DE10329540A1

DE10329540A1 - Verfahren zum Betrieb eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers

Info

Publication number: DE10329540A1
Application number: DE2003129540
Authority: DE
Inventors: Thomas Budmiger; Saso Jezernik
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-02-24
Also published as: EP1639324A1; WO2005001395A1; RU2335740C2; JP2007506938A; RU2006102492A; CN1816734A

Abstract

Der Durchflussmesser umfasst einen Durchflussaufnehmer (1) mit einem Messrohr (11), zwei Spulen (12, 13) und zwei Messelektroden (14, 15) sowie eine Betriebs- und Auswerteschaltung (2, 3). Das Verfahren dient der Kompensation von Störpotentialen, die insbesondere von Fremdstoff-Partikeln bzw. Luftbläschen in der zu messenden Flüssigkeit verursacht werden. Dazu wird eine Anomalie im zeitlichen Verlauf des Messsignals, die zumindest anteilig eine von einem wenigstens einer der Messelektroden angelegten Störpotential, insbesondere pulsförmige, Störspannung verursacht, dadurch detektiert, dass eine Daten-Gruppe innerhalb des gespeicherten ersten Datensatzes bestimmt wird, die die Anomalie digital repräsentiert. Darüber hinaus werden zum Erzeugen eines entstörten Datensatzes die der Daten-Gruppe zugehörigen Daten aus dem gespeicherten ersten Datensatz entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines magnetisch-induktiven Durchflußmessems, mit dem der Volumen-Durchfluß einer elektrisch leitenden und strömenden Flüssigkeit zu messen ist.
Magnetisch-induktive Durchflußmesser umfassen üblicherweise einen Durchflußaufnehmer und eine mit diesem gekoppelte elektronischen Auswerte- und Betriebsschaltung. Im Folgenden wird, falls nötig, der Einfachheit halber nur von Durchflußaufnehmern bzw. Durchflußmessem gesprochen.
Mit magnetisch-induktiven Durchflußmessem läßt sich bekanntlich der Volumen-Durchfluß einer elektrisch leitenden Flüssigkeit messen und in ein entsprechendes Meßwert abbilden, die in einer Rohrleitung fließt; es wird also per definitionem das pro Zeiteinheit durch einen Rohrquerschnitt fließende Volumen der Flüssigkeit gemessen.
Der Durchflußaufnehmer hat ein, üblicherweise nicht-ferromagnetisches, Meßrohr, das in die Rohrleitung flüssigkeitsdicht, z.B. mittels Flanschen oder Verschraubungen, eingesetzt wird. Der die Flüssigkeit berührende Teil des Meßrohrs ist i.a. elektrisch nicht-leitend, damit eine Spannung nicht kurzgeschlossen wird, die nach dem Faraday'schen Induktionsgesetz von einem das Meßrohr durchsetzenden Magnetfeld in der Flüssigkeit induziert wird.
Metall-Meßrohre sind daher üblicherweise innen mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht, z.B. aus Hartgummi, Polyfluorethylen etc., versehen und auch i.a. nicht-ferromagnetisch; bei vollständig aus einem Kunststoff oder aus einer Keramik, insb. aus Aluminiumoxid-Keramik, bestehenden Meßrohren ist die elektrisch nicht-leitende Schicht demgegenüber nicht erforderlich.
Das Magnetfeld wird mittels zweier Spulenanordnungen erzeugt, von denen im häufigsten Fall jede auf einem gedachten Durchmesser des Meßrohrs von außen an diesem angeordnet ist. Jede Spufenanordnung besteht üblicherweise aus einer Spule ohne Kern oder einer Spule mit einem weichmagnetischen Kern.

Damit das von den Spulen erzeugte Magnetfeld möglichst homogen ist, sind sie im häufigsten und einfachsten Fall identisch zueinander und elektrisch gleichsinnig in Serie geschaltet, sodass sie im Betrieb von demselben Erregerstrom durchflossen werden können. Es ist jedoch auch schon beschrieben worden, die Spulen abwechselnd gleich- bzw. gegensinnig von einem Erregerstrom durchfließen zu lassen, um dadurch beispielsweise die Viskosität von Flüssigkeiten und/oder einen Turbulenzgrad der Strömung ermitteln zu können, vgl. hierzu auch die EP-A1 275 940, die EP-A 770 855 oder die DE-A 43 26 991.

Der eben erwähnte Erregerstrom wird von einer Betriebs-Elektronik erzeugt; er wird auf einen konstanten Stromwert von z.B. 85 mA geregelt, und seine Stromrichtung wird periodisch umgekehrt. Die Stromrichtungsumkehr wird dadurch erreicht, dass die Spulen in einer sogenannten T-Schaltung oder einer sogenannten H-Schaltung liegen; zur Stromregelung und -richtungsumkehr vgl. die US-A 44 10 926 oder die US-A 60 31 740.

Die erwähnte induzierte Spannung entsteht zwischen mindestens zwei galvanischen, also von der Flüssigkeit benetzten, oder zwischen mindestens zwei kapazitiven, also z.B. innerhalb der Rohrwand des Meßrohrs angeordneten, Meßelektroden, wobei jede der Elektroden für sich ein Potential abgreift.

Im häufigsten Fall sind die Meßelektroden diametral einander gegenüberliegend so angeordnet, dass ihr gemeinsamer Durchmesser senkrecht zur Richtung des Magnetfelds und somit senkrecht zum Durchmesser ist, auf dem die Spulenanordnungen liegen. Die induzierte Spannung wird verstärkt und mittels einer Auswerteschaltung zu einem Messsignal aufbereitet, das registriert, angezeigt oder seinerseits weiterverarbeitet wird. Entsprechende Meß-Elektroniken sind dem Fachmann ebenfalls bekannt, beispielsweis aus der EP-A 814 324, der EP-A 521 169 oder der WO-A 01/90702.

Im Prinzip ist der Absolutwert des Potentials an der jeweiligen Elektrode für die Messung des Volumen-Durchflusses ohne Bedeutung, allerdings nur unter der Voraussetzung, dass einerseits die Potentiale im Aussteuerbereich eines auf die Meßelektroden folgenden Differenzverstärkers liegen, d.h. also dass dieser Verstärker von den Potentialen nicht übersteuert werden darf, und dass andererseits sich die Frequenz von Potentialänderungen wesentlich von der Frequenz der erwähnten Stromrichtungsumkehr unterscheidet.

Das Potential an jeder Elektrode ist nicht nur vom Magnetfeld aufgrund des Faraday-Gesetzes abhängig – in diese Abhängigkeit gehen die geometrisch/räumlichen Abmessungen des Meßrohrs und die Eigenschaften der Flüssigkeit ein –, sondern diesem auf dem Faraday-Gesetz beruhenden und als möglichst rein erwünschten Nutz-Messsignal sind, wie bereits in der EP-A 12 73 892 oder auch in der EP-A 1 273 891 diskutiert, Störpotentiale verschiedener Genese überlagert, die wiederum in erheblichem Maße zur Verschlechterung des Meßergebnisses beitragen können.

Eine erste Art von Störpotentialen stammt von induktiven und/oder kapazitiven Einstreuungen, die von den Spulenanordnungen und deren Zuleitungen ausgehen und die elektrische Ladung desjenigen Kondensators ändern, der an der Grenzschicht zwischen der Elektrode und der Flüssigkeit existiert. Aufgrund von Unsymmetrien im konkreten Aufbau des Durchflußaufnehmers, insb. was die Leitungsführung zu den Spulenanordnungen und den Meßelektroden angeht, weicht i.a. das Störpotential der einen Elektrode vom Störpotential der anderen Elektrode ab.

Dieser – erste – Effekt kann einerseits zu einer Begrenzung der Dynamik des erwähnten Differenzverstärkers führen. Andererseits unterliegt der Wert der vom Störpotential jeder Elektrode bedingten Störpotentialdifferenz Exemplarstreuungen aufgrund von Fertigungstoleranzen der Durchflußaufnehmer. Auch ist die feststellbare Abhängigkeit der Potentiale der Meßelektroden von der Geschwindigkeit der Flüssigkeit zum Teil auf diesen Effekt zurückzuführen, da bei kleinen Geschwindigkeiten die erwähnten Ladungen an der Grenzschicht zwischen Elektrode und Flüssigkeit von dieser nicht ausgeräumt werden.

Eine zweite Art von Störpotentialen stammt von Partikeln eines Fremdstoffs oder von Luftbläschen, die von der Flüssigkeit mitgeführt werden und die, wenn sie auf eine Elektrode auftreffen, plötzliche Änderungen von deren Potential bewirken. Die Abklingzeit dieser Änderungen ist von der Art der Flüssigkeit abhängig und zumeist auch größer als die Anstiegszeit der Änderungen.

