DE19637716C1 - Magnetisch-induktives Durchflußmeßverfahren und Vorrichtung zur Messung des Durchflusses eines ein Meßrohr durchfließenden Meßmediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisch-induktives Durchflußmeß­ verfahren, bei dem man das fließfähige Meßmedium durch ein Meßrohr leitet, ein das Meßrohr im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse erstreckenden Ebene durchsetzendes und quer zur Meßrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, an einem von induzierten Ladungsverschiebungen in dem Meßmedium beeinfluß­ ten Meßelektrodenpaar ein zur Bestimmung der Durchflußrate des Meßmediums auszuwertendes, von der mittleren Fließgeschwindig­ keit des Meßmediums abhängiges Meßsignal abgreift und den jeweiligen Füllungsgrad des Meßrohres bei der Auswertung des Meßsignals dadurch berücksichtigt, daß man aus dem Meßsignal erhaltene Meßwerte oder daraus abgeleitete Zwischenergebnis­ werte mit einem von dem Füllungsgrad abhängigen Korrekturfak­ tor korrigiert.

Bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung ist das auf den Zustand der kompletten Meßrohrfüllung bezogene Wertigkeitsfeld gestört, wenn das Meßrohr nur zum Teil gefüllt ist. Bei Außer­ achtlassung des jeweiligen Füllstandes des Meßrohres können daher mehr oder weniger große Meßfehler bei der Durchflußmes­ sung auftreten.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 91 03 046.3 ist eine magne­ tisch-induktive Durchflußmeßvorrichtung bekannt, bei der zur Erzeugung des Magnetfeldes zwei Elektromagneten an diametral entgegengesetzten Stellen des Meßrohres vorgesehen sind, wobei die Elektromagneten wahlweise jeweils einzeln oder gemeinsam erregt werden können und wobei bei der gemeinsamen Erregung wahlweise gleichsinnige oder gegensinnige Erregung möglich ist. Zur Berücksichtigung einer Störung des Wertigkeitsfeldes im Falle unvollständiger Meßrohrfüllung wird die bekannte Durchflußmeßvorrichtung derart betrieben, daß zur Ermittlung eines Durchflußmeßwertes wenigstens zwei von einem betreffen­ den Meßelektrodenpaar abgegriffene Meßsignalspannungswerte herangezogen werden, die bei zwei unterschiedlichen Erregungs­ zuständen der Elektromagnetanordnung, wie beispielsweise gleichsinniger und gegensinniger Erregung der beiden Elektro­ magneten, gemessen wurden. Ein Auswerterechner verarbeitet die Meßsignalwerte mittels empirischer Parameter zu einem Durch­ flußraten-Ausgangssignal, das in bezug auf Störungen bei Teil­ füllung des Meßrohres korrigiert ist. Die aus dem deutschen Gebrauchsmuster 91 03 046 bekannte Durchflußmeßvorrichtung weist im unteren Bereich des Meßrohrquerschnitts zwei überein­ ander angeordnete Meßelektrodenpaare auf, um sicherzugehen, daß auch bei extrem niedrigem Füllstand des Meßrohres wenig­ stens ein Elektrodenpaar elektrisch mit dem Meßmedium gekop­ pelt ist und zur Bereitstellung des Meßsignals herangezogen werden kann.

Eine magnetisch-induktive Durchflußmeßvorrichtung der in dem deutschen Gebrauchsmuster 9103046.3 erläuterten Art mit drei Elektrodenpaaren ist in der deutschen Fachzeitschrift "atp 2" (1993) auf Seite 78 beschrieben.

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet eine in der JP 5-273016 (A) beschriebene Durchflußmeßvorrichtung. Diese Durchflußmeß­ vorrichtung weist zwei Meßelektrodenpaare auf, von denen eines im unteren Bereich des Meßrohres angeordnet ist und das andere Meßelektrodenpaar Elektroden aufweist, die sich - im Quer­ schnitt des Meßrohres gesehen - über einen größeren Innenum­ fangsbereich des Meßrohres erstrecken. Ein Füllhöhenwert wird aus dem Verhältnis der an den Meßelektrodenpaaren abgegriffe­ nen Meßspannungen berechnet. Die Durchflußrate wird unabhängig davon auf der Basis des Meßspannungswerts ermittelt, der an dem Elektrodenpaar abgegriffen wird, welches sich über einen größeren Bereich des Innenumfangs des Meßrohres erstreckt. Die Füllhöhe und die Durchflußrate werden separat voneinander als Meßergebnis ausgegeben.

Das in der JP 5-273016 (A) beschriebene Meßprinzip wird auch bei einer magnetisch-induktiven Durchflußmeßvorrichtung ange­ wandt, die aus der JP 08086674 (A) bekannt ist. Besonderheit des Durchflußmessers nach der JP 08086674 (A) ist, daß die Meßelektrodenpaare über eine dielektrische Auskleidung des Meßrohres kapazitiv mit dem Meßmedium gekoppelt sind.

Die Verwendung mehrerer Elektrodenpaare zur Kompensation von Meßfehlern findet auch bei einem in der DE 44 37 275 C2 be­ schriebenen Verfahren statt. Dieses bekannte Verfahren bezieht sich jedoch nicht auf die Problematik unterschiedlicher Füll­ höhen des Meßrohres bei der magnetisch-induktiven Durchfluß­ messung, sondern auf die Kompensation von Fehlern, die von einer elektrischen Leitfähigkeit von Anschlußrohren herrühren, die an die Enden des Meßrohres des magnetisch-induktiven Durchflußmessers angesetzt sind.

Aus der EP 0 626 567 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Bestimmung eines Volumenstroms bekannt. Bei diesem bekannten System werden an einem Elektrodenpaar nach dem ma­ gnetisch-induktiven Durchflußmeßprinzip Meßspannungen abge­ griffen, die von der mittleren Durchflußgeschwindigkeit des Meßmediums abhängen. Gleichzeitig wird eine Leitfähigkeitsmes­ sung zur Überwachung der Leitfähigkeit des Meßmediums im Meß­ rohr durchgeführt, wobei dem genannten Elektrodenpaar eine Wechselspannung konstanter Höhe und konstanter Frequenz zu­ geführt wird. Ein Signal, welches den Wechselstrom repräsen­ tiert, der aufgrund der Wechselspannung zwischen den Elektro­ den fließt, wird als Maß für die Leitfähigkeit des Meßmediums und damit als Maß für den Füllungsgrad einer Auswerteeinrich­ tung zugeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Frequenzen der angelegten Wechselspannung und des getakteten Magnetfeldes für die magnetisch-induktive Durchflußmessung ist eine Trennung der Signalanteile betreffend die Leitfähigkeitsmessung und betreffend die Durchflußmessung möglich. Die Auswerteeinrich­ tung berücksichtigt den über die Leitfähigkeitsmessung erhal­ tenen Füllgrad bei der Auswertung der Meßwerte der magnetisch­ induktiven Durchflußmessung, um entsprechend korrigierte Meß­ werte für den Volumenstrom auszugeben.

