DE3738018A1 - Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet - Google Patents
Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung bzw.
Fehlerkorrektur, insbesondere bei einem Massendurchfluß-
Meßgerät, gemäß Oberbegriffe der Patentansprüche 1 bzw. 7.
Desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Durchführung der genannten Verfahren und insbesondere ein hierzu
ausgebildetes Massendurchfluss-Meßgerät.
Bekannte Massendurchfluss-Meßgeräte (vgl. z.B. JP-OS 57-1 37 818,
DE-PS 35 05 166, EP-OS 1 09 218) beruhen auf der Anwendung des Corio
lis-Prinzips: Eine Durchflußvorrichtung, beispielsweise ein
Meßrohrsystem bestehend aus einem, zweien oder mehreren Meßroh
ren mit gebogenen und/oder geraden Abschnitten, wird zu Dreh
oder Biegeschwingungen angeregt. Wird das Meßrohrsystem von
einem Fluid durchströmt, so entstehen aufgrund dessen Masse und
Strömungsgeschwindigkeit Corioliskräfte, die an der Innenwand des
bewegten Meßrohres senkrecht zur Strömungsrichtung angreifen.
Der betrags- und phasenmäßige Verlauf der Corioliskräfte über
die durchströmte Länge des Meßrohrsystems ist punktsymmetrisch
bezüglich deren Mitte, entspricht also einer ungeraden Funktion.
Infolgedessen sind die Bewegungen des Meßrohrsystems über dessen
durchströmte Länge zueinander phasenverschoben. Der Idealverlauf
dieser Phasenverschiebung ist weitgehend bekannt; er ist in einem
weiten Bereich quasilinear, d. h. er besitzt dort im wesentlichen
eine konstante Steigung.
In der Realität jedoch weicht der Verlauf der Phasenverschiebung
von dem ausschließlich durch die Corioliskräfte verursachten
Idealverlauf ab. Unter anderem aufgrund der mechanischen Dämpfung
in der Nähe der Einspannung der Meßrohre kommt es zu Verfäl
schungen des Verlaufs der Phasenverschiebung. Insbesondere können
dabei sog. Nullpunktfehler auftreten, d. h. ein von der idealen
Phasenverschiebung durchlaufener Bezugspunkt wird bei realer
Phasenverschiebung nicht mehr durchlaufen. Dies alles führt bei
Massendurchfluß-Meßgeräten, bei denen im wesentlichen Phasen
verschiebungen ausgewertet werden, zu Verfälschungen des Messer
gebnisses und damit zu erhöhter Meßungenauigkeit.
Das von der Erfindung gemäß Patentansprüchen gelöste Problem
besteht darin, zunächst etwaige Verfälschungen des idealen
Verlaufs der Phasenverschiebung zu erkennen, und desweiteren eine
Möglichkeit zu schaffen, eine korrigierte Phasenverschiebung zu
erhalten, die dem idealen Verlauf der Phasenverschiebung weitge
hend angenähert ist. Weiter löst die Erfindung das Problem, einen
Weg für die Anwendung der Fehlererkennung und -korrektur in der
Durchflußmeßtechnik aufzuzeigen.
Hinsichtlich der Fehlererkennung wird insbesondere auf die kenn
zeichnenden Teile der Patentansprüche 1 bzw. 2 verwiesen. Danach
wird im wesentlichen überprüft, ob der reale Verlauf der Phasen
verschiebung vom bekannten Idealverlauf abweicht. Nach der Er
findung kann dies einerseits dadurch geschehen, daß über unter
schiedliche Abschnitte der Durchflußvorrichtung jeweils die
mittlere Steigung der Phasenverschiebung gemessen wird. Anderer
seits können auch Phasendifferenzen zwischen unterschiedlichen
Punkten der Durchflußvorrichtung ermittelt werden. Desweiteren
sind die Steigungen bzw. Phasendifferenzen miteinander zu ver
gleichen. Weichen sie wesentlich voneinander ab, liegt eine
nichtlineare Verschiebung oder Verzerrung des Phasenverlaufs über
die durchströmte Länge der Durchflußvorrichtung vor, die nicht
unmittelbar auf Corioliskräfte zurückzuführen ist. Das negative
Vergleichsergebnis kann somit zur Erkennung eines Meßfehlers
verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Fehlererkennungsverfahren läßt sich
einfach und kostengünstig dadurch realisieren, daß drei
Meßstellen an unterschiedlichen Orten der Durchflußvorrichtung
entlang des Strömungsverlaufs angeordnet werden. Will man bei der
meßtechnischen Erfassung des Verlaufs der Phasenverschiebung
eine höhere Auflösung erreichen, so können auch 4, 5, 6 und mehr
Meßstellen entsprechend angeordnet werden. Wichtig ist, daß bei
der Ermittlung von mindestens zwei Steigungen oder Phasendiffe
renzen wenigstens drei unterschiedliche Meßstellen benutzt wer
den, um bei den nachfolgenden Vergleichen die gewünschte Plausi
bilitätskontrolle zu erzielen.
Die Messungen der Steigungen oder Phasendifferenzen läßt sich
zweckmäßig durch Erfassung von Zeitdifferenzen zu den
Zeitpunkten realisieren, in denen die Durchflußvorrichtung
aufgrund ihrer Dreh- oder Schwingbewegungen über die Durchfluss
länge fest vorgegebene Lagen durchschreitet oder zumindest er
reicht.
Innerhalb der durchströmten Länge der Durchflußvorrichtung wird
aus messtechnischen Gründen meist ein bestimmter Bezugspunkt
vorgegeben, der dann dem Nullpunkt der Phasenverschiebung
entspricht. Werden zu diesem Bezugs- oder Nullpunkt die
Meßstellen symmetrisch und zudem im gleichen Abstand voneinander
angeordnet, so lassen sich die genannten Plausibilitätsvergleiche
besonders einfach durchführen; denn in die hierfür notwendigen
Rechenoperationen braucht dann nur eine den Längenabständen
entsprechende Konstante einbezogen zu werden. Weiter vereinfacht
werden die Plausibilitätsberechnungen, wenn eine Meßstelle im
Bezugs- bzw. Nullpunkt selbst angeordnet ist.
Zur Lösung des weiteren Problems - Ermittlung einer Annäherung an
den idealen Verlauf der Phasenverschiebung - wird, aufbauend auf
