DE202021103688U1 - Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors - Google Patents

Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors Download PDF

Info

Publication number
DE202021103688U1
DE202021103688U1 DE202021103688.5U DE202021103688U DE202021103688U1 DE 202021103688 U1 DE202021103688 U1 DE 202021103688U1 DE 202021103688 U DE202021103688 U DE 202021103688U DE 202021103688 U1 DE202021103688 U1 DE 202021103688U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
unit
vibronic sensor
received signal
electronics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202021103688.5U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE202021103688.5U priority Critical patent/DE202021103688U1/de
Publication of DE202021103688U1 publication Critical patent/DE202021103688U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2966Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
    • G01F23/2967Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
    • G01N2009/006Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis vibrating tube, tuning fork

Abstract

Vibronischer Sensor (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (2) in einem Behältnis (2a), umfassend eine Sensoreinheit (3) mit einer mit einer Beschichtung (4a) versehenen, mechanisch schwingfähigen Einheit (4), und einer Elektronik (6), wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist,
- die mechanisch schwingfähige Einheit (4) zu mechanischen Schwingungen mittels eines Anregesignals (UA) anzuregen und die mechanischen Schwingungen in Form eines Empfangssignals (UE) zu empfangen,
- Messwerte für die Frequenz (f) des Empfangssignals (UE) zu Zeitpunkten, während welchen die schwingfähige Einheit (4) nicht in Kontakt mit dem Medium (2) ist, als Funktion der Zeit (t), aufzuzeichnen, und
- einen Zustandsindikator aus dem zeitlichen Verlauf der Messwerte für die Frequenz (f(t)) des Empfangssignals (Ue) zu ermitteln.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer, insbesondere physikalischen oder chemischen, Prozessgröße eines Mediums in einem Behältnis. Neben einem, insbesondere vorgebbaren, Füllstand eines Mediums können vibronische Sensoren auch zur Bestimmung des Durchflusses, der Dichte, oder der Viskosität des Mediums verwendet werden. Das Behältnis ist beispielsweise ein Behälter oder eine Rohrleitung.
  • Vibronische Sensoren finden vielfach Anwendung in der Prozess- und/oder Automatisierungstechnik. Im Falle von Füllstandsmessgeräten weisen sie zumindest eine mechanisch schwingfähige Einheit, wie beispielsweise eine Schwinggabel, einen Einstab oder eine Membran auf. Diese wird im Betrieb mittels einer Antriebs-/Empfangseinheit, häufig in Form einer elektromechanischen Wandlereinheit zu mechanischen Schwingungen angeregt, welche wiederum beispielsweise ein piezoelektrischer Antrieb oder ein elektromagnetischer Antrieb sein kann.
  • Entsprechende Feldgeräte werden von der Anmelderin in großer Vielfalt hergestellt und im Falle von Füllstandsmessgeräten beispielsweise unter der Bezeichnung LIQUIPHANT oder SOLIPHANT vertrieben. Die zugrundeliegenden Messprinzipien sind im Prinzip aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Die Antriebs-/Empfangseinheit regt die mechanisch schwingfähige Einheit mittels eines elektrischen Anregesignals zu mechanischen Schwingungen an. Umgekehrt kann die Antriebs-/Empfangseinheit die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit empfangen und in ein elektrisches Empfangssignal umwandeln. Bei der Antriebs-/Empfangseinheit handelt es sich entsprechend entweder um eine separate Antriebseinheit und eine separate Empfangseinheit oder um eine kombinierte Antriebs-/Empfangseinheit.
  • Dabei ist die Antriebs-/Empfangseinheit in vielen Fällen Teil eines rückgekoppelten elektrischen Schwingkreises, mittels welchem die Anregung der mechanisch schwingfähigen Einheit zu mechanischen Schwingungen erfolgt. Beispielsweise muss für eine resonante Schwingung die Schwingkreisbedingung, gemäß welcher der Verstärkungsfaktor ≥1 ist und alle im Schwingkreis auftretenden Phasen ein Vielfaches von 360° ergeben, erfüllt sein.