Bei einer magnetisch-induktiven Durchflußmeßvorrichtung nach der EP 0 641 998 A2 werden von einem einzigen Elektrodenpaar Meßwerte bei unterschiedlichen Magnetfeldzuständen des Erre­ germagneten abgegriffen, um Korrekturwerte zu generieren, mit denen Fehler korrigiert werden, die auf eine Teilfüllung des Meßrohres zurückgehen. Im oberen Bereich des Meßrohres ist eine gesonderte Elektrode vorgesehen, die auf vollständige Füllung des Meßrohres anspricht. Solange die letztgenannte Elektrode vollständige Füllung des Meßrohres signalisiert, wird der Teilfüll-Korrekturmodus unterdrückt.

Die DE 25 25 387 A1 befaßt sich mit der magnetisch-induktiven Durchflußmessung bei Durchfluß des Meßmediums durch ein oben offenes Gerinne mit schwankendem Flüssigkeitspegel. Einer einzelnen Meßelektrode an einer Seite und nahe dem Boden des Gerinnes stehen drei in unterschiedlichen Höhen angeordnete Meßelektroden auf der anderen Seite des Gerinnes gegenüber. Das Magnetfeld verläuft unter einem Winkel zur Vertikalen und zur Horizontalen. Von den drei auf einer Seite des Gerinnes in unterschiedlichen Höhen angeordneten Meßelektroden wird je­ weils die Elektrode für den Abgriff der Durchflußmeßspannungen herangezogen, welche am weitesten oben, aber jeweils noch unter dem Flüssigkeitspegel in dem Gerinne liegt. Die Gegen­ elektrode für den Meßspannungsabgriff ist die einzelne Meß­ elektrode auf der gegenüberliegenden Seite des Gerinnes. Zur Erfassung des Füllstandes bzw. Flüssigkeitspegels sind auf der Seite der einzelnen Meßelektrode zwei in Strömungsrichtung des Meßmediums hintereinander angeordnete Füllstandsmeßelektroden im Bereich des Bodens des Gerinnes vorgesehen. Unter dem Ein­ fluß des Magnetfelds wird in diesen Pegelmeßelektroden eine Spannung induziert, die als Maß für den jeweiligen Füllstand herangezogen und in die Auswertung der Durchflußmeßwerte ein­ bezogen wird, um ein den jeweiligen Flüssigkeitspegel berück­ sichtigendes Durchflußratensignal bereitzustellen.

Aus der JP 08062005 A ist eine weitere magnetisch-induktive Durchflußmeßvorrichtung mit einer Einrichtung zur Überwachung des Füllstandes des Meßrohres bekannt. Die Füllstandsmeßein­ richtung umfaßt in Strömungsrichtung hintereinander angeord­ nete Ringe mit in Umfangsrichtung der Ringe verteilten Elek­ troden, die zum Meßrohrinneren hin reichen. Jeweils gleiche Winkelpositionen an den Ringen aufweisende, also - in Strö­ mungsrichtung gesehen - fluchtende Elektroden der beiden Ringe bilden ein jeweiliges Elektrodenpaar, das einer Spannungsmeß­ schaltung parallel geschaltet ist. Eine Multiplexerschaltung legt an die - wie vorstehend erwähnt - paarweise einander zugeordneten Elektroden der beiden Ringe eine Spannung aus einer Konstantstromquelle an. Liegt das jeweils einbezogene Elektrodenpaar unterhalb des Flüssigkeitspegels in dem Meß­ rohr, so stellt die Flüssigkeit eine Verbindung zwischen den Elektroden des Elektrodenpaares her, so daß in der Spannungs­ meßschaltung ein geringerer Strom fließt und daher ein gerin­ gerer Spannungsabfall über einen Meßwiderstand detektiert wird. Auf diese Weise kann daher festgestellt werden, ob das betreffende Elektrodenpaar oberhalb oder unterhalb des Flüs­ sigkeitspegels liegt, so daß durch sequentielles Parallel­ schalten der Elektrodenpaare zu der Spannungsmeßschaltung Informationen über den jeweiligen Füllstand gewonnen werden können, die bei der Auswertung des Durchflußmeßsignals berück­ sichtigt werden.

Durch die Erfindung soll ein weiterer Weg der Berücksichtigung des jeweiligen Füllzustandes des Meßrohres bei der magnetisch­ induktiven Durchflußmessung aufgezeigt werden, um vergleichs­ weise genaue Durchfluß-Meßergebnisse auch bei niedrigem Füll­ stand des Meßrohres zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein magnetisch­ induktives Durchflußmeßverfahren angegeben, bei dem man das fließfähige Meßmedium durch ein Meßrohr leitet, ein quer zur Meßrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, welches das Meßrohr im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse erstrec­ kenden Ebene durchsetzt, an einem von induzierten Ladungsver­ schiebungen in dem Meßmedium beeinflußten Meßelektrodenpaar ein zur Bestimmung der Durchflußrate des Meßmediums auszuwer­ tendes, von der Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängiges Meßsignal abgreift, den jeweiligen Füllungsgrad des Meßrohrs bei der Auswertung des Meßsignals dadurch berücksichtigt, daß man aus dem Meßsignal erhaltene Meßwerte oder daraus abgelei­ tete Zwischenergebniswerte mit einem von dem Füllungsgrad abhängigen Korrekturfaktor korrigiert, wobei man zur Bereit­ stellung des Korrekturfaktors

• a) eine Prüfsignalspannung an ein erstes Paar elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelter Elektroden anlegt und eine dadurch an einem zweiten, elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelten Elektrodenpaar hervorgerufene Reaktionsspan­ nung mißt,
• b) das jeweilige Verhältnis von Reaktionsspannung zu Prüfsi­ gnalspannung bestimmt und
• c) den betreffenden Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Spannungsverhältnis nach einer empirisch ermittelten Funktion berechnet oder einem Speicher entnimmt, in dem Korrekturwerte in Zuordnung zu betreffenden Spannungs­ verhältniswerten gespeichert sind.