Auch dieser – zweite – Effekt führt zu einem gestörten Nutz-Messsignal. Der dadurch bedingte Fehler ist zudem vom Potential der Elektrode abhängig. Da dieses aber – wie oben schon erläutert wurde – Exemplarstreuungen aufweist, tritt der zweite Effekt zum ersten Effekt hinzu, sodass die einzelnen Exemplare des Durchflußaufnehmers sehr unterschiedliches Verhalten zeigen, was natürlich äußerst unerwünscht ist.

Eine dritte Art von Störpotentialen ist, wie z.B. auch in der US-A 52 10 496 beschrieben, durch Beläge auf den Meßelektroden bedingt, die von der Flüssigkeit dort ablagert werden. Die Bildung der Beläge ist sehr stark von der Geschwindigkeit der Flüssigkeit abhängig. Die Unterschiede im Verhalten der einzelnen Exemplare der Durchflußaufnehmer können durch die Belagsbildung noch weiter vergrößert werden.

In der EP-A 1 273 892 ist ein Verfahren zum Betrieb eines magnetisch-induktiven Durchflußaufnehmers vorgeschlagen, wobei die Entstehung der erwähnten Störpotentiale, gleich welcher Art, dadurch verhindert oder zumindest deren Wirkung deutlich verringert werden, daß an wenigstens eine der beiden Meßelektroden mittels der Auswerte- und Betriebsschaltung erzeugte Spannungsimpulse zumindest zeitweise angelegt werden. Die Anwendung dieses Verfahrens kann vornehmlich bei ein-phasigen oder auch bei gut durchmischten mehr-phasigen Flüssigkeiten zu einer erheblichen Verbesserung der Meßgenauigkeit von magnetisch induktiven Durchflußmessern führen. Darüber hinaus sind beispielsweise in der EP-A 337 292 oder der WO-A 031004977 Verfahren beschrieben, bei denen die Meßelektroden, insb. durch taktweises Kurzschließen gegen Masse oder durch Anlegen einer harmonischen Wechselspannung, über einen längeren Zeitraum mit einer Ströpotentiale beseitigenden Löschspannung beaufschlagt werden.

Ein Nachteil des vorbeschriebenen Meßverfahrens bzw. entsprechender Durchflußaufnehmer besteht aber darin, daß beispielsweise bei mehr-phasigen Flüssigkeiten mit ausgeprägter Trennung der einzelnen Flüssigkeitsphasen oder bei breiig-zähen Flüssigkeiten mit einer eher stochastischen, vorab praktisch nicht mehr sinnvoll abschätzbaren und somit auch kaum mehr kalibrierbaren Verteilung der allfällig mitgeführten Fremdstoff-Partikel oder Gasbläschen zu rechnen ist. In entsprechendem Maße können so zumindest Störpotentiale der zweiten Art nicht mehr in ausreichend sicherem Maße von den Meßelektroden entfernt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die erwähnten Störpotentiale, insb. aber die Störpotentiale der zweiten Art, weitgehend kompensiert werden können und somit ein Meßwert erzeugt werden kann, der weitgehend unabhängig von solchen Störpotentialen, insb. von Störpotentialen der zweiten Art, ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Betreiben eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers mit einem Meßrohr, das in eine von einem Fluid durchströmte Leitung eingesetzt ist, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

– Strömenlassen des Fluids durch das Meßrohr,
– Fließenlassen eines mittels einer Auswerte- und Betriebsschaltung des Durchflußmessers erzeugten, insb. bi-polaren, Erregerstroms durch eine am Meßrohr angeordnete Spulenanordnung zum Erzeugen eines das Fluid durchsetzenden Magnetfelds,
– Induzieren einer Spannung im strömenden Fluid zum Verändern von an am Meßrohr angeordneten Meßelektroden angelegten Potentialen sowie
– Abführen von den Meßelektroden angelegten Potentialen zum Erzeugen wenigstens eines von der im strömenden Fluid induzierten Spannung abgeleiteten Meßsignals,
– Digitalisieren des Meßsignals oder zumindest eines Anteils desselben zum Erzeugen einer digitalen Abtastfolge, die einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals repräsentiert,
– Speichern wenigstens eines Teils der digitalen Abtastfolge zum Erzeugen eines ersten Datensatzes, der einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls momentan repräsentiert, sowie
– Detektieren einer Anomalie im zeitlichen Verlauf des Meßsignals, die zumindest anteilig eine von einem wenigstens einer der Meßelektroden angelegten, insb. pulsförmigen, Störpotentialverursacht ist, durch Detektieren einer Daten-Gruppe innehalb des gespeicherten ersten Datensatzes, die die Anomalie digital repräsentiert, sowie
– Extrahieren der der Daten-Gruppe zugehörigen Daten aus dem gespeicherten ersten Datensatz zum Erzeugen eines entstörten zweiten Datensatzes und
– Ermitteln eines eine physikalische Größe des strömenden Fluids repräsentierenden Meßwerts unter Verwendung des zweiten Datensatzes.

Des weiteren besteht die Erfindung in einem magnetisch-induktiver Durchflußmesser für ein in einer Leitung strömendes Fluid, der umfaßt:

– ein in die Leitung einfügbares Meßrohr zum Führen des Fluids,
– eine Auswerte- und Betriebsschaltung,
– von der Auswerte- und Betriebsschaltung gespeiste Mittel zum Erzeugen eines das Meßrohr durchsetzenden Magnetfelds mit einer am Meßrohr angeordneten und von einem Erregerstrom durchflossenen Spulenanordnung,
– wenigstens zwei Meßelektroden zum Abgreifen von Potentialen, die im durch das Meßrohr strömenden und vom Magnetfeld durchsetzten Fluid induziert sind,
– zumindest zeitweise mit den Meßelektroden verbundene Mittel zum Erzeugen wenigstens eines von den abgegriffenen Potentialen abgleiteten Meßsignals sowie
– Mittel zum Speichern eines ersten Datensatzes, der einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls momentan repräsentiert,
– wobei die Auswerte- und Betriebsschaltung
– anhand des ersten Datensatzes eine Anomalie im Meßsignal detektiert, die durch ein wenigstens einer der Meßelektroden angelegtes Störpotential bewirkt ist,
– die detektierte Anomalie vom gespeicherten ersten Datensatz extrahiert und einen von der detektierten Anomalie freien zweiten Datensatz erzeugt und
– mittels des von der Anomalie befreiten Datensatzes wenigstens einen Meßwert erzeugt, der eine physikalische Größe des strömenden Fluids repräsentiert.

Nach einer bevorzugten ersten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines ersten Zeitwertes anhand des ersten Datensatzes, welcher Zeitwert einen Zeitpunkt des Einsetzens der Störspannung repräsentiert.

Nach einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Ermittelns des ersten Zeitwertes die Schritte Vergleichen der digitalen Daten des ersten Datensatzes mit einem vorgebbaren ersten Schwellenwert und Erzeugen eines ersten Vergleichswerts, der ein Überschreiten des ersten Schwellenwerts signalisiert.

Nach einer bevorzugten dritten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines zweiten Zeitwertes anhand des ersten Datensatzes, welcher Zeitwert einen Zeitpunkt des Verschwindens der Störspannung repräsentiert.

Nach einer bevorzugten vierten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Ermittelns des zweiten Zeitwertes die Schritte Vergleichen der digitalen Daten des ersten Datensatzes mit einem vorgebbaren zweiten Schwellenwert und Erzeugen eines zweiten Vergleichswerts, der ein Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts signalisiert.

Nach einer bevorzugten fünften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines Amplitudenwerts anhand des ersten Datensatzes, welcher Amplitudenwert eine, insb. betragsmäßig größte, Amplitude des Meßsignals innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls repräsentiert.

Nach einer bevorzugten sechsten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines dritten Zeitwertes anhand des ersten Datensatzes, welcher Zeitwert einen Zeitpunkt des Auftretens der, insb. betragsmäßig größten, Amplitude des Meßsignals innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls repräsentiert.

Nach einer bevorzugten siebenten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Bilden einer Zeitdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitwert zum Ermitteln eines die Dauer des Auftretens der Störspannung repräsentierenden vierten Zeitwertes.

Nach einer bevorzugten achten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Vergleichen des Amplitudenwerts mit einem vorgebbaren, insb. im Betrieb veränderlichen, dritten Schwellenwert und Erzeugen eines dritten Vergleichswertes, der ein Überschreiten des dritten Schwellenwerts signalisiert.

Nach einer bevorzugten neunten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung des, insb. bereits digitalisierten, Meßsignals.

Nach einer bevorzugten zehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung von digitalen Daten des ersten Datensatzes.

Nach einer bevorzugten elften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung von digitalen Daten mit einem Zeitwert, der kleiner ist als der erste Zeitwert.