  • Zur Anregung und Erfüllung der Schwingkreisbedingung muss eine bestimmte Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal gewährleistet sein. Deshalb wird häufig ein vorgebbarer Wert für die Phasenverschiebung, also ein Sollwert für die Phasenverschiebung zwischen dem Anregesignal und dem Empfangssignal eingestellt. Hierfür sind aus dem Stand der Technik unterschiedlichste Lösungen, sowohl analoge als auch digitale Verfahren, bekannt geworden. Prinzipiell kann die Einstellung der Phasenverschiebung beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Filters vorgenommen werden, oder auch mittels eines Regelkreises auf eine vorgebbare Phasenverschiebung, den Sollwert, geregelt werden. Aus der DE102006034105A1 ist beispielsweise bekannt geworden, einen einstellbaren Phasenschieber zu verwenden. Die zusätzliche Integration eines Verstärkers mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zur zusätzlichen Regelung der Schwingungsamplitude wurde dagegen in der DE102007013557A1 beschrieben. Die DE102005015547A1 schlägt die Verwendung eines Allpass-Filters vor. Die Einstellung der Phasenverschiebung ist außerdem mittels eines sogenannten Frequenzsuchlaufs möglich, wie beispielsweise in der der DE102009026685A1 , DE102009028022A1 , und DE102010030982A1 offenbart. Die Phasenverschiebung kann aber auch mittels einer Phasenregelschleife (engl. Phase-Locked-Loop, PLL) auf einen vorgebbaren Wert geregelt werden. Ein hierauf basierendes Anregungsverfahren ist Gegenstand der DE102010030982A1 .
  • Sowohl das Anregesignal als auch das Empfangssignal sind charakterisiert durch ihre Frequenz ω, Amplitude A und/oder Phase ϕ. Entsprechend werden Änderungen in diesen Größen üblicherweise zur Bestimmung der jeweiligen Prozessgröße herangezogen, wie beispielsweise ein vorgegebener Füllstand eines Mediums in einem Behälter, oder auch die Dichte und/oder Viskosität eines Mediums oder der Durchfluss eines Mediums durch ein Rohr. Im Falle eines vibronischen Grenzstandschalters für Flüssigkeiten wird beispielsweise unterschieden, ob die schwingfähige Einheit von der Flüssigkeit bedeckt ist oder frei schwingt. Diese beiden Zustände, der Freizustand und der Bedecktzustand, werden dabei beispielsweise anhand unterschiedlicher Resonanzfrequenzen, also einer Frequenzverschiebung, unterschieden. Die Dichte und/oder Viskosität wiederum lassen sich mit einem derartigen Messgerät nur ermitteln, wenn die schwingfähige Einheit vom Medium bedeckt ist, wie beispielsweise in den Dokumenten DE10050299A1 , DE102007043811A1 , DE10057974A1 , DE102006033819A1 , oder DE102015102834A1 .
  • Um das zuverlässige Arbeiteten eines vibronischen Sensors zu gewährleisten, sind ferner zahlreiche Verfahren bekannt geworden, mit welchen eine Zustandsüberwachung des Sensors durchführbar ist, wie z. B. in den Dokumenten DE102005036409A1 , oder DE102007008669A1 , DE102017111392A1 oder DE102017102550A1 beschrieben.
  • Oftmals ist es mit den bekannten Verfahren jedoch nur möglich auszusagen, dass prinzipiell ein Problem im Bereich des Sensors auftritt, dessen genaue Ursache kann aber häufig nicht allein anhand der gemessenen Signale hergeleitet werden. Die genaue Lokalisierung und genaue Bestimmung der Ursache eines veränderten Schwingungsverhaltens des jeweiligen Sensors dagegen sind oft nicht allein aus den Messignalen ermittelbar. Dies ist insbesondere von Bedeutung bei der Verwendung von vibronischen Sensoren mit beschichteten schwingfähigen Einheiten, welche beispielsweise in aggressiven Medien eingesetzt werden. Insbesondere in Zusammenhang mit aggressiven Medien ist es notwendig, Defekte frühzeitig zu erkennen, um Schaden abzuwenden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Zustandsüberwachung für einen vibronischen Sensor bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen vibronischen Sensor zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behältnis, umfassend eine Sensoreinheit mit einer mit einer Beschichtung versehenen, mechanisch schwingfähigen Einheit, und einer Elektronik, wobei die Elektronik dazu ausgestaltet ist,
    • - die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen mittels eines Anregesignals anzuregen und die mechanischen Schwingungen in Form eines Empfangssignals zu empfangen,
    • - Messwerte für die Frequenz des Empfangssignals zu Zeitpunkten, während welchen die schwingfähige Einheit nicht in Kontakt mit dem Medium ist, als Funktion der Zeit, aufzuzeichnen, und
    • - einen Zustandsindikator aus dem zeitlichen Verlauf der Messwerte für die Frequenz des Empfangssignals zu ermitteln.