Bei der Prüfsignalspannung handelt es sich vorzugsweise um eine Wechselspannung. Es hat sich gezeigt, daß die als Ant­ wortsignal auf die Prüfsignalspannung gemessene Reaktionsspan­ nung zu der jeweiligen Prüfsignalspannung in einem Verhältnis steht, welches vom jeweiligen Füllungsgrad bzw. der Füllhöhe des Meßrohres und nicht oder allenfalls vernachlässigbar von der elektrischen Leitfähigkeit des Meßmediums oder der Fließ­ geschwindigkeit des Meßmediums abhängt. Diese sehr gut repro­ duzierbare Abhängigkeit des Verhältnisses von Reaktionsspan­ nung zu Prüfsignalspannung von dem Füllungsgrad kann für eine betreffende magnetisch-induktive Durchflußmeßvorrichtung durch Kalibrierungsmessungen empirisch ermittelt und in Form einer mathematischen Funktion oder Wertetabelle dargestellt werden. Aktuell gemessene Werte des Verhältnisses von Reaktionsspan­ nung zu Prüfsignalspannung werden dann dazu herangezogen, die jeweilige Füllhöhe bzw. einen den jeweiligen Füllzustand be­ rücksichtigenden Korrekturfaktor nach einer entsprechend empi­ risch ermittelten Funktion zu berechnen oder einer entspre­ chenden Tabelle zu entnehmen. Der so bestimmte aktuelle Wert der Füllhöhe bzw. der entsprechende Korrekturfaktor kann dann in die Auswertung des von der Fließgeschwindigkeit abhängigen Meßsignals einbezogen werden, um Durchflußratenwerte mit gro­ ßer Genauigkeit anzugeben. Für die Auswertung wird zweckmäßi­ gerweise ein elektronischer Rechner verwendet, der die empi­ risch ermittelte Tabelle in einem Speicher enthält.

Ein wesentlicher Vorteil des hier vorgeschlagenen Durchfluß­ meßverfahrens liegt darin, daß die Füllhöhenmessung bzw. die Bestimmung des von der Füllhöhe abhängigen Korrekturfaktors unempfindlich gegenüber Änderungen des Strömungsprofils bzw. der Geschwindigkeitsverteilung des Meßmediums ist, wodurch insbesondere im Falle von Strömungsprofilschwankungen eine we­ sentliche Verbesserung der Durchfluß-Meßgenauigkeit auch im Bereich niedriger Füllgrade gegenüber herkömmlichen Durchfluß­ meßverfahren erzielt werden kann. Dies bedeutet auch, daß die zur Beruhigung des Strömungsprofils im Bereich des Meßrohres üblicherweise zu beachtenden Bedingungen beim Einbau eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers in ein betreffendes Leitungssystem wesentlich entschärft werden können.

Das vorstehend genannte Verfahren nach der Erfindung kann gemäß Anspruch 2 dahingehend abgewandelt werden, daß man zur Bereitstellung des vom Füllungsgrad abhängigen Korrekturfak­ tors

• a) eine Prüfsignalspannung an ein erstes Paar elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelter Elektroden anlegt und eine dadurch an einem zweiten elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelten Elektrodenpaar hervorgerufene erste Reak­ tionsspannung sowie eine an einem dritten elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelten Elektrodenpaar hervorgerufene zweite Reaktionsspannung mißt,
• b) das jeweilige Verhältnis der beiden Reaktionsspannungen bestimmt und
• c) den betreffenden Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Reaktionsspannungsverhältnis nach einer empirisch ermit­ telten Funktion berechnet oder einem Speicher entnimmt, in dem Korrekturwerte in Zuordnung zu betreffenden Reak­ tionsspannungsverhältniswerten gespeichert sind.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Mes­ sung der Durchflußrate eines ein Meßrohr durchfließenden Meß­ mediums nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend das Meßrohr, eine Elektromagnetanordnung zur Erzeugung eines quer zur Achse des Meßrohrs verlaufenden Magnetfeldes, welches das Meßrohr im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse er­ streckenden Meßebene durchsetzt, wenigstens ein Paar im Be­ reich der Meßebene am Innenumfang des Meßrohres einander ge­ genüberliegender, von induzierten Ladungsverschiebungen im Meßmedium beeinflußter Meßelektroden zur Detektion eines von der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängigen Meßsignals, eine Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung, die das Meßsignal auswertet, um ein die Durchflußrate oder den Volumenstrom des Meßmediums im Meßrohr repräsentie­ rendes Meßergebnis bereitzustellen, eine Einrichtung zur Er­ mittlung eines vom Füllungsgrad des Meßrohres abhängigen Kor­ rekturfaktors mit einem Prüfsignalgenerator, einer an dem Meßrohr zur elektrischen Ankopplung an das Meßmedium vorgese­ henen und an den Prüfsignalgenerator anzuschließenden Elek­ trodenanordnung zur Einspeisung eines Prüfsignals in das Meß­ medium und mit einer an dem Meßrohr zur elektrischen Ankopp­ lung an das Meßmedium vorgesehenen Elektrodenanordnung zur Detektion einer über das Meßmedium vermittelten Reaktionsspan­ nung als Antwortsignal auf das Prüfsignal, wobei die Meßsi­ gnalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, das Verhältnis einander zugeordneter Werte des Antwortsi­ gnals und des Prüfsignals zu bestimmen und auf der Basis die­ ses Verhältnisses den vom Füllungsgrad des Meßrohres abhängi­ gen Korrekturfaktor nach einer empirisch ermittelten, insbe­ sondere tabellarisch gespeicherten Beziehung zu bestimmen und ferner den Korrekturfaktor in die Auswertung des Meßsignals einzubeziehen.