Nach einer bevorzugten zwölften Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts für die im strömende Fluid induzierten Spannung unter Verwendung von digitalen Daten mit einem Zeitwert, der größer ist als der zweite Zeitwert.

Nach einer bevorzugten dreizehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Erzeugen eines den zeitlichen Verlauf der Störspannung approximierenden künstlichen dritten Datensatzes digitaler Daten unter Verwendung wenigstens eines Teils der Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe.

Nach einer bevorzugten vierzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des künstlichen dritten Datensatzes den Schritt Ermitteln wenigstens einer Ausgleichsfunktion für zumindest einen Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe.

Nach einer bevorzugten fünfzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des künstlichen dritten Datensatzes den Schritt Erzeugen digitaler Daten unter Verwendung von Datenwerten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe und unter Verwendung der ermittelten Ausgleichsfunktion.

Nach einer bevorzugten sechzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des enstörten zweiten Datensatzes den Schritt Bilden einer Differenz zwischen einem der Datenwerte aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe und einem der Datenwert aus dem künstlichen dritten Datensatz, wobei die beiden jeweils zum Bilden der Differenz verwendeten Datenwerte miteinander korrespondierende, insb. gleiche, Zeitwerte aufweisen.

Nach einer bevorzugten siebzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens der wenigstens einen Ausgleichsfunktion den Schritt Ermitteln wenigstens eines Koeffizienten, insb. einer Zeitkonstante, für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung von Datenwerten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe.

Nach einer bevorzugten achtzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens der wenigstens einen Ausgleichsfunktion den Schritt Ermitteln eines Koeffizienten, insb. einer Zeitkonstante, für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung des für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwertes.

Nach einer bevorzugten neunzehnten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Ermittelns des Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion die Schritte Bilden einer ersten Differenz zwischen einem ersten Datenwert aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert, Bilden einer zweiten Differenz zwischen einem zweiten Datenwert aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert und Bilden eines Quotienten der ersten und der zweiten Differenz.

Nach einer bevorzugten zwanzigsten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Ermittelns des Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion die Schritte Erzeugen einer digitalen Koeffizientenfolge von vorläufigen Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion und digitales, insb. rekursives, Filtern der Koeffizientenfolge.

Nach einer bevorzugten einundzwanzigsten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung umfaßt der Schritt des Erzeugens des dritten Datensatzes den Schritt Ermitteln wenigstens einer zweiten Ausgleichsfunktion für zumindest einen zweiten Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die in hohem Maße veränderlichen Störpotentiale anhand von mit den Störpotentialen korrespondierenden Anomalien, insb. direkt und im Zeitbereich oder vielmehr im Abtastbereich, zu detektieren, die im Meßsignal bzw. in vom Meßsignal abgeleiteteten, digital gespeicherten Daten-Sätzen auftreten.

Die Erfindung basiert dabei auf der überraschenden Erkenntnis, daß Störpotentiale der beschriebenen Art zwar in einem in hohen Maße stochastischen verteilt sein können, jedoch die zu detektierenden Anomalien zumeist einen typischen Verlauf bzw. eine typische Form aufweisen, deren Erkennung sowohl eine Identifizierung solcher Störpotentiale in den vom Meßsignal abgeleiteteten, digital gespeicherten Daten-Sätzen als auch ein Bereinigen derselben durch Manipulation, insb. ein nicht-lineares digitales Filtern, der von den Störpotentialen betroffenen digitalen Daten ermöglicht, wobei die eigentliche, im Meßsignal enthaltene Information über die zu messende physikalische Größe einerseits weitgehend erhalten bleibt und andererseits auch für die Ermittlung des Meßwerts verfügbar gemacht ist.

