere ist die Bereitstellung eines Stromausgangs in Form eines
Zweileiters zum Ausgeben der reinen Messdaten I1, I2 bzw. der verarbeiteten
Messdaten ΔI
einerseits und die Bereitstellung einer digitalen Schnittstelle
als Kommunikations-Schnittstelle I2C möglich.
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Das
integrierte Programm erkennt automatisch, wenn eine bauartgleiche
oder geeignete Daten liefernde weitere Messeinrichtung M1, M2 an
der Bus-Schnittstelle I2C angeschlossen wird und bewirkt eine automatische
Umstellung in einen Programm-Modus zur gemeinsamen Verarbeitung
der eigenen und der empfangenen Messdaten I1, I2. Neben der automatischen
Umschaltung kann auch eine Anzeige zum Anfordern einer externen
Umschaltung durch z. B. Servicepersonal erfolgen.
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Bei
der Verbindung zweier bauartgleicher Messeinrichtungen M1, M2 wird
beispielsweise durch das integrierte Programm in der ersten Messeinrichtung
M1 festgelegt, dass diese zur Master-Station wird und eine Differenzbildung
vorzunehmen hat. Entsprechend wird die Differenz aus dem digitalen
Wert, welcher dem ersten Druck p1 bzw. den ersten Messdaten I1 entspricht
abzüglich
dem digitalen Wert des zweiten Drucks p2 bzw. der zweiten Messdaten
I2 berechnet und ein dem Differenzdruck Δp entsprechender proportionaler
Strom ΔI über die Ausgabe-Schnittstelle
IA1 ausgegeben und/oder über
die Anzeigeeinrichtung D1 angezeigt. Das integrierte Programm der
zweiten Messeinrichtung M2 legt fest, dass diese als Slave-Station funktioniert
und zu dem Wert der zweiten Messdaten I2 einen digitalen Wert i2
zur Übertragung über die
Kommunikations-Schnittstelle I2C an die erste Messeinrichtung M1
berechnet und bereitstellt. Außerdem
wird ein den zweiten Messdaten I2 proportionaler Strom I2 erzeugt
und über
die Ausgabe-Schnittstelle
IA2 ausgegeben und/oder über
die Anzeigeeinrichtung D2 angezeigt.
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Bei
der dargestellten Messanordnung dient die Differenz-Druckmessung der Überwachung
der Filtereinrichtung F. Eine zunehmende Druckdifferenz Δp über die
Filtereinrichtung F hinweg zeigt eine zunehmende Verschmutzung der
Filtereinrichtung F an. Der Einsatz derartiger Messanordnungen ist
auch in weiteren Anwendungsbereichen möglich. Beispielsweise kann
eine Differenzdruckmessung zur Füllstandsmessung
in einem Behälter mit überlagertem Gasdruck
vorgenommen werden. Aus dem Differenzwert des ersten Drucks, der
von der ersten Druck-Messeinrichtung
M1, erfasst wird, und des zweiten Drucks, der von der zweiten Druck-Messeinrichtung
M2 erfasst wird, wird der Füllstand
des Behälters
ermittelt und über
die Ausgabe-Schnittstelle IA1 über einen
proportionalen Stromwert ausgegeben. Die Anzeige der Messwerte auf
einer optionalen Anzeigeeinrichtung D1, D2 kann dabei direkt in
entsprechenden Druckwerten, in Stromwerten oder, im Fall der Differenz,
in prozentualer Anzeige vorgenommen werden.