Die Elektrodenanordnungen der Einrichtung zur Ermittlung des Korrekturfaktors sind vorzugsweise im unteren Bereich des Meßrohres vorgesehen, um auch extrem niedrige Füllungsgrade des Meßrohres erfassen zu können. Bei diesen Elektrodenanord­ nungen handelt es sich vorzugsweise um Paare von Elektroden, deren Elektrodenflächen nahe der Innenfläche des Meßrohres liegen. Hinsichtlich der Positionierung der Elektrodenpaare der Einrichtung zur Ermittlung des Korrekturfaktors relativ zueinander gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Insbesondere ist es nicht erforderlich, daß diese Elektrodenpaare in einer gemeinsamen Querschnittsebene oder in dem vom Magnetfeld durchsetzten Bereich des Meßrohres liegen. Gemäß einer beson­ ders bevorzugten Ausführungsform der Durchflußmeßvorrichtung nach der Erfindung sind die Elektroden der Einrichtung zur Ermittlung des Korrekturfaktors jedoch in der vom Magnetfeld durchsetzten Meßebene angeordnet, wobei eines der Elektroden­ paare der Einrichtung zur Ermittlung des Korrekturfaktors von dem Meßelektrodenpaar gebildet ist. In diesem Fall kann die Durchflußmeßvorrichtung nach der Erfindung mit zwei Elektro­ denpaaren auskommen, wobei zweckmäßigerweise eines der Elek­ trodenpaare an dem Prüfsignalgenerator angeschlossen ist, um die Prüfsignalspannung in das Meßmedium einzuspeisen, und das andere Elektrodenpaar zur Detektion der Reaktionsspannung und der von der mittleren Fließgeschwindigkeit abhängigen Meßsi­ gnalspannung mit einer Spannungsmeßschaltung der Meßsignalver­ arbeitungs- und -auswerteeinrichtung verbunden ist, so daß die Erfassung der Reaktionsspannung und der Meßsignalspannung über das letztgenannte Elektrodenpaar erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung sind im Bereich der Meßebene eine Vielzahl übereinander angeordneter Elektrodenpaare vorgesehen, deren jedes mit einer betreffenden Spannungsmeßschaltung der Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung verbunden ist und von denen wenigstens eines insbesondere kapazitiv mit dem Prüfsignalgenerator gekoppelt ist, um das Prüfsignal in das Meßmedium einzuspeisen, wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, wahlweise die Meßsignale einzelner oder mehrerer Elektrodenpaare auszuwer­ ten, um ein die Durchflußrate des Meßmediums repräsentierendes Meßergebnis bereitzustellen. Durch Auswertung der von der Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängigen Meßsignale mehrerer Elektrodenpaare, insbesondere durch gewichtete Mitte­ lung, kann die Strömungsprofilabhängigkeit des Meßergebnisses weiter reduziert werden.

Die Vielzahl übereinander angeordneter Elektrodenpaare umfaßt zweckmäßigerweise auch die Elektrodenpaare, über die das Prüf­ signal eingespeist und die Reaktionsspannung gemessen wird,wo­ bei auch letztere Elektrodenpaare zur Erfassung eines von der Fließgeschwindigkeit abhängigen Meßsignals verwendbar sind.

Gemäß einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß wenigstens zwei Elektrodenpaare mittels einer von der Meßsignalverarbei­ tungs- und -auswerteeinrichtung gesteuerten Schalteinrichtung wechselweise mit dem Prüfsignalgenerator verbindbar sind, um das Prüfsignal an unterschiedlichen Stellen in das Meßmedium einzuspeisen. Es hat sich gezeigt, daß besonders präzise Füll­ ratenmeßergebnisse erzielbar sind, wenn zur Einspeisung der Prüfsignalspannung ein Elektrodenpaar verwendet wird, das möglichst dicht unterhalb des Pegels des Meßmediums liegt. Es sei darauf hingewiesen, daß für jede Elektrodenpaarkombina­ tion, die zur Einspeisung der Prüfsignalspannung und Messung der Reaktionsspannung wählbar ist, eine entsprechend zugeord­ nete Korrekturfaktortabelle oder Korrekturfaktorfunktion in der Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung gespei­ chert ist.

Die Elektromagnetanordnung erzeugt ein getaktetes Magnetfeld oder ggf. ein sinusförmiges magnetisches Wechselfeld mit einer ersten Frequenz, wohingegen die Prüfsignalspannung des Prüfsi­ gnalgenerators eine sich von der Frequenz des Magnetfeldes unterscheidende zweite Frequenz hat, wobei wenigstens ein zum Abgriff der Reaktionsspannung und gleichzeitig zum Abgriff der von der Fließgeschwindigkeit abhängigen Meßsignalspannung vorgesehenes Elektrodenpaar über einen Eingangsverstärker an einer Signalfilterschaltung angeschlossen ist, die einen von der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängigen Signalanteil mit der ersten Frequenz und einen der Reaktions­ spannung auf das Prüfsignal entsprechenden Signalanteil mit der zweiten Frequenz aus dem verstärkten Meßsignal dieses Elektrodenpaares separiert und zur Auswertung an die Signal­ verarbeitungs- und -auswerteschaltung abgibt. Aufgrund dieser Maßnahme ist es möglich, daß der Fließgeschwindigkeitsmeßbe­ trieb und die Korrekturwerterfassung gleichzeitig ablaufen.

Die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteschaltung umfaßt vorzugsweise Analog/Digital-Wandlerschaltungen zur Digitali­ sierung der von den Elektrodenpaaren abgegriffenen Spannungen und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der digitalisier­ ten Meßwerte.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Meßsignal­ verarbeitungs- und -auswerteschaltung einen Tabellenspeicher, in dem entsprechend der empirisch ermittelten Funktion Korrek­ turfaktorwerte in Zuordnung zu betreffenden Quotienten aus Reaktionsspannung und Prüfsignalspannung gespeichert sind, wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung zur Ermittlung des aktuellen Korrekturfaktors nach Maßgabe des aktuell gemessenen Quotienten aus Reaktionsspannung und Prüf­ signalspannung auf den Tabellenspeicher zugreift.

Die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteschaltung ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem Mikro­ computer ausgestattet, der außer Auswertungsaufgaben auch Steuerungsaufgaben übernimmt, wie beispielsweise die Steuerung des Prüfsignalgenerators, der Elektromagnetanordnung und der Zeitpunkte der Meßwertnahme bzw. der Meßsignalabtastung.

Im oberen Bereich des Meßrohres ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung ein Sensor an­ geordnet, der bei im wesentlichen kompletter Füllung des Meß­ rohrs anspricht, wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -aus­ werteeinrichtung den Korrekturfaktor nicht in die Auswertung der Durchflußmessung einbezieht, wenn der Sensor komplette Füllung des Meßrohres indiziert. In diesem Fall arbeitet die Durchflußmeßvorrichtung in konventioneller Weise.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer magnetisch-induktiven Durchflußmeß­ vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit des Verhältnisses von angelegter Prüfsignalspannung zu abgegriffe­ ner Reaktionsspannung vom Füllpegel des Meßrohres für drei verschiedene Elektrodenpaarkombinationen.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit des Teilfüllungskorrekturfaktors von dem Verhältnis aus eingespei­ ster Prüfsignalspannung zu abgegriffener Reaktionsspannung für drei verschiedene Elektrodenpaarkombinationen.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer magnetisch-induktiven Durchflußmeß­ vorrichtung nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Durchflußmesser nach der Erfindung weist ein innenseitig mit einer elektrisch iso­ lierenden Auskleidung versehenes Meßrohr 1 auf, welches von dem zumindest in geringem Umfang leitfähigen Meßmedium 3 durchströmt wird. Wenngleich das Meßrohr 1 kreisrund dargestellt ist, so kommen alternativ auch andere Meßrohrpro­ file in Frage. Zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, wel­ ches das Meßrohr in einer sich im wesentlichen orthogonal zur Meßrohrachse erstreckenden Ebene durchsetzt, ist eine Elek­ tromagnetanordnung 5 aus zwei an entgegengesetzten Stellen des Meßrohres 1 positionierten Elektromagneten vorgesehen, die von einem Stromtreiber 7 mit elektrischem Strom versorgt werden. Unter Kontrolle des Timers 9 kann der Treiber 7 einen getakte­ ten Erregerstrom an die Elektromagnetanordnung 5 abgeben, um ein entsprechend getaktetes magnetisches Feld zu erzeugen. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Richtung des Erregerstroms periodisch umkehrbar ist, um entsprechend die Richtung des magnetischen Feldes periodisch umzukehren.