Das Verfahren der Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Zeitdiagrammen und schematisierten Schaltbildern eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers näher erläutert.
1a, b zeigen schematisch und teilweise in der Form eines Blockschaltbilds einen für den Ablauf des Verfahrens der Erfindung geeigneten magnetisch-induktiven Durchflußmesser,
2a zeigt schematisch ein Zeitdiagramm eines im Betrieb des Durchflußmessers gemäß 1a, 1b fließenden Erregerstroms,
2b, c; zeigen schematisch Zeitdiagramme von im Betrieb des
3a, b; Durchflußmessers gemäß 1a, 1b meßbaren Potentialen und
4a, b; 5a, b 6a, b zeigen schematisch im Betrieb des Durchflußmessers gemäß 1a, 1b digital gespeicherte Verläufe von gemessenen Potentialen.
In 1 ist schematisch und teilweise in der Form eines Blockschaltbilds ein für den Ablauf des Verfahrens der Erfindung geeigneter magnetisch-induktiver Durchflußmesser dargestellt, mittels dem Meßwerte für zumindest eine physikalische Größe eines in einer – hier nicht gezeigten – Rohrleitung strömenden Fluids erzeugt werden können. Beispielsweise kann der Durchflußmesser dazu verwendet werden, einen Volumendurchfluß und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit zu messen.
Der Durchflußaufmemer, mit dem das Verfahren der Erfindung ausgeführt werden kann, umfasst einen Durchflußaufnehmer 1 zum Erzeugen von mit der zu messenden physikalischen Größe korrespondierenden Meßpotentialen, eine Betriebsschaltung 2 zum Erfassen der Meßpotentiale und zum Erzeugen wenigstens eines mit der physikalischen Größe korrespondierenden Meßsignals sowie eine Auswerteschaltung 3, die dazu dient die Betriebsschaltung 2 und somit auch den Durchflußaufnehmer 1 anzusteuern sowie unter Verwendung des wenigstens einen Meßsignals die physikalischen Größe repräsentierenden Meßwerte zu erzeugen. Die Betriebsschaltung 2, ggf. auch einige Komponenten des Durchflußaufnehmers 1 können beispielsweise, wie auch in 1a schematisch angedeutet, in einem Elektronikgehäuse 10 des Durchflußmessers untergebracht sein.
Zum Durchflußaufnehmer 1 gehört ein in den Verlauf der erwähnten Rohrleitung einsetzbares Meßrohr 11, das eine Rohrwand aufweist und durch das im Betrieb in Richtung einer Meßrorhlängsachse das zu messende Fluid strömen gelassen wird.
Zur Vermeidung eines Kurzschließens von im Fluid induzierten Spannungen ist ein das Fluid berührendes Innenteil des Meßrohrs 11 elektrisch nicht-leitend ausgeführt. Metall-Meßrohre sind dafür üblicherweise innen mit einer elektrisch nicht-leitenden Schicht, z.B. aus Hartgummi, Polyfluorethylen etc., versehen und auch i.a. nicht-ferromagnetisch; bei vollständig aus einem Kunststoff oder aus einer Keramik, insb. aus Aluminiumoxid-Keramik, bestehenden Meßrohren ist die elektrisch nichtleitende Schicht demgegenüber nicht erforderlich.
Eine von einer in der Betriebsschaltung 2 vorgesehenen Treiber-Elektronik 21 angesteuerte Spulenanordnung des Durchflußmessers weist eine am Meßrohr 11 angeordnete erste Feldspule 12 und eine am Meßrohr 11 angeordnete zweite Feldspule 13 auf. Die Feldspulen 12, 13 liegen auf einem ersten Durchmesser des Meßrohrs 11. Die Spulenanordnung dient im Betrieb der Erzeugung eines die Rohrwand und das hindurchströmende Fluid durchsetzenden Magnetfelds H. Dieses entsteht, wenn in den, hier in Reihe geschalteten, Feldspulen 12, 13 ein von der Treiber-Elektronik 21 getriebener Erregerstrom I fließen gelassen wird. Der bevorzugt bi-polare Erregerstrom I kann hierbei z.B. rechteck-, Breieck- oder sinus-förmig sein.
In 1b ist gezeigt, daß die Feldspulen 12, 13 keinen Kern enthalten, also sogenannte Luftspulen sind. Die Feldspulen 12, 13 können jedoch auch, wie bei derartigen Spulenanordnungen üblich, um einen Kern gewickelt sein, der i.a. weichmagnetisch ist, wobei die Kerne mit Polschuhen zusammenwirken können, vgl. z.B. die US-A 55 40 103.
Die Spulenanordnung ist bevorzugt so ausgeführt, insb. sind die beiden Feldspulen 12, 13 so geformt und dimensioniert, daß das damit erzeugte Magnetfeld H innerhalb des Meßrohrs 11 zumindest bezüglich eines zum ersten Durchmesser senkrechten zweiten Durchmessers symmetrisch, insb. rotationssymmetrisch, ausgebildet ist.
Bevorzugt wird mittels der Treiber-Elektronik 21 ein, insb. auf konstante Amplitude geregelter, Gleichstrom erzeugt, der dann mittels eines entsprechenden, beispielsweise in H- oder T-Schaltung konfigurierten, Schaltwerks periodisch umgeschaltet und so zu einem Wechselstrom mit geregelter Amplitude moduliert wird. Infolgedessen wird also der Erregerstrom I so durch die Spulenanordnung fließengelassen, daß die Spulen 12, 13, wie in 2a schematisch dargestellt, während einer ersten Schaltphase PH11 jeweils in einer ersten Stromrichtung und während einer auf die erste Schaltphase folgenden zweiten Schaltphase PH12 jeweils in einer zur ersten Stromrichtung umgekehrten Gegenrichtung durchflossen sind, vgl. zu Stromregelung und -umpolung z.B. auch die US-A 44 10 926 oder die US-A 60 31 740.
Auf die zweite Schaltphase PH12 folgt eine dritte Schaltphase PH21, während der der Erregerstrom I wieder in der ersten Stromrichtung fließt. Auf die dritte Schaltphase folgt eine vierte Schaltphase PH22, während der der Erregerstrom I wieder in der Gegenrichtung fließt. Darauf folgt eine entsprechende Schaltphase PH31 u.s.w. Bezüglich der Umkehrung der Richtung des Erregerstroms I bilden jeweils zwei der aufeinanderfolgenden Schaltphasen eine Umschaltperiode P1, P2, P3 u.s.w. Einhergehend mit der Umpolung des die Spulenanordnung durchfließenden Erregerstroms I, abgesehen von einer allfälligen Schaltphasenverschiebung im wesentlichen synchron dazu wird auch das Magnetfeld H wiederholt umgepolt, vgl. hierzu 2a.
Eine an einer Innenseite der Rohrwand des Meßrohrs 11 angeordnete erste Elektrode 14 dient dem Abgriff eines vom Magnetfeld H induzierten ersten Potentials e₁₄. Eine in der gleichen Weise angeordnete zweite Elektrode 15 dient dem Abgriff eines vom Magnetfeld induzierten zweiten Potentials e₁₅. Die Meßelektroden 14, 15 liegen auf dem zum ersten Durchmesser und zur Meßrohlängsachse senkrechten zweiten Durchmesser des Meßrohrs 11, sie können aber z.B. auch auf einer zum zweiten Durchmesser parallelen Sehne des Meßrohrs 11 liegen, vgl. hierzu auch die US-A 56 46 353.
In 1b sind die Meßelektroden 14, 15 galvanische Meßelektroden, die also das Fluid berühren. Es können jedoch auch zwei kapazitive, also z.B. innerhalb der Rohrwand des Meßrohrs 11 angeordnete, Meßelektroden verwendet werden. Jede der Meßelektroden 14, 15 greift für sich ein elektrisches Potential e₁₄, e₁₅ ab, das im Betrieb aufgrund des Faraday-Gesetzes im hindurchströmenden Fluid induziert wird.
Wie in der 1b gezeigt sind die Meßelektroden 14, 15 im Betrieb zumindest zeitweise mit einem invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 22 verbunden. Somit wird eine als Meßsignal u dienende Potentialdifferenz der beiden von den Meßelektroden 14, 15 abgegriffenen Potentiale e₁₄, e₁₅ gebildet, das mit einer im hindurchströmenden Fluid aufgebauten Spannung und somit auch mit der zu messenden physikalischen Größe korrespondiert. Die an den Meßelektroden 14, 15 anliegenden Potentiale e₁₄, e₁₅ liegen üblicherweise etwa im Bereich von 10 mV bis 100 mV.
Das im gezeigten Ausführungsbeispiel ausgangs des Differenzverstärkers 22 anliegende Meßsignal u wird, wie in 1a, 1b schematisch dargestellt, der im Durchflußmesser vorgesehenen Auswerteschaltung 3 zugeführt.
Erfindungsgemäß dient die Auswerteschaltung 3 insb. dazu, das zugeführte Meßsignal u zu digitalisieren und abschnittsweise inform eines ersten Datensatzes DS₁ abzuspeichern, so daß zur Ermittlung des Meßwerts X_M eine Information über den zeitlichen Verlauf eines Abschnitts des Meßsignals u in digitaler Form zur Verfügung gehalten wird.
Zu diesem Zweck ist das Meßsignal u der Auswerteschaltung 3, wie in 1a schematisch dargestellt, bevorzugt über ein Tiefpaßfilter 31, z.B. einem passiven oder einem aktiven RC-Filter, von vorgebbarer Filterordnung und von einstellbarer Grenzfrequenz zugeführt. Das Tiefpaßfilter 31 dient dazu, das Meßsignal u zur Vermeidung von Aliasing-Fehler bandzubegrenzen und somit für eine Digitalisierung entsprechend vorzuverarbeiten. Die Grenzfrequenz ist gemäß dem bekannten Nyquist-Abtasttheorem dazu auf weniger als das 0,5-fache einer Abtastfrequenz eingestellt, mit der der passierengelassene Anteil des Meßsignals u abgetastet wird. Für den Fall, daß das Meßsignal u bereits in der erforderlichen Weise bandbegrenzt ist, kann ggf. auch auf das Tiefpaßfilter 31 verzichtet werden.
Ausgangsseits ist das Tiefpaßfilter 31 an einen Signaleingang eines A/D-Wandlers (Analog-zu-Digital-Wandler) 32 der Auswerteschaltung 3 gekoppelt, der dazu dient, das via Tiefpaßfilter 31, insb. direkt, zugeführte Meßsignal u in ein dieses repräsentierendes, digitales Meßsignal u_D umzuwandeln. Als A/D-Wandler 32 können hierzu dem Fachmann bekannte, z.B. seriell- oder parallel-umsetzende, A/D-Wandler verwendet werden, die mit der oben erwähnten Abtastfrequenz getaktet werden können. Ein dafür geeigneter A/D-Wandlertyp ist z.B. der eines Delta-sigma A/D Converters ADS 1252 von Texas Instnaments Inc. mit einer Auflösung von 24 Bit und einer zulässigen Abtastfrequenz von kleiner gleich 40 kHz, wobei zur Realiserung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchaus Abtastfrequenzen von kleiner 10 kHz ausreichend sein können.