  • Die Betrachtung der Frequenz als Funktion der Zeit lässt genaue Rückschlüsse auf Defekte an der schwingfähigen Einheit zu. Vorteilhaft muss zur Durchführung der Zustandsüberwachung der jeweilige Prozess, für welchen der Sensor verwendet wird, nicht unterbrochen werden. Durch Aufzeichnen der Messwerte für die Frequenz lassen sich zeitliche Entwicklungen des Sensors beobachten. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ferner eine vorausschauende Wartung (engl. predictive maintenance) Wartung durchgeführt werden. Anhand eines jeweils bestimmten Messwerts für die Frequenz kann beispielsweise auch abgeschätzt werden, wann eine Wartung des Sensors erforderlich wird.
  • In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über einen Schaden an der Beschichtung der schwingfähigen Einheit des vibronischen Sensors. Beschichtete Sensoren werden vielfach für Applikationen mit aggressiven Medien, insbesondere in chemischen Prozessen, eingesetzt. Übliche schwingfähige Einheiten, welche beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sind, sind unter anderem gegenüber Säuren oder Laugen nicht chemisch beständig. Die frühzeitige und genaue Erkennung eines Beschichtungsschadens in solchen Anwendungsbereichen ist bezüglich der Prozesssicherheit von größter Bedeutung. Es ist stets sicherzustellen, dass kein Medium aus dem Prozess ausdringen kann. Entsprechend gilt es zu vermeiden, dass Medium, insbesondere durch die Beschichtung hindurch, in ein Innenvolumen des Sensors gelangen kann.
  • Andere kritische Anwendungen für vibronische Sensoren betreffen Prozesse, die großen Druck- und/oder Temperaturschwankungen unterliegen. Auch hier kann es im fortlaufenden Prozess, insbesondere wenn es sich zudem um ein aggressives Medium handelt, zu folgenschweren Defekten der jeweiligen Beschichtung kommen.
  • Die Beschichtung besteht vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Perfluoralkoxy-Polymer (PFA), aus einem Ethylene Chlorotrifluoroethylen (ECTFE), aus Emaille oder aus Tantal.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Elektronik dazu ausgestaltet, im Falle, dass die Frequenz des Empfangssignals als Funktion der Zeit kleiner wird, eine Meldung über eine Diffusion von Medium durch die Beschichtung der schwingfähigen Einheit auszugeben. Im Falle eines Diffundierens von Medium in und/oder durch die Beschichtung kommt es zu einer Vergrößerung der Masse der schwingfähigen Einheit und somit zu einer Reduktion der Frequenz des Empfangssignals.
  • In einer anderen Ausgestaltung ist die Elektronik dazu ausgestaltet, im Falle, dass die Frequenz des Empfangssignals als Funktion der Zeit größer wird, eine Meldung über ein Fehlen zumindest eines Teils der Beschichtung der schwingfähigen Einheit auszugeben. Fehlt zumindest ein Teil der Beschichtung, beispielsweise durch ein Abplatzen oder Ablösen, verringert sich die Masse der schwingfähigen Einheit und die Frequenz des Empfangssignals wird größer.
  • In noch einer Ausgestaltung ist die Elektronik ferner dazu ausgestaltet, Messwerte für die Amplitude des Empfangssignals zu Zeitpunkten, während welchen die schwingfähige Einheit nicht in Kontakt mit dem Medium ist, als Funktion der Zeit, aufzuzeichnen, und bei der Ermittlung des Zustandsindikators zu berücksichtigen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere auf die DE102019112866A1 verwiesen, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird.
  • Eine Ausgestaltung des vibronischen Sensors beinhaltet, dass die Elektronik dazu ausgestaltet ist, zu ermitteln, ob eine Änderung der Frequenz als Funktion der Zeit einen vorgebbaren Grenzwert über- oder unterschreitet. Die Änderung der Frequenz ist insbesondere gegeben durch die Differenz der Frequenz zu einem vorgebbaren Referenzzeitpunkt und der Frequenz zu einem bestimmten Messzeitpunkt.