Mit 11A-11D sind in Fig. 1 Elektrodenpaare bezeichnet, die in der Ebene angeordnet sind, in der das Meßrohr 1 vom magne­ tischen Feld der Elektromagnetanordnung 5 durchsetzt wird. Die Elektrodenpaare 11A-11D sind in verschiedenen Höhenebenen an dem Meßrohr 1 vorgesehen, wobei die Verbindungslinie zwischen den Elektroden eines jeweiligen Elektrodenpaares 11A-11D im wesentlichen orthogonal zur Richtung des von der Elektroma­ gnetanordnung 5 erzeugten magnetischen Feldes verläuft. Im Beispiel der Fig. 1 stehen die Elektroden der Elektrodenpaare 11A-11D bei entsprechendem Füllstand des Meßrohres 1 in unmittelbarem Kontakt mit dem Meßmedium. In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch vorgesehen sein, daß die Elektro­ den durch eine Schicht aus dielektrischem Material gegenüber dem Inneren des Meßrohres 1 isoliert sind. In diesem Fall erfolgt die elektrische Kopplung zwischen den Elektrodenpaaren 11A-11D und dem Meßmedium kapazitiv.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist jedem Elektroden­ paar 11A-11D jeweils ein Verstärker 13A-13D und ein dem betreffenden Verstärker 13A-13D nachgeschalteter Analog/ Digital-Wandler 15A-15D zugeordnet, um das von dem jeweili­ gen Verstärker 13A-13D bereitgestellte Analogsignal abzuta­ sten und somit digitale Abtastwerte der an den Elektrodenpaa­ ren 11A-11D abgegriffenen Meßspannungen bereitzustellen. Die digitalen Meßspannungswerte werden in einen Speicherbereich 17A-17D eines Mikrocomputers 19 zur weiteren Auswertung übernommen.

Jedes bei entsprechendem Füllstand des Meßrohres 1 mit dem Meßmedium in Kontakt stehende Elektrodenpaar 11A-11D liefert bei dem bisher betrachteten magnetisch-induktiven Meßbetrieb Meßspannungswerte, die bei gegebener Feldstärke des Magnet­ felds der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums im Meßrohr 1 näherungsweise proportional sind. Der Mikrocomputer 19 kann aus den betreffenden Spannungsmeßwerten, wie sie in dem Speicherbereich 17A-17D in der oben angedeuteten Weise abgelegt worden sind, durch gewichtete Mittelwertbildung der mittleren Fließgeschwindigkeit bestimmen, wobei die Durchschnittswerte in geringerem Maße vom Strömungsprofil des Meßmediums im Meßrohr 1 abhängen als die Einzelmeßwerte.

Die erfindungsgemäße Besonderheit des magnetisch-induktiven Durchflußmessers nach Fig. 1 besteht in den nachstehend näher erläuterten Maßnahmen zur Berücksichtigung des jeweiligen Füllungsgrades des Meßrohres 1 bzw. des jeweiligen vom Fül­ lungsgrad beeinflußten Wertigkeitsfeldes des magnetisch-induk­ tiven Durchflußmessers.

Ein unter Kontrolle des Mikrocomputers 19 über den Timer 9 gesteuerter Spannungssignalgenerator 21 ist über eine bei 23 schematisch angedeutete Schaltereinrichtung wahlweise an das Elektrodenpaar 11D oder an das Elektrodenpaar 11C anschließ­ bar, um eine determinierte Prüfsignal-Wechselspannung anzule­ gen. An den anderen unterhalb des Pegels des Meßmediums lieg­ enden Elektrodenpaaren läßt sich in Reaktion auf die Prüfsi­ gnal-Wechselspannung ein nachstehend als Reaktionsspannung bezeichnetes Signal abgreifen, welches über den betreffenden Verstärker 13A-13D verstärkt wird. Die jeweils nachgeschal­ teten Analog/Digital-Wandler 15A-15D liefern digitale Ab­ tastwerte des verstärkten Reaktionsspannungssignals bzw. des Prüfsignals. Die digitalen Reaktionsspannungswerte und die Prüfsignalspannungswerte werden zur weiteren Auswertung vom Mikrocomputer 19 in einen Speicherbereich 25A-25D übernom­ men. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt die Reak­ tionssignalspannungsmessung während kurzzeitiger Abschaltpha­ sen des von der Elektromagnetanordnung 5 erzeugten magneti­ schen Feldes, so daß dem Reaktionsspannungssignal keine Induk­ tionsspannung aufgrund der Strömung des Meßmediums im Magnet­ feld überlagert ist.

Der Mikrocomputer 19 berechnet jeweils das Verhältnis aus Reaktionsspannungsmeßwert zu dem korrespondierenden Wert der eingespeisten Prüfsignal-Wechselspannung, um einen Korrektur­ faktor zu bestimmen, mit dem die ermittelte Fließgeschwindig­ keit des Meßmediums oder ein daraus abgeleiteter Zwischener­ gebniswert zu multiplizieren ist, um den jeweiligen Füllungs­ grad des Meßrohres 1 bei der Berechnung der Durchflußmenge pro Zeiteinheit zu berücksichtigen.