Für den Fall, daß der verwendete A/D-Wandler 32, wie z.B. vorgenannter ADS 1252, zum Umformen von ausschließlich positiven Signalwerten vorgesehen ist, ist eine Referenzspannung des A/D-Wandlers 32, entsprechend so einzustellen, daß ein zu erwartender minimaler Signalwert eingangs des Wandlers wenigstens ein Bit, insb. das höchste signifikante Bit (MSB), des Meßsignals u_D setzt. Anders gesagt, dem ausgangs des Tiefpaßfilters 31 anliegenden Signal ist ein Gleichanteil so aufzuaddieren, daß es auf den A/D-Wandler 32 praktisch als ein Gleichsignal von veränderlicher Amplitude wirkt.
Das ausgangsseits des A/D-Wandlers 32 anliegende digitale Meßsignal u_D wird, z.B. via internen Datenbus, segmentsweise in einen flüchtigen Datenspeicher 33 der Auswerteschaltung 3 geladen und dort als eine das Meßsignal u momentan repräsentierende endliche Abtastfolge AF inform eines Ensembles von digital gespeicherten Meßdaten, insb. für einen digitalen Durchflußrechner 34 der Auswerteschaltung 3, verfügbar gehalten. Als Datenspeicher 33 können hierbei z.B. statische und/oder dynamische Schreib-Lese-Speicher dienen.
Eine Breite für ein momentanes Abtastfenster, also eine zeitliche Länge des abzuspeichernden, momentan das Meßsignal u repräsentierenden Abschnitts der Abtastfolge AF kann beispielsweise im Bereich der gesamten Dauer einer der Umschaltperioden P1, P2 liegen, mit der der Erregerstrom 1 getaktet ist oder auch im Bereich der Dauer einer der Schaltphasen PH11, PH12, PH21, PH22, wobei die Taktung mit in den Datenspeicher 33 eingelesen wird dementsprechend auch im wesentlichen phasengleich zur Taktung des Enegerstroms erfolgt. Übliche Taktzeiten liegen bei herkömmlichen Durchflußmesern der beschriebenen Art etwa im Bereich von 10 bis 100 ms, was wiederum bei einer Abtastfrequenz f_a A/D-Wandlers 32 von 10 kHz jeweils eine Anzahl von 100 bis 1000 Samples, also 1000 abgespeicherten Abtastwerten von der Abtastfolge AF bzw. den ersten Datensatz ergeben würde.
Falls erforderlich, beispielsweise bedingt durch eine geringere Speicherkapazität des Datenspeichers 33 oder zur vorgelagerten Eliminierung von feldumbaubedingten Spannungstransienten, ist es auch möglich, nur ein Anteil des pro Schaltphase erzeugten Meßsignals u, vielmehr des digitalen Meßsignals u_D in den Datenspeicher 33 einzulesen. Zur Veranschaulichung sind dazu die oben erwähnten Schaltphasen PH11, PH12, PH21, PH22, PH31 jeweils in eine zugehörige, dem Magnetfeldaufbau dienende erste Teil-Periodendauer T111, T121, T211, T221, T311 und in eine zugehörige, als Meßphase dienende zweite Teil-Periodendauer T112, T122, T212, T222, T312 unterteilt, vgl. die 2a, 2b und 2c. Vorzugsweise wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung jeweils immer nur der zur jeweils aktuellen zweite der Teil-Periodendauern T112, T122, T212, T222 oder T312 zugehörige des Meßsignals u im Datenspeicher 33 virtuell abgebildet, wobei die Auswertung der Meßdaten und die Erzeugung des Meßwerts dann jeweils während der nächsten Magnetfeldaufbauphase T121, T211, T221, T311 erfolgen kann.
Zum Erzeugen des Meßwerts X_M aus der Abtastfolge AF hat der Durchflußrechner 34, z.B. via internen Datenbus, zumindest temporär einen, insb. Daten lesenden, Zugriff auf den Datenspeicher 33 und die darin abgelegten Datensätze. Der Durchflußrechner 34 kann z.B., wie in 1a schematisch dargestellt, in vorteilhafter Weise mittels eines Mikroprozessors 30 und in diesem ablaufender Rechenprogramme realisiert sein.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Auswerteschaltung 3 ferner einen als separate Teilschaltung ausgeführten Speichermananger 35, der mit dem Mikroprozessor 30, z.B. via internen Datenbus, kommunizierend dazu dient, den Datenspeicher 33 zu verwalten, insb. das Sampling des digitalen Meßsignals u_D und das Erzeugen der Abtastfolge AF zu steuern, und somit den Mikroprozessor 30 zu entlasten. Der Speichermananger 35 ist bevorzugt in einen programmierbaren Funktionsspeicher, z.B. ein PAL (programmable array logic) oder ein FPGA (field programmable gate array), implementiert. Falls erforderlich, kann der Speichermananger 35 aber auch mittels des Mikroprozessors 30 oder eines weiteren, hier nicht gezeigten, Mikroprozessors und entsprechenden, darin ablaufenden Rechenprogrammen realisiert sein. Mittels des Speichermanangers 35 kann z.B. auch eine für derartige Durchflußmeßgeräte übliche Mittelwert- oder Medianbildung über mehrere Abtastfolgen realisiert werden.
Wie bereits mehrfach erwähnt kann das Meßsignal u aufgrund von an den Meßelektroden 14, 15 auftretenden Störpotentialen E112, E122, E222, E312 in erheblichem Maße gestört und somit verfälscht sein, vgl. hierzu auch 2b, 2c. Zur Veranschaulichung sind ferner in den 3a, 3b über etwa 10 Sekunden aufgenommene Verläufe der Potentiale e₁₄, e₁₅ dargestellt, die zeitweise von Störpotentialen überlagert sind, wobei ein in der beschriebenen Weise gestörter Bereich der aufgenommenen Potentialverläufe e₁₄, e₁₅ in den 4a, 4b nochmals in einem anderen Zeitmaßstab gezeigt sind; im Vergleich dazu sind in den 5a, 5b praktisch ungestörte Bereiche der in 3a bzw. 3b gezeigten Potentialverläufe e₁₄, e₁₅ nochmals dargestellt.
Untersuchungen der zeitlichen Verläufe solcher Störpotentiale haben ergeben, daß, wie auch den 3a, 3b ohne weiteres entnehmbar, zwar beispielsweise die Höhe ihrer Amplitude oder die Zeitpunkte ihres Auftretens nicht vorherbestimmbar ist, wohl aber zumindest für eine Vielzahl der Störpotentiale ein typischer Amplitudenvertauf postuliert und im Sinne einer a-priori-Infonnation bei der Auswertung des Meßsignals u und der Ermittlung der Meßwerte berücksichtigt werden kann. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß sich die Störpotentiale im zeitlichen Verlauf des Meßsignals u inform von markanten, vorab zumindest qualitativ in ihrer Verlaufsform bestimmbaren Anomalien niederschlagen. Zu dem hat es sich gezeigt, daß diese Anomalien im Betrieb innerhalb der Abtastfolge AF oder vielmehr anhand des daraus abgeleiteten aktuellen Datensatzes DS₁ vergleichsweise sicher detektiert und auf Kosten eines vergleichsweise sehr geringen Informationsverlust aus dem Datensatz eliminiert werden können.
Dementsprechend wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Anomalie im zeitlichen Verlauf des Meßsignals u, die zumindest anteilig eine von einem wenigstens einer der Meßelektroden 14, 15 angelegten Störpotential, insb. pulsförmige, Störspannung verursacht ist, dadurch detektiert, daß, wie in 6a schematisch dargestellt, eine Daten-Gruppe DS_A innerhalb des gespeicherten ersten Datensatzes DS₁ ermittelt wird, die die Anomalie digital repräsentiert. Ferner wird zum Erzeugen eines entstörten zweiten Datensatzes DS₂ die so detektierte Anomalie aus dem gespeicherten ersten Datensatz DS₁ extrahiert, wobei der enstörte Datensatz DS₂ schließlich zum Ermitteln die die zu messende physikalische Größe des strömenden Fluids repräsentierenden Meßwerts X_M verwendet wird.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgsehen, zum Erzeugen des entstörten Datensatzes DS₂ einen Mittelwert U für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung eines Bereichs des Meßsignals u oder des bereits digitalisierten Meßsignals u_D zu ermitteln und im Datenspeicher 33 für die weiteren Berechnungen verfügbar zu halten. In vorteilhafter Weise kann für die Bestimmung des Mittelwerts U unter Verwendung des aktuell gespeicherten Datensatzes DS₁ und/oder unter Verwendung eines zu einem früheren Zeitpunkt unter Verwendung eines während einer früheren Schaltphase – vorzugsweise der unmittelbar vorangehenden Schaltphase oder der vorangehenden Schaltphase gleicher Stromrichtung – vom Meßsignal u abgeleiteten und zwischengespeicherten Datensatzes erfolgen. Für die Bildung des Mittelwerts U werden dabei vorzugsweise solche Daten verwendet, die nicht zu der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A gehören und die somit als im wesentlichen störungsfrei angesehen werden können.
Unter Verwendung des Mittelwerts U kann so beispielsweise durch ein einfaches Löschen der einzelnen Daten der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A aus dem aktuell gespeicherten Datensatzes DS₁ und Einsetzen jeweils des aktuellen Mittelwerts U in die "frei gewordenen" Stellen des Datensatzes DS₁ auf einfache Weise schon eine sehr wirkungsvolle Entstörung des Datensatzes DS₁ erfolgen. Allerdings kann auf diese Weise bei stark schwankendem Durchfluß auch ein erhebliches Maß an Meßinformation verloren gehen.