  • In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Elektronik dazu ausgestaltet ist, die Änderung der der Frequenz als Funktion der Zeit relativ zu einem Referenzwert für die Frequenz zu ermitteln, welcher Referenzwert insbesondere einer Resonanzschwingung der schwingfähigen Einheit in der Grundschwingungsmode an Luft gemäß Auslieferungszustand des vibronischen Sensors entspricht. Der Referenzzeitpunkt entspricht in diesem Zusammenhang insbesondere dem Auslieferungszustand des Sensors oder einem in den jeweiligen Prozess eingebauten Zustand bei der Inbetriebnahme.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der schwingfähigen Einheit um eine Schwinggabel mit einer Membran und zwei an der Membran befestigten Schwingstäben, um einen Einstab oder eine Membran.
  • Schließlich umfasst der vibronische Sensor in einer weiteren Ausgestaltung ein Bluetooth-Modul zur Kommunikation des vibronischen Sensors mit einer externen Einheit. Das Bluetooth-Modul ist insbesondere Teil der Elektronik. Es sei darauf verwiesen, dass viele weitere Technologien zur drahtlosen Datenübertragung hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt sind, und gleichermaßen unter die vorliegende Erfindung fallen. Bei der externen Einheit kann es sich beispielsweise um ein externes Peripheriegerät, beispielsweise einen, insbesondere tragbaren, Computer oder auch ein Smartphone, handeln, oder auch um ein Leitsystem oder ein anderes externes Gerät, welches zur Kommunikation über Bluetooth ausgestaltet ist.
  • Die Erfindung sowie deren Vorteile werden anhand der nachfolgenden Figuren 1 bis 3 gezeigt sind, genauer beschrieben. Es zeigt:
    • 1 einen vibronischen Sensor gemäß Stand der Technik,
    • 2 eine schwingfähige Einheit eines vibronischen Sensors in Form einer Schwinggabel, und
    • 3 eine Schwinggabel (a) mit intakter Beschichtung, (b) mit einer Beschichtung, in welche Medium eindiffundiert ist, und (c) mit einer teilweise fehlenden Beschichtung.
  • In 1 ist ein vibronischer Sensor 1 gezeigt. Dargestellt ist eine Sensoreinheit 3 mit einer schwingfähigen Einheit 4 in Form einer Schwinggabel, welche teilweise in ein Medium 2 eintaucht, welches sich in einem Behälter 2a befindet. Die schwingfähige Einheit 4 wird mittels der Anrege-/Empfangseinheit 5 zu mechanischen Schwingungen angeregt, und kann beispielsweise ein piezoelektrischer Stapel- oder Bimorphantrieb sein. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Ausgestaltungen eines vibronischen Sensors unter die Erfindung fallen. Weiterhin ist eine Elektronikeinheit 6 dargestellt, mittels welcher die Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung erfolgt.
  • In 2 ist eine schwingfähige Einheit 4 in Form einer Schwinggabel, wie sie beispielsweise im von der Anmelderin unter dem Namen LIQUIPHANT vertriebenen vibronischen Sensor 1 integriert wird, in einer Seitenansicht gezeigt. Die Schwinggabel 4 umfasst zwei an eine Membran 7 angeformte Schwingstäbe 8a,8b, an welche endseitig zwei Paddel 9a,9b angeformt sind. Die Schwingstäbe 8a,8b zusammen mit den Paddeln 9a,9b werden häufig auch als Gabelzinken bezeichnet. Um die mechanisch schwingfähige Einheit 4 in mechanische Schwingungen zu versetzen, wird mittels einer auf der den Schwingstäben 7a,7b abgewandten Seite der Membran 8 stoffschlüssig angebrachten Antriebs-/Empfangseinheit 5 eine Kraft auf die Membran 8 aufgeprägt. Die Antriebs-/Empfangseinheit 5 ist eine elektromechanische Wandlereinheit, und umfasst beispielsweise ein piezoelektrisches Element, oder auch einen elektromagnetischen Antrieb [nicht gezeigt]. Entweder sind die Antriebseinheit 5 und die Empfangseinheit als zwei separate Einheiten aufgebaut, oder als kombinierte Antriebs-/Empfangseinheit. Im Falle, dass die Antriebs-/Empfangseinheit 5 ein piezoelektrisches Element 9 umfasst, wird die der Membran 7 aufgeprägte Kraft über das Anlegen eines Anregesignals UA, beispielweise in Form einer elektrischen Wechselspannung, generiert. Eine Änderung der angelegten elektrischen Spannung bewirkt eine Änderung der geometrischen Form der Antriebs-/Empfangseinheit 5, also eine Kontraktion bzw. eine Relaxation innerhalb des piezoelektrischen Elements derart, dass das Anlegen einer elektrischen Wechselspannung als Anregesignal UA zu einer Schwingung der stoffschlüssig mit der Antriebs-/Empfangseinheit 5 verbundenen Membran 7 hervorruft. Umgekehrt werden die mechanischen Schwingungen der schwingfähigen Einheit über die Membran an die Antriebs-/Empfangseinheit 5 übertragen und in ein elektrisches Empfangssignal Ue umgewandelt. Die jeweilige Prozessgröße, beispielsweise ein vorgebbare Füllstand des Mediums 2 in dem Behälter 2a, oder auch die Dichte oder Viskosität des Mediums 2, können dann anhand des Empfangssignals Ue ermittelt werden.