In Fig. 2 ist für drei Elektrodenpaarkombinationen das nor­ mierte Verhältnis von Reaktionsspannung zu Prüfsignalspannung in Abhängigkeit von der relativen Füllhöhe des Meßrohres dar­ gestellt. Die Kurve U11C/U11D zeigt das Spannungsverhältnis für den Fall, daß die Prüfsignalspannung an dem Elektrodenpaar 11D anliegt und die Reaktionsspannung an dem Elektrodenpaar 11C abgegriffen wird. Die Kurve U11B/U11C betrifft den Fall, daß die Prüfsignalspannung an dem Elektrodenpaar 11C anliegt und die Reaktionsspannung an dem Elektrodenpaar 11B abgegrif­ fen wird. Die Kurve U11A/U11c betrifft den Fall, daß die Prüf­ signalspannung an dem Elektrodenpaar 11C anliegt und die Reak­ tionsspannung an dem Elektrodenpaar 11A abgegriffen wird.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht eine ausgeprägte Ab­ hängigkeit des Verhältnisses von Reaktionsspannung zu Prüfsi­ gnalspannung von der Füllhöhe des Meßrohres. Es hat sich gezeigt, daß das Spannungsverhältnis jedoch nicht von der Fließgeschwindigkeit, dem Strömungsprofil oder der elektri­ schen Leitfähigkeit des Meßmediums abhängt.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit des von dem Mikroprozessor 19 bei der Auswertung der Fließgeschwindig­ keitsmeßwerte zu Durchflußmeßwerten heranzuziehenden Korrek­ turfaktors von dem Verhältnis von Reaktionsspannung zu Prüfsi­ gnalspannung für die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 2 ange­ sprochenen Elektrodenpaarkombinationen. Die in Fig. 3 gezeig­ ten Abhängigkeiten des Korrekturfaktors von den betreffenden Spannungsverhältnissen sind numerisch in einem Speicher des Mikrocomputers 19 gespeichert, so daß der Mikrocomputer 19 das jeweils aktuell gemessene Spannungsverhältnis heranziehen kann, um den zugehörigen Korrekturfaktor in dem betreffenden Speicher aufzufinden.

Bei einer Füllhöhe von etwa 10% bis 30% wird das Spannungs­ verhältnis U11C/U11D herangezogen, um den betreffenden Korrek­ turfaktor zu bestimmen (vgl. Kurve K_C in Fig. 3). Bei einer Füllhöhe von etwa 30% bis etwa 50% erfolgt die Korrekturfak­ torbestimmung nach Maßgabe des Spannungsverhältnisses U11B/U11c (vgl. Kurve K_B in Fig. 3). Bei einer Füllhöhe von < 50% wird der Korrekturfaktor nach Maßgabe des Spannungs­ verhältnisses U11A/U11C ermittelt (vgl. Kurve K_A in Fig. 3).

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Beziehungen sind bei Kalibrierungsmessungen empirisch ermittelt worden und haben sich als sehr gut reproduzierbar erwiesen.

Grundsätzlich könnte bei entsprechendem Füllstand jedes der Elektrodenpaare 11A-11D für die Einspeisung der Prüfsignal­ spannung herangezogen werden und jedes der jeweils anderen Elektrodenpaare 11A-11D für den Abgriff der Reaktionsspan­ nungen benutzt werden. Vorteilhafterweise sollte der Höhen­ abstand zwischen dem an dem Generator 21 angeschlossenen Elek­ trodenpaar und dem Elektrodenpaar, an dem die Reaktionsspan­ nung abgegriffen wird, nicht zu groß sein. Ferner wird eine besonders große Meßempfindlichkeit erzielt, wenn für den Ab­ griff der Reaktionsspannung das jeweils oberste von dem Meßme­ dium benetzte Elektrodenpaar herangezogen wird.

Der Mikrocomputer 19 ist so programmiert, daß er als ausgewer­ tete Meßinformation die Durchflußmenge pro Zeiteinheit Q (Durchflußrate), die aktuelle Füllhöhe h des Meßrohres 1, die mittlere Fließgeschwindigkeit v des Meßmediums und ggf. die elektrische Leitfähigkeit χ des Meßmediums bereitstellt, wobei die elektrische Leitfähigkeit aus dem Spannungsabfall über dem Innenwiderstand Rg des Generators 21 und der Füllhöhe h er­ mittelt wird.

Der magnetisch-induktive Durchflußmesser nach der Erfindung erlaubt eine sehr genaue Messung des Durchflusses auch bei teilgefülltem Meßrohr 1. Probemessungen haben ergeben, daß selbst bei einem sehr geringen Füllstand von etwa 10% die Meßunsicherheit deutlich unter 5% vom Meßwert lag.

Wie in Fig. 1 bei 27 angedeutet, kann eine weitere Elektrode im obersten Bereich des Meßrohres 1 vorgesehen sein, die über eine Impedanzmeßschaltung 29 mit dem Mikrocomputer 19 verbun­ den ist. Die Elektrode 27 dient dazu, den Zustand Komplett­ füllung des Meßrohres 1 zu detektieren.

Indiziert das von der Impedanzmeßschaltung 29 abgegebene Si­ gnal Komplettfüllung, so stellt der Mikrocomputer 19 den oben beschriebenen Teilfüllungskorrekturbetrieb ein, so daß die Durchflußmessung bei komplett gefülltem Meßrohr 1 in konven­ tioneller Weise durchgeführt wird.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines magne­ tisch-induktiven Durchflußmessers nach der Erfindung schema­ tisch dargestellt. Elemente in Fig. 4, die Elementen in Fig. 1 entsprechen, sind mit entsprechend gleichen Bezugsziffern zuzüglich 100 gekennzeichnet, so daß insoweit auf die Be­ schreibung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 verwiesen werden kann. Die folgende Beschreibung beschränkt sich daher im wesentlichen auf die Unterschiede des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Ausgangslei­ tungen der Analogverstärker 113A-113D jeweils in einen er­ sten Leitungszweig x und einen zweiten Leitungszweig y unter­ teilt. Da die Ausgänge der Verstärker 113A-113D in gleicher Weise beschaltet sind, wird nachstehend der Einfachheit halber lediglich die Beschaltung des Ausgangs des Verstärkers 113A beschrieben.

In dem Leitungszweig x befindet sich ein Filter 114Ax, welches für die die Fließgeschwindigkeit indizierenden Signalanteile mit der Frequenz des getakteten Magnetfeldes undurchlässig ist und welches Signalanteile mit einer Frequenz im Bereich der Frequenz der Prüfsignalspannung des Generators 121 durchläßt. Die Frequenz der Prüfsignalspannung ist wesentlich größer als die Frequenz des getakteten Magnetfelds, beispielsweise um einen Faktor 100 . . . 1000.

In dem Leitungszweig y befindet sich ein Filter 114Ay, welches für Signalanteile mit der Frequenz der Prüfsignalspannung undurchlässig ist und welches Signalanteile mit einer Frequenz im Bereich der Frequenz des getakteten Magnetfeldes durchläßt.

In jedem der Leitungszweige x, y ist dem jeweiligen Filter 114Ax und 114Ay ein Analog/Digital-Wandler 115Ax bzw. 115Ay nachgeschaltet, um digitale Abtastwerte der Ausgangssignale der Filter 114Ax und 114Ay für die Speicher 125A bzw. 117A bereit zustellen.