Basierend auf der Erkenntnis, daß die meisten Störpotentiale eine qualitativ im wesentlichen vergleichbare Verlaufsform aufweisen und somit in ihrem zeitlichen Verlauf zumindest qualitativ vorab auch bestimmbar oder zumindest gut abschätzbar sind, wird nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens der entstörte zweite Datensatz DS₂, wie auch in 6b angedeutet, unter Verwendung eines den zeitlichen Verlauf der Störspannung approximierenden dritten Datensatzes DS_K künstlich erzeugter digitaler Daten gebildet. Diese Daten werden im Betrieb mittels der Auswerteschaltung 3 anhand wenigstens eines Anteils der Daten aus der zuvor georteten, die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A berechnet und ggf. auch wieder im Datenspeicher 33 zwischengespeichert.
Im weiteren kann nunmehr der entstörte zweite Datensatz DS₂ in vorteilhafter Weise dadurch erzeugt werden, daß zunächst aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A und aus dem dritten Datensatzes DS_K jeweils ein Datenwert x ausgewählt wird, wobei die beiden ausgewählten Datenwerte x miteinander konsepondierende, insb. gleiche, Zeitwerte i aufweisen, und daß eine Differenz der beiden momentan ausgewählten Datenwerten x numerisch gebildet wird. Dies wird so oft wiederholt, bis alle Datenwerte x aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A verwendet worden sind. Auf diese Weise wird praktisch also ein in seiner Verlaufsform, insb. in seiner Höhe und in seiner Dauer, approximiertes Störpotential virtuell vom Meßsignal u abgezogen, wodurch, unter der Annahme, daß die den approximierten Verlauf des Störpotential überragende Spannung im wesentlichen die eigentlich interessierende Meßspannung ist, praktisch lediglich der mit der physikalischen Größe korrespondierende Anteil des Meßsignals im entstörten Datensatz DS₂ verbleibt.
Zum Erzeugen des künstlichen Datensatzes DS_K wird nach einer Weiterbildung der Erfindung mittels der Auswerteschaltung 3 im Betrieb wenigstens eine Ausgleichsfunktion für zumindest einen Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A ermittelt und unter Verwendung der Ausgleichsfunktions der künstlichen Datensatz DS_K ermittelt. Nach einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung des Verfahrens der Erfindung ist für die Ermittlung der wenigstens einen Ausgleichsfunktion ferner vorgesehen, wenigstens einen, vorzugsweise aber zwei oder mehr, Koeffizienten T₁ für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung von Datenwerten x aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A zu ermitteln.
Zur Ermittlung der Ausgleichsfunktion, insb. der Koeffizienten T₁ für die Ausgleichsfunktion, kann beispielsweise ein auf dem Gaußschen Prinzip der kleinsten Fehlerquadrate beruhender Algorithmus in die Auswerteschaltung 3 einprogrammiert und mittels derselben auf die im Datenspeicher 33 momentan vorgehaltene Daten-Gruppe DS_A angewendet werden.
Im Vergleich zu der weiter oben genannten Ausgestaltung, bei der lediglich der aktuelle Mittelwert U als Ersatz für die Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Date-Gruppe DS_A verwendet wird konnte bei Verwendung einer geeigneten Ausgleichsfunktion, insb. bei Verwendung des so erzeugten entstörten Datensatzes DS₂ für die Durchflußmessung, zumindest eine Halbierung erreicht und somit eine weitere deutliche Verringerung des Meßfehlers werden.
Untersuchungen representativer Anwendungsfälle haben ferner gezeigt, daß eine besonders häufig auftretende Verlaufsform von Störpotentialen der beschriebenen Art beispielsweise der von kurzen nadelförmiger Spannungspulsen sehr ähnlich ist. Die Störpotentiale weisen dabei eine zumeist relativ steile Anstiegsflanke auf gefolgt von einer im wesentlichen expotentiell abfallende Flanke. Basierend auf dieser Erkenntnis ist nach einer anderen Ausgestaltung vorgenannter Weiterbildung der Erfindung für die Ermittlung der wenigstens einen Ausgleichsfunktion vorgesehen, wenigstens einen Koeffizienten als eine Zeitkonstante einer expotentiell abfallenden Ausgleichsfunktion, beispielsweise einer abfallenden e-Funktion erster oder höherer Ordnung, zu ermitteln.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dafür zunächst vorläufige Koeffizienten, insb. eine Folge von vorläufigen Koeffizienten, für die Ausgleichsfunktion erzeugt, beispielsweise unter wiederholter sequentieller Anwendung der vorgenannten Berechnungsvorschrift auf verschiedene Datenpaare aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A. Gemäß einer Weiterbildung werden die ermittelten vorläufigen Koeffizienten, beispielsweise einzeln jeweils unmittelbar nach ihrer Berechnung oder erst nach der Berechnung der gesamten Koeffizientenfolge, digital gefiltert. Untersuchungen haben gezeigt, daß insb. unter Verwendung eines rekursiven Digital-Filter auf die Koeffizientenfolge auch bereits mit einer niedrigen Filterordnung gute, insb. robuste und auch bei einem großen Spektrum in den auftertenenden Störpotentialen gut reproduzierbare, Meßergebnisse erzielt werden können. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Folge der vorläufigen Koeffizienten gemäß folgender Bildungsvorschrift ermittelt werden: TT ^ = λ·Tn + (1 – λ)·TT ^n–1, (1)worin
T_n – ein im momentan ausgeführten Berechnungsschritt berechneter vorläufiger Koeffizient für die Ausgleichsfunktion,
T_n–1 – ein im zuvor ausgeführten Berechnungsschritt berechneter vorläufiger Koeffizient für die Ausgleichsfunktion,
T_n – ein für den momentanen Berechnungsschritt vorab ermittelter Zwischenwert und
λ, (1–λ) – vorab bestimmte Filterkoeffiziente für das Digital-Filter sind, mit 0 < λ < 1.
Hierbei ist es sowohl möglich, die vorläufig ermittelten Koeffizienten einzeln abzuspeichern als auch jeweils immer nur den aktuellen und den vorangehenden Koeffizienten im Datenspeicher 33 zu führen. Die Berechnungsvorschrift wird nunmehr solange angewendet bis eine vorgegebene Anzahl, beispielsweise in Höhe der Anzahl an Daten in der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A, von Rechenschleifen durchlaufen und/oder bis ein zuvor gewähltes Abbbruchkriterium, beispielsweise eine ausreichend niedrige Änderung zwischen zuletzt berechneten vorläufigen Koeffizienten, erfüllt sind. Der zuletzt berechnet Koeffizient entsprich dann dem für die Ausgleichsfunktion gesuchten Koeffizienten T₁.
Für den Fall, daß ein Störpotenial über einen längeren Zeiraum und so auch über mehrere Meßphasen hinweg an den Meßelektroden ansteht, wird die Berechnung des Koeffizienten unter Verwendung eines entsprechenden, in einer unmittelbar vorangehenden Meßphase ermittelten Koeffizienten durchgeführt, wobei dieser ältere Koeffizient dann beispeilsweise als ein aktueller vorläufiger Koeffizient dienen kann ^{^}T_n–1.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, zum Erzeugen der wenigstens einen Ausgleichsfunktion den oder die Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung des für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwertes U zu berechnen. In vorteilhafter Weise kann dies z.B. bereits bei der Bestimmung der Zwischenwerte für die vorläufigen Koeffizienten basierend auf der folgenden Berechnungsvorschrift numerisch umgesetzt werden:
worin
x_i1, x_i2 – ein erster und ein zweiter Datenwert aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A und
i₁, i₂ – deren mit dem jeweils zugehörigen Zeitwert korrespondierenden Indizies sind.
Gemäß Gl. (2) wird bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens werden eine erste Differenz zwischen einem ersten Datenwert x_i1 aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert U und eine zweiten Differenz zwischen einem zweiten Datenwert x_i2 aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert U gebildet. Von einem aus der ersten und der zweiten Differenz ermittelten Quotienten wird ferner der natürliche Logarithmus numerisch ermittelt, auf den dann eine zuvor gebildete Differenz zwischen den Zeitwerten bzw. Indizies i₁, i₂ der momentan verwendeten Datenwerte x_i1, x_i2 normiert wird.
Zum Detektieren der Anomalie wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung anhand des ersten Datensatzes DS₁ ein erster Zeitwert t_s ermittelt, der einen Zeitpunkt des Einsetzens der Störspannung repräsentiert. Dazu können die digitalen Daten des ersten Datensatzes DS₁ beipielsweise mit einem vorgebbaren, insb. im Betrieb veränderlichen, ersten Schwellenwert TH_s verglichen und ein entsprechender erster Vergleichswerts erzeugt werden, der ein Überschreiten des ersten Schwellenwerts TH_s signalisiert. Der erste Zeitwert t_s läßt sich zu t_s = i_s/·f_a berechnen, worin i_s der Index des ermittelten Datenwerts, der zuerst den Schwellenwert überschreitet. Ferner wird zum Detektieren der Anomalie anhand des ersten Datensatzes DS₁ ein zweiter Zeitwert t_e ermittelt, beispielsweise basierend auf t_e = i_e/·f_a, der einen Zeitpunkt des Verschwindens der Störspannung repräsentiert. In analoger Weise können die digitalen Daten des ersten Datensatzes DS₁ beipielsweise mit einem vorgebbaren, insb. im Betrieb veränderlichen, zweiten Schwellenwert TH_e verglichen und ein entsprechender zweiter Vergleichswerts erzeugt werden, der ein Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts TH_e signalisiert. Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß sich die vorgenannten Vergleiche eigentlich auf den Betrag des Meßsignals u beziehen. Für den Fall, daß diese Vergleiche auch unter Berücksichtigung des Vorzeichens des Meßsignals u erfolgen soll, sind die Schwellenwerte die TH_s, TH_e für negative Spannungen entsprechend umgekehrt festzulegen.