  • Zur erfindungsgemäßen Zustandsüberwachung des vibronischen Sensors 1 wird der zeitliche Verlauf der Frequenz f des Empfangssignals Ue betrachtet. Auf diese Weise kann insbesondere ein Beschichtungsschaden frühzeitig und präzise ermittelt werden, wie anhand von 3 illustriert.
  • In 3a ist eine schwingfähige Einheit 4 mit einer intakten Beschichtung 4a skizziert. Im Falle, dass Medium 2 in die Beschichtung 4a eindiffundiert (3b), kommt zu einer Vergrößerung des Volumens 10 der Beschichtung 4a und zu einer Reduktion der Frequenz f des Empfangssignals Ue . Verbleibt ein solcher Sensor 1 dann im Prozess, kann es ggf. zu einem Aufplatzen der Beschichtung 4a kommen, was zu einem sprunghaften Anstieg der Frequenz f des Empfangssignals Ue führt. In diesem Falle ist es also auch denkbar, bei Absinken der Frequenz f, insbesondere über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus, eine erste Warnung auszugeben, und im Falle dass zu einem späteren Verlauf ein, insbesondere sprunghafter, Anstieg der Frequenz f erfolgt, eine zweite Warnung, insbesondere in Form eines Alarmsignals auszugeben. Mittels der vorliegenden Erfindung kann außerdem das Fehlen zumindest eines Teils 11 der Beschichtung 4a der schwingfähigen Einheit 4 erkannt werden, wie in 3c illustriert. In diesem Falle kommt es zu einer Reduktion der Frequenz f des Empfangssignals Ue .
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vibronischer Sensor
    2
    Medium
    2a
    Behälter
    3
    Sensoreinheit
    4
    Schwingfähige Einheit
    4a
    Beschichtung der schwingfähigen Einheit
    5
    Antriebs-/Empfangseinheit
    6
    Elektronikeinheit
    7
    Membran
    8a, 8b
    Schwingstäbe
    9a, 9b
    Paddel
    10
    in die Beschichtung der schwingfähigen Einheit eindiffundiertes Medium
    11
    Fehlender Teil der Beschichtung der schwingfähigen Einheit
    Ua
    Anregesignal
    Ue
    Empfangssignal
    f
    Frequenz
    f0
    Referenzwert für die Frequenz
    A
    Amplitude
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006034105 A1 [0005]
    • DE 102007013557 A1 [0005]
    • DE 102005015547 A1 [0005]
    • DE 102009026685 A1 [0005]
    • DE 102009028022 A1 [0005]
    • DE 102010030982 A1 [0005]
    • DE 10050299 A1 [0006]
    • DE 102007043811 A1 [0006]
    • DE 10057974 A1 [0006]
    • DE 102006033819 A1 [0006]
    • DE 102015102834 A1 [0006]
    • DE 102005036409 A1 [0007]
    • DE 102007008669 A1 [0007]
    • DE 102017111392 A1 [0007]
    • DE 102017102550 A1 [0007]
    • DE 102019112866 A1 [0017]

Claims (9)

  1. Vibronischer Sensor (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (2) in einem Behältnis (2a), umfassend eine Sensoreinheit (3) mit einer mit einer Beschichtung (4a) versehenen, mechanisch schwingfähigen Einheit (4), und einer Elektronik (6), wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist, - die mechanisch schwingfähige Einheit (4) zu mechanischen Schwingungen mittels eines Anregesignals (UA) anzuregen und die mechanischen Schwingungen in Form eines Empfangssignals (UE) zu empfangen, - Messwerte für die Frequenz (f) des Empfangssignals (UE) zu Zeitpunkten, während welchen die schwingfähige Einheit (4) nicht in Kontakt mit dem Medium (2) ist, als Funktion der Zeit (t), aufzuzeichnen, und - einen Zustandsindikator aus dem zeitlichen Verlauf der Messwerte für die Frequenz (f(t)) des Empfangssignals (Ue) zu ermitteln.