Aufgrund der Frequenzselektion in den Leitungszweigen x und y ist es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 möglich, den Meßbetrieb zur Ermittlung des jeweiligen Korrekturfaktors, also das Anlegen der Prüfsignalspannung an eines der Elektro­ denpaare 111A-111D und das Abgreifen der Reaktionsspannung an einem der anderen Elektrodenpaare 111A-111D, bei laufen­ dem Fließgeschwindigkeitsmeßbetrieb durchzuführen. Die Korrek­ turfaktorermittlung kann daher gleichzeitig mit der magne­ tisch-induktiven Ermittlung der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums und ungeachtet des aktuellen Zustands des Mag­ netfeldes durchgeführt werden.

In diesem Zusammenhang wird noch darauf hingewiesen, daß der Prüfspannungssignalgenerator 121 über Kondensatoren C_g an das betreffende Elektrodenpaar 111c bzw. 111d kapazitiv angekop­ pelt wird, um zu vermeiden, daß das an dem Elektrodenpaar anliegende niederfrequente Fließgeschwindigkeitssignal kurzge­ schlossen wird.

Bei den bisherigen Betrachtungen wurde die Ermittlung des Korrekturfaktors auf der Basis des Verhältnisses von Reak­ tionsspannung zu Prüfsignalspannung bestimmt. Bei Probemessun­ gen hat es sich gezeigt, daß man entsprechende Korrekturfakto­ ren auch ermitteln kann, wenn man an eines der Elektrodenpaa­ re, beispielsweise an das Elektrodenpaar 111D, die Prüfsignal­ spannung anlegt, die Reaktionsspannungen an zwei der anderen Elektrodenpaare bestimmt und das Verhältnis der Reaktionsspan­ nungen dieser beiden Elektrodenpaare ermittelt. Dieses Reak­ tionsspannungsverhältnis ist ebenfalls charakteristisch vom Füllungsgrad des Meßrohres abhängig und kann daher in analoger Weise über eine empirisch ermittelte Funktion entsprechenden Korrekturfaktoren zugeordnet werden.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß ein magnetisch-induktiver Durchflußmesser nach der Erfindung abweichend von den Ausfüh­ rungsbeispielen nach den Fig. 1 und 4 mit lediglich zwei Elektrodenpaaren auskommen könnte.

Andererseits könnten auch zwei oder ggf. mehr Elektrodenpaare ausschließlich für die Korrekturwertermittlung bzw. Füllhöhen­ ermittlung und andere Elektrodenpaare für den Abgriff des Fließgeschwindigkeitssignals vorgesehen sein. Die ausschließ­ lich für die Korrekturwertbestimmung bzw. Füllhöhenermittlung vorgesehenen Elektrodenpaare müßten dann nicht notwendig in der Ebene des magnetischen Feldes der Elektromagnetanordnung 5 bzw. 105 angeordnet sein. Es hat sich gezeigt, daß für die Anordnung solcher Elektrodenpaare weitgehende Freiheitsgrade bestehen. Die Füllhöhenermittlung nach dem Prinzip der Bildung des Verhältnisses von Reaktionsspannung zu Prüfsignalspannung und Bestimmung eines zugeordneten Füllhöhenwertes funktioniert zuverlässig auch bei stillstehendem Meßmedium.

Claims (13)

1. Magnetisch-induktives Durchflußmeßverfahren, bei dem man das fließfähige Meßmedium durch ein Meßrohr (1) leitet,

• - ein das Meßrohr (1) im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse erstreckenden Ebene durchsetzendes und quer zur Meßrohrachse verlaufendes Magnetfeld er­ zeugt,
• - an einem von induzierten Ladungsverschiebungen im Meßmedium beeinflußten Meßelektrodenpaar (11A-11D) ein zur Bestimmung der Durchflußrate des Meßmediums auszuwertendes, von der mittleren Fließgeschwindig­ keit des Meßmediums abhängiges Meßsignal abgreift,
• - den jeweiligen Füllungsgrad des Meßrohres (1) bei der Auswertung des Meßsignals dadurch berücksich­ tigt, daß man aus dem Meßsignal erhaltene Meßwerte oder daraus abgeleitete Zwischenergebniswerte mit einem von dem Füllungsgrad abhängigen Korrekturfak­ tor korrigiert,
• - wobei man zur Bereitstellung des Korrekturfaktors
• a) eine Prüfsignalspannung an ein erstes Paar elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelter Elek­ troden (11C, 11D) anlegt und eine dadurch an einem zweiten, elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelten Elektrodenpaar (11A, 11B) hervor­ gerufene Reaktionsspannung mißt,
• b) das jeweilige Verhältnis von Reaktionsspannung zu Prüfsignalspannung bestimmt und
• c) den betreffenden Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Spannungsverhältnis nach einer empi­ risch ermittelten Funktion berechnet oder einem Speicher entnimmt, in dem Korrekturwerte in Zuordnung zu betreffenden Spannungsverhältnis­ werten gespeichert sind.

2. Magnetisch-induktives Durchflußmeßverfahren, bei dem man das fließfähige Meßmedium durch ein Meßrohr (1) leitet,

• - ein das Meßrohr (1) im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse erstreckenden Ebene durchsetzendes und quer zur Meßrohrachse verlaufendes Magnetfeld er­ zeugt,
• - an einem von induzierten Ladungsverschiebungen im Meßmedium beeinflußten Meßelektrodenpaar (11A-11D) ein zur Bestimmung der Durchflußrate des Meßmediums auszuwertendes, von der mittleren Fließgeschwindig­ keit des Meßmediums abhängiges Meßsignal abgreift,
• - den jeweiligen Füllungsgrad des Meßrohres (1) bei der Auswertung des Meßsignals dadurch berücksich­ tigt, daß man aus dem Meßsignal erhaltene Meßwerte oder daraus abgeleitete Zwischenergebniswerte mit einem von dem Füllungsgrad abhängigen Korrekturfak­ tor korrigiert,
• - wobei man zur Bereitstellung des Korrekturfaktors
• a) eine Prüfsignalspannung an ein erstes Paar elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelter Elek­ troden (11C, 11D) anlegt und eine dadurch an einem zweiten, elektrisch mit dem Meßmedium gekoppelten Elektrodenpaar (11A) hervorgerufene erste Reaktionsspannung sowie eine an einem dritten, elektrisch mit dem Meßmedium gekoppel­ ten Elektrodenpaar (11B) hervorgerufene zweite Reaktionsspannung mißt,
• b) das jeweilige Verhältnis der beiden Reaktions­ spannungen bestimmt und
• c) den betreffenden Korrekturwert in Abhängigkeit von dem Reaktionsspannungsverhältnis nach einer empirisch ermittelten Funktion berechnet oder einem Speicher entnimmt, in dem Korrekturwerte in Zuordnung zu betreffenden Reaktionsspan­ nungsverhältniswerten gespeichert sind.

3. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums, umfassend

• - das Meßrohr (1; 101),
• - eine Elektromagnetanordnung (5; 105) zur Erzeugung eines quer zur Achse des Meßrohres (1; 101) verlau­ fenden Magnetfeldes, welches das Meßrohr (1; 101) im Bereich einer sich quer zur Meßrohrachse erstrecken­ den Meßebene durchsetzt,
• - wenigstens ein Paar im Bereich der Meßebene einander gegenüberliegender, von induzierten Ladungsverschiebungen in dem Meßmedium beeinflußter Meßelektroden (11A-11D; 111A-111D) zur Detektion eines von der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängigen Meßsignals,
• - eine Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung (13, 15, 17, 19, 25; 113, 114, 115, 117, 119, 125), die das Meßsignal auswertet, um ein der Durch­ flußrate des Meßmediums im Meßrohr (1; 101) reprä­ sentierendes Meßergebnis bereit zustellen,
• - eine Einrichtung zur Ermittlung eines vom Füllungs­ grad des Meßrohres (1; 101) abhängigen Korrekturfak­ tors mit einem Prüfsignalgenerator (21; 121), einer an dem Meßrohr (1; 101) zur elektrischen Ankopplung an das Meßmedium vorgesehenen und an den Prüfsignal­ generator (21; 121) anzuschließenden Elektrodenan­ ordnung (11C, 11D; 111C, 111D) zur Einspeisung eines Prüfsignals in das Meßmedium und mit einer an dem Meßrohr (1; 101) zur elektrischen Ankopplung an das Meßmedium vorgesehenen Elektrodenanordnung (11A- 11D; 111A-111D) zur Detektion einer über das Meß­ medium vermittelten Reaktionsspannung als Antwortsi­ gnal auf das Prüfsignal,

wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteein­ richtung (13, 15, 17, 19, 25; 113, 114, 115, 117, 119, 125) dazu eingerichtet ist, das Verhältnis ein­ ander zugeordneter Werte des Antwortsignals und des Prüfsignals zu bestimmen und auf der Basis dieses Verhältnisses den vom Füllungsgrad des Meßrohres (1; 101) abhängigen Korrekturfaktor nach einer empirisch ermittelten Beziehung zu bestimmen und ferner den Korrekturfaktor in die Auswertung des Meßsignals einzubeziehen.

4. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach Anspruch 3, wobei eine der Elektrodenanordnungen (11A-11D; 111A-111D) der Einrichtung zur Ermittlung eines Korrekturfaktors von dem Meßelektrodenpaar gebildet ist.

5. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Elektrodenanordnungen (11A-11D; 111A-111D) der Einrichtung zur Ermittlung eines Korrekturfaktors jeweils ein Paar im Bereich der Meßebene am Innenumfang des Meßrohres (1; 101) einander gegenüberliegender Elek­ troden aufweisen.

6. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis %, wobei die Durchflußmeßvorrichtung im Bereich der Meßebene eine Vielzahl übereinander angeordneter Elektrodenpaare (11A-11D; 111A-111D) aufweist, deren jedes mit der Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung (13, 15, 17, 19, 25; 113, 114, 115, 117, 119, 125) verbunden ist und von denen wenigstens eines mit dem Prüfsignalgenera­ tor (21; 121) elektrisch verbunden ist, um das Prüfsignal in das Meßmedium einzuspeisen, und wobei die Meßsignal­ verarbeitungs- und -auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, wahlweise die Meßsignale einzelner oder mehrerer Elektrodenpaare (11A, 11D; 111A, 111D) auszuwerten, um ein die Durchflußrate des Meßmediums repräsentierendes Meßergebnis bereitzustellen.

7. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach Anspruch 6, wobei wenigstens zwei der Elektrodenpaare (11C, 11D; 111C, 111D) mittels einer von der Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung gesteuerten Schalteinrichtung (23; 123) wechselweise mit dem Prüfsignalgenerator (21; 121) verbindbar sind, um das Prüfsignal an verschiedenen Stel­ len des Meßmediums einzuspeisen.

8. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Elektromagnetanordnung (5; 105) ein getaktetes Magnetfeld oder ein magnetisches Wechselfeld mit einer ersten Frequenz erzeugt, wobei das Prüfsignal des Prüfsignalgenerators (21; 121) eine sich von der Frequenz des Magnetfeldes unterscheidende zweite Frequenz hat, wobei wenigstens ein zum Abgriff der Reaktionsspan­ nung und des von der Fließgeschwindigkeit abhängigen Meßsignals vorgesehenes Elektrodenpaar (11A-11D; 111A- 111D) über einen Spannungsverstärker (13; 113) an einer Signalfilterschaltung (114) angeschlossen ist, die einen von der mittleren Fließgeschwindigkeit des Meßmediums abhängigen Signalteil mit der ersten Frequenz und einen der Reaktionsspannung auf das Prüfsignal entsprechenden Signalteil mit der zweiten Frequenz aus dem verstärkten Meßsignal dieses Elektrodenpaares separiert und zur Aus­ wertung an die Signalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung abgibt.

9. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Meßsignal- und -auswerteeinrichtung Analog/- Digital-Wandler (115) zur Digitalisierung der von den Elektrodenpaaren (11A-11D; 111A-111D) abgegriffenen Spannungen und eine Speichereinrichtung (17, 25; 117, 125) zur Speicherung der digitalisierten Meßwerte auf­ weist.

10. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung (13, 15, 17, 19, 25; 113, 114, 115, 117, 119, 125) einen Tabellenspeicher aufweist, in dem entsprechend der empirisch ermittelten Funktion Korrekturfaktorwerte in Zuordnung zu betreffenden Quotienten aus Reaktionsspan­ nung und Prüfsignalspannung gespeichert sind, und wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrichtung zur Ermittlung des aktuellen Korrekturfaktors nach Maßgabe des aktuell gemessenen Quotienten aus Reaktionsspannung und Prüfsignalspannung auf den Tabellenspeicher zugreift.

11. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung einen Mikrocomputer (19; 119) umfaßt.

12. Vorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines ein Meß­ rohr durchfließenden Meßmediums nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei im oberen Bereich des Meßrohres (1; 101) ein Sensor (27; 127) angeordnet ist, der bei im wesentlichen kom­ pletter Füllung des Meßrohres (1; 101) anspricht, und wobei die Meßsignalverarbeitungs- und -auswerteeinrich­ tung den Korrekturfaktor nicht in die Auswertung der Durchflußmessung einbezieht, wenn der Sensor (27; 127) komplette Füllung des Meßrohres (1; 101) indiziert.