Basierend auf der Annahme, daß sich beispielsweise der Durchfluß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen T112 und T122 physikalisch oder technologisch beding nur in einem vergleichsweise geringen Maße ändern kann, wird nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wenigstens einer der Schwellenwerte TH_s, TH_e im Betrieb ermittelt und an das momentan im Meßrohr 11 strömende Fluid, insb. an einen für eine früheren Schaltphase ermittelten Durchflußmeßwert, angepaßt. In vorteilhafter Weise kann beispielsweise der Schwellenwert TH_s, oder TH_e in unter Verwendung eines in einer früheren, insb. einer unmittelbar vorangehenden oder einer jüngsten, nicht gestörten, Meßphase ermittelten Mittelwerts U des Meßsignals u gebildet, beispielsweise durch eine einfache Erhöhung um einen mit der innerhalb der inzwischen verstrichen Zeit maximal zu erwarten Erhöhung des Meßsignals u korrespondierenden Wert oder um eine entsprechenden prozentualen Anteil.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung wird die Anomalie ferner dadurch detektiert, daß anhand des ersten Datensatzes DS₁ wenigstens ein Amplitudenwert und ein zugehöriger dritten Zeitwert ermittelt werden, wobei der Amplitudenwert eine, insb. betragsmäßig größte, Amplitude des Meßsignals innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls repräsentiert. Fernen ist vorgesehen, zum Detektieren der Anomalie mehrere oder sämtliche Daten des ersten Datensatzes DS₁ oder auch nur den den Amplitudenwert mit einem vorgebbaren, insb. im Betrieb veränderlichen, dritten Schwellenwert TH_a zu vergleichen. Dieser Schwellenwert ist dabei größer gewählt als der erste Schwellenwert TH_s und repräsentiert eine vorab bestimmte Mindestamplitude für eine als Anomalie zu detektierende Spannungsüberhöhung. Darüberhianus wird ein entsprechender dritter Vergleichswert zu erzeugt, der ein Überschreiten des Schwellenwerts TH_a signalisiert.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden zum Detektieren der Anomalie die digitalen Daten des ersten Datensatzes DS₁ mit einem vorgebbaren dritten Schwellenwert TH_a verglichen und wird in entsprechender Weise der dritte Vergleichswerts erzeugt, der ein Überschreiten des Schwellenwerts TH_a signalisiert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zum Detektieren der Anomalie ferner eine Zeitdifferenz t_e – t_s zwischen dem zuvor ermittelten, das Einsetzen der Störspannung repräsentieren ersten Zeitwert t_s und dem das Verschwindens der Störspannung repräsentieren zweiten Zeitwert t_e ein vierter Zeitwert ermittelt, der die Dauer des Auftretens der Störspannung repräsentiert. Im weiteren kann dieser vierte Zeitwert wiederum mit einem entsprechenden vierten Schwellenwert verglichen werden, der eine vorgebbare Mindestdauer für einen als zu eliminierende Anomalie anzusehenden Spannungspuls repräsentiert.
Des weiteren kann bei einem nicht vollständig gestörten die Berechnung des Mittelwerts U für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung von digitalen Daten mit einem Zeitwert erfolgen, der kleiner ist als der zuvor bestimmte erste Zeitwert t_s und/oder unter Verwendung von digitalen Daten mit einem Zeitwert, der größer ist als der zweite Zeitwert t_e.
Zudem ist es auch möglich neben der erwähnten einen Ausgleichsfunktion, im Betrieb eine weitere Ausgleichsfunktionen für zumindest einen zweiten Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe DS_A zu ermitteln, beispielsweise eine einfache Anstiegsgerade für die Anstiegsflanke des Störspannungspulses, und die Daten des künstlichen Datensatzes DS_K auch unter Verwendung dieser zweiten Ausgleichsfunktion zu erzeugen.
Im Anschluß an die Erzeugung des enstörten Datensatzes DS₂ kann nunmehr mittels der Auswerteschaltung 3 in der üblichen Weise, wie z.B. auch in der US-A 43 82 387, der US-A 44 22 337 oder der US-A 47 04 908 für einen Durchflußmeßwert beschrieben, den die zu messenden physikalische Größe entsprechend repräsentierenden Meßwert berechnet werden. Die Ermittlung beispielsweise des Durchflusses basiert, wie bereits erwähnt, auf der Auswertung einer vom momentanen Durchfluß abhängigen Amplitudenverlaufs der zwischen den beiden Meßelektroden 14, 15 abgriffenen Spannung, die mittels des im Datenspeicher 33 verfügbar gehaltenen entstörten Datensatzes DS₂ nunmehr hochgenau auf herkömmliche Weise bestimmt werden kann. Ebenso kann der aktuelle entstörten Datensatz DS₂ bzw. mehrer solcher gespeicherten Datensätze zur Ermittlung weiterer interessierender physikalischer Größen, beispielsweise einer Viskosität des Fluids, eines Fließindexes, eines Turbulenzgrades der Strömung oder dergleichen verwendet werden.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß anstelle eines dem Erzeugen eines analogen Differenzsignals dienenden einzigen Differenzverstärkers für die Meßelektroden 14, 15 selbstverständlich auch separat für jede der Meßelektroden 14, 15 ein entsprechender Signalverstärker vorgesehen werden kann. Dementsprechend kann beispielsweise auch Potentialdifferenz der beiden von den Meßelektroden 14, 15 abgegriffenen Potentiale e₁₄, e₁₅ anhand zweier separat digitaliserter Meßsignale und numerisch berechnet werden.
Sowohl die zur Erzeugung des enstörten Datensatzes DS₂ mittels des Datensatzes DS₁ als auch die zur Bestimmung der Meßwerte X_M anhand des enstörten Datensatzes DS₂ erforderlichen Auswerteverfahren können in der dem Fachmann bekannten Weise z.B. als im Mikroprozessor 30 ablaufendes Rechenprogramm realisiert sein. Die dazu jeweils erforderlichen Programmcodes können ohne weiters in einem, insb. permanent, beschreibbaren Speicher 36 der Auswertstufe 3, z.B. einem EPROM, einem Flash-EEPROM oder EEPROM, implementiert werden, auf den der Mikroprozessor 30 im Betrieb Daten lesend zugreift.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, den Mikroprozessor 30 mittels eines digitalen Signalprozessors, beispielsweise vom Typ TMS 320C 33 der Firma Texas Instruments, Inc., zu realisieren. Falls erforderlich, kann in der Steuerungseinheit 3 z.B. neben dem Mikroprozessor 30 auch ein zusätzlicher Signalprozessor vorgesehen sein.
Das Durchflußmeßgerät kann z.B. an einen, nichtdargestellten, Feldbus angeschlossen und so mit einer entfernten Meßwarte und mit einer externen Energieversorgung verbunden sein, die eine das Durchflußmeßgerät, über eine interne Versorgungseinheit 4 eingestellt, speist. Zum Senden von Meßgerätedaten, insb. auch des Durchflußmeßwerts, an den Feldbus umfaßt das Durchflußmeßgerät des weiteren eine Kommunikationseinheit 5 mit entsprechenden Datenschnittstellen 51. Ferner kann die Kommunikationseinheit 5 auch, insb. zum Visualisieren von Meßgerätedaten und/oder um ein Einstellen des Durchflußmeßgeräts vor Ort zu ermöglichen, eine entsprechende Anzeige- und Bedieneinheit 52 aufweisen.
Ein Vorteil der Erfindung ist u.a. auch darin zusehen, daß der Meßwert unter Verwendung des aktuellen ersten Datensatzes DS₁, insb. auch aufgrund des Verzichts auf Digitalfilter höherer Ordnung für die Abtastfolge AF oder den ersten Datensatz oder gar einer aufwendigen Spektralanalyse derselben im Frequenzbereich, vergleichsweise zeitnah erfolgt, auch wenn der verwendet Datensatz ganz oder teilweise gestört ist. Dies kann sogar für Störungen des Meßsignals u erreicht werden, die über zwei oder mehrere Meßphasen anstehen. Zudem weist das erfindungsgemäße Verfahren neben einer sehr niedrigen Rechenzeit gegenüber in der Wirkung vergleichbaren Digitalfiltern von entsprechend höherer Ordnung eine weitaus höherer Trennschärfe bezüglich Störungen der beschriebenen Art auf. Insbesondere lassen sich auch sehr gute Ergebniss für Störpotential der eingangs erwähnten zweiten Art oder bei hochviskosen Flüssigkeiten, wie z.B. Pulpe, erzielen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß zur Realisierung des Verfahrens sowohl herkömmliche Durchflußaufnehmer als auch herkömmliche Betriebsschaltungen verwendet werden können. Selbst herkömmliche Auswerteschaltungen können bei entsprechender Modifikation der implementierten Software im wesentlichen weiterverwendet werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers mit einem Meßrohr (11), das in eine von einem Fluid durchströmte Leitung eingesetzt ist, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt: – Strömenlassen des Fluids durch das Meßrohr (11), – Fließenlassen eines mittels einer Betriebsschaltung (1) des Durchflußmessers erzeugten, insb. bi-polaren, Erregerstroms (1) durch eine am Meßrohr (11) angeordnete Spulenanordnung (12, 13) zum Erzeugen eines das Fluid durchsetzenden Magnetfelds (H), – Induzieren einer Spannung im strömenden Fluid zum Verändern von an am Meßrohr (11) angeordneten Meßelektroden (14, 15) angelegten Potentialen (e₁₄, e₁₅) sowie – Abführen von den Meßelektroden (14, 15) angelegten Potentialen (e₁₄, e₁₅) zum Erzeugen wenigstens eines von der im strömenden Fluid induzierten Spannung abgeleiteten Meßsignals (u), – Digitalisieren des Meßsignals (u) oder zumindest eines Anteils desselben zum Erzeugen einer digitalen Abtastfolge (AF), die einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals repräsentiert, – Speichern wenigstens eines Teils der digitalen Abtastfolge (AF) zum Erzeugen eines ersten Datensatzes (DS₁), der einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals (u) innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls momentan repräsentiert, sowie – Detektieren einer Anomalie im zeitlichen Verlauf des Meßsignals (u), die zumindest anteilig eine von einem wenigstens einer der Meßelektroden (e₁₄, e₁₅) angelegten, insb. pulsförmigen, Störpotential (E222) verursacht ist, durch Detektieren einer Daten-Gruppe (DS_A) innerhalb des gespeicherten ersten Datensatzes (DS₁), die die Anomalie digital repräsentiert, sowie – Extrahieren der der Daten-Gruppe (DS_A) zugehörigen Daten aus dem gespeicherten ersten Datensatz (DS₁) zum Erzeugen eines entstörten zweiten Datensatzes (DS₂) und – Ermitteln eines eine physikalische Größe des strömenden Fluids repräsentierenden Meßwerts (X_M) unter Verwendung des zweiten Datensatzes (DS₂).
Verfahren nach Anspruch 1 wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines ersten Zeitwertes (t_s) anhand des ersten Datensatzes (DS₁) umfaßt, welcher Zeitwert (t_s) einen Zeitpunkt des Einsetzens der Störspannung (E222) repräsentiert.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch wobei der Schritt des Ermittelns des ersten Zeitwertes (t_s) die Schritte Vergleichen der digitalen Daten des ersten Datensatzes (DS₁) mit einem vorgebbaren ersten Schwellenwert (TH_s) und Erzeugen eines ersten Vergleichswerts umfaßt, der ein Überschreiten des ersten Schwellenwerts (TH_s) signalisiert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines zweiten Zeitwertes (t_e) anhand des ersten Datensatzes (DS₁) umfaßt, welcher Zeitwert (t_e) einen Zeitpunkt des Verschwindens der Störspannung repräsentiert.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch wobei der Schritt des Ermittelns des zweiten Zeitwertes (t_e) die Schritte Vergleichen der digitalen Daten des ersten Datensatzes (DS₁) mit einem vorgebbaren zweiten Schwellenwert (TH_e) und Erzeugen eines zweiten Vergleichswerts umfaßt, der ein Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts (TH_e) signalisiert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines Amplitudenwerts anhand des ersten Datensatzes (DS₁), welcher Amplitudenwert eine, insb. betragsmäßig größte, Amplitude des Meßsignals (u) innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls repräsentiert.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Ermitteln eines dritten Zeitwertes anhand des ersten Datensatzes umfaßt, welcher Zeitwert einen Zeitpunkt des Auftretens der, insb. betragsmäßig größten, Amplitude des Meßsignals innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 6 wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie die Schritte Vergleichen des Amplitudenwerts mit einem vorgebbaren, insb. im Betrieb veränderlichen, dritten Schwellenwert (TH_a) und Erzeugen eines dritten Vergleichswertes umfaßt, der ein Überschreiten des dritten Schwellenwerts (TH_a) signalisiert.
Verfahren nach Anspruch 2 und 4 wobei der Schritt des Detektierens der Anomalie den Schritt Bilden einer Zeitdifferenz (t_e – t_s) zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitwert (t_s, t_e) zum Ermitteln eines die Dauer des Auftretens der Störspannung repräsentierenden vierten Zeitwertes.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes (DS₂) den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts (U) für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung des, insb. bereits digitalisierten, Meßsignals (u) umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes (DS₂) den Schritt Ermitteln eines Mittelwerts (U) für die im strömenden Fluid induzierte Spannung unter Verwendung von digitalen Daten des ersten Datensatzes (DS₁) umfaßt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche wobei der Schritt des Erzeugens des entstörten zweiten Datensatzes den Schritt Erzeugen eines den zeitlichen Verlauf der Störspannung approximierenden künstlichen dritten Datensatzes (DS_K) digitaler Daten unter Verwendung wenigstens eines Teils der Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) umfaßt.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch wobei der Schritt des Erzeugens des künstlichen dritten Datensatzes (DS_K) den Schritt Ermitteln wenigstens einer Ausgleichsfunktion für zumindest einen Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A).
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 wobei der Schritt des Erzeugens des künstlichen dritten Datensatzes (DS_K) den Schritt Erzeugen digitaler Daten unter Verwendung von Datenwerten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) und unter Verwendung der ermittelten Ausgleichsfunktion.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 wobei der Schritt des Erzeugens des zweiten Datensatzes (DS₂) den Schritt Bilden einer Differenz zwischen einem der Datenwerte aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) und einem der Datenwert aus dem künstlichen dritten Datensatz (DS_K) umfaßt, wobei die beiden jeweils zum Bilden der Differenz verwendeten Datenwerte miteinander korrespondierende, insb. gleiche, Zeitwerte aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15 wobei der Schritt des Erzeugens der wenigstens einen Ausgleichsfunktion den Schritt Ermitteln wenigstens eines Koeffizienten (T₁), insb. einer Zeitkonstante, für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung von Datenwerten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16 wobei der Schritt des Erzeugens der wenigstens einen Ausgleichsfunktion den Schritt Ermitteln eines Koeffizienten (T₁), insb. einer Zeitkonstante, für die Ausgleichsfunktion unter Verwendung des für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwertes (U) umfaßt.
Verfahren nach vorherigen Anspruch wobei der Schritt des Ermittelns des Koeffizienten (T₁) für die Ausgleichsfunktion die Schritte umfaßt: – Bilden einer ersten Differenz zwischen einem ersten Datenwert aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert (U), – Bilden einer zweiten Differenz zwischen einem zweiten Datenwert aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) und dem für die im strömenden Fluid induzierten Spannung momentan bestimmten Mittelwert (U) und – Bilden eines Quotienten der ersten und der zweiten Differenz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18 wobei der Schritt des Ermittelns des Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion die Schritte umfaßt: – Erzeugen einer digitalen Koeffizientenfolge (T_n) von vorläufigen Koeffizienten für die Ausgleichsfunktion und – digitales, insb. rekursives, Filtern der Koeffizientenfolge (T_n).
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19 wobei der Schritt des Erzeugens des dritten Datensatzes (DS_K) den Schritt Ermitteln wenigstens einer zweiten Ausgleichsfunktion für zumindest einen zweiten Teil der digitalen Daten aus der die Anomalie repräsentierenden Daten-Gruppe (DS_A) umfaßt.
Magnetisch-induktiver, insb. zur Verwirlichung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 20 geeignter, Durchflußmesser für ein in einer Leitung strömendes Fluid, der umfaßt: – ein in die Leitung einfügbares Meßrohr (11) zum Führen des Fluids, – eine Auswerte- und Betriebsschaltung (2, 3), – von der Auswerte- und Betriebsschaltung (2, 3) gespeiste Mittel zum Erzeugen eines das Meßrohr (11) durchsetzenden Magnetfelds mit einer am Meßrohr (11) angeordneten und von einem Erregerstrom (i) durchflossenen Spulenanordnung (12, 13), – wenigstens zwei Meßelektroden (14, 15) zum Abgreifen von Potentialen (e₁₄, e₁₅), die im durch das Meßrohr strömenden und vom Magnetfeld durchsetzten Fluid induziert sind, – zumindest zeitweise mit den Meßelektroden (14, 15) verbundene Mittel zum Erzeugen wenigstens eines von den abgegriffenen Potentialen (e₁₄, e₁₅) abgleiteten Meßsignals (u) sowie – Mittel zum Speichern eines ersten Datensatzes (DS₁), der einen zeitlichen Verlauf des Meßsignals (u) innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls momentan repräsentiert, – wobei die Auswerte- und Betriebsschaltung (2, 3) – anhand des ersten Datensatzes (DS₁) eine Anomalie im Meßsignal (u) detektiert, die durch ein wenigstens einer der Meßelektroden (14, 15) angelegtes Störpotential bewirkt ist, – die detektierte Anomalie vom gespeicherten ersten Datensatz (DS₁) extrahiert und einen von der detektierten Anomalie freien zweiten Datensatz (DS₂) erzeugt und – mittels des von der Anomalie befreiten enstörten Datensatzes (DS₂) wenigstens einen Meßwert (X_M) erzeugt, der eine physikalische Größe des strömenden Fluids repräsentiert.