  2. Vibronischer Sensor (1) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über einen Schaden an der Beschichtung der schwingfähigen Einheit (4) des vibronischen Sensors (1) handelt.
  3. Vibronischer Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist, im Falle, dass die Frequenz (f(t)) des Empfangssignals (Ue) als Funktion der Zeit (t) kleiner wird, eine Meldung über eine Diffusion (10) von Medium (2) in und/oder durch die Beschichtung (4a) der schwingfähigen Einheit (4) auszugeben.
  4. Vibronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist, im Falle, dass die Frequenz (f(t)) des Empfangssignals (Ue) als Funktion der Zeit (t) größer wird, eine Meldung über ein Fehlen zumindest eines Teils (11) der Beschichtung (4a) der schwingfähigen Einheit (4) auszugeben.
  5. Vibronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik (6) ferner dazu ausgestaltet ist, Messwerte für die Amplitude (A) des Empfangssignals (Ue) zu Zeitpunkten, während welchen die schwingfähige Einheit (4) nicht in Kontakt mit dem Medium (2) ist, als Funktion der Zeit (t), aufzuzeichnen, und bei der Ermittlung des Zustandsindikators zu berücksichtigen.
  6. Vibronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist, zu ermitteln, ob eine Änderung der Frequenz (f(t)) als Funktion der Zeit (t) einen vorgebbaren Grenzwert über- oder unterschreitet.
  7. Vibronischer Sensor (1) nach Anspruch 6, wobei die Elektronik (6) dazu ausgestaltet ist, die Änderung der der Frequenz (f(t)) als Funktion der Zeit (t) relativ zu einem Referenzwert (f0) für die Frequenz zu ermitteln, welcher Referenzwert (f0) insbesondere einer Resonanzschwingung der schwingfähigen Einheit (4) in der Grundschwingungsmode an Luft gemäß Auslieferungszustand des vibronischen Sensors (1) entspricht.
  8. Vibronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei der schwingfähigen Einheit (4) um eine Schwinggabel mit einer Membran (7) und zwei an der Membran (7) befestigten Schwingstäben (8a,8b), um einen Einstab oder eine Membran handelt.
  9. Vibronischer Sensor (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein Bluetooth-Modul zur Kommunikation des vibronischen Sensors (1) mit einer externen Einheit.
DE202021103688.5U 2021-07-08 2021-07-08 Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors Active DE202021103688U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021103688.5U DE202021103688U1 (de) 2021-07-08 2021-07-08 Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021103688.5U DE202021103688U1 (de) 2021-07-08 2021-07-08 Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202021103688U1 true DE202021103688U1 (de) 2021-09-06

Family

ID=77851865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202021103688.5U Active DE202021103688U1 (de) 2021-07-08 2021-07-08 Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202021103688U1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023247153A1 (de) * 2022-06-22 2023-12-28 Endress+Hauser SE+Co. KG Modularer vibronischer multisensor
DE102022119143A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 Endress+Hauser Flowtec Ag Edelstahlprodukt, Feldgerät und Verfahren zur Herstellung

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10050299A1 (de) 2000-10-10 2002-04-11 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität eines Mediums in einem Behälter
DE10057974A1 (de) 2000-11-22 2002-05-23 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter bzw. zur Ermittlung der Dichte eines Mediums in einem Behälter
DE102005015547A1 (de) 2005-04-04 2006-10-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102005036409A1 (de) 2005-07-29 2007-02-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006034105A1 (de) 2006-07-20 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006033819A1 (de) 2006-07-19 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007013557A1 (de) 2006-08-02 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007008669A1 (de) 2007-02-20 2008-08-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums und entsprechende Vorrichtung
DE102007043811A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität und entsprechende Vorrichtung
DE102009026685A1 (de) 2009-06-03 2010-12-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes, einer Phasengrenze oder der Dichte eines Mediums
DE102009028022A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer pysikalischen Prozessgröße eines Mediums
DE102010030982A1 (de) 2010-07-06 2012-01-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Regelung der Phase in einem Schwingkreis
DE102015102834A1 (de) 2015-02-27 2016-09-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102017102550A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
DE102017111392A1 (de) 2017-05-24 2018-11-29 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronischer Sensor mit Störsignal Kompensation
DE102019112866A1 (de) 2019-05-16 2020-11-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10050299A1 (de) 2000-10-10 2002-04-11 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität eines Mediums in einem Behälter
DE10057974A1 (de) 2000-11-22 2002-05-23 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter bzw. zur Ermittlung der Dichte eines Mediums in einem Behälter
DE102005015547A1 (de) 2005-04-04 2006-10-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102005036409A1 (de) 2005-07-29 2007-02-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006033819A1 (de) 2006-07-19 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102006034105A1 (de) 2006-07-20 2008-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007013557A1 (de) 2006-08-02 2008-02-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums
DE102007008669A1 (de) 2007-02-20 2008-08-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums und entsprechende Vorrichtung
DE102007043811A1 (de) 2007-09-13 2009-03-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung der Viskosität und entsprechende Vorrichtung
DE102009026685A1 (de) 2009-06-03 2010-12-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung oder Überwachung eines vorbestimmten Füllstandes, einer Phasengrenze oder der Dichte eines Mediums
DE102009028022A1 (de) 2009-07-27 2011-02-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer pysikalischen Prozessgröße eines Mediums
DE102010030982A1 (de) 2010-07-06 2012-01-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Regelung der Phase in einem Schwingkreis
DE102015102834A1 (de) 2015-02-27 2016-09-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vibronischer Sensor
DE102017102550A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
DE102017111392A1 (de) 2017-05-24 2018-11-29 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronischer Sensor mit Störsignal Kompensation
DE102019112866A1 (de) 2019-05-16 2020-11-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023247153A1 (de) * 2022-06-22 2023-12-28 Endress+Hauser SE+Co. KG Modularer vibronischer multisensor
DE102022119143A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 Endress+Hauser Flowtec Ag Edelstahlprodukt, Feldgerät und Verfahren zur Herstellung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4111144B1 (de) Vibronischer multisensor
EP3983761B1 (de) Vibronischer multisensor
DE102016112743A1 (de) Vibronischer Sensor
EP3580532A1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
DE202021103688U1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
DE102019116150A1 (de) Vibronischer Multisensor
DE102015102834A1 (de) Vibronischer Sensor
EP3877732A1 (de) Vibronischer multisensor
EP3532808B1 (de) Verfahren zur zustandsüberwachung eines elektromechanischen resonators
DE102020116278A1 (de) Vibronischer Multisensor
DE102015101891A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums
DE102017111392A1 (de) Vibronischer Sensor mit Störsignal Kompensation
WO2020207699A1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
EP3649446B1 (de) Zustandsüberwachung einer spule in einem sensor
EP3555575B1 (de) Vibronischer sensor mit störsignal kompensation
EP3969853B1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen sensors
EP3881035B1 (de) Vibronischer sensor mit temperaturkompensation
WO2022078684A1 (de) Verfahren zum betreiben eines vibronischen sensors
DE102019131485A1 (de) Zustandsüberwachung eines vibronischen Sensors
DE102020104065A1 (de) Vibronischer Sensor mit reduzierter Anfälligkeit für Gasblasenbildung
WO2020239329A1 (de) Vibronischer multisensor
DE102021129416A1 (de) Zustandsüberwachung für einen vibronischen Sensor
DE102021122533A1 (de) Vibronischer Multisensor
DE102020104066A1 (de) Vibronischer Sensor
DE102021126093A1 (de) Entkopplungseinheit für einen vibronischen Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative
R207 Utility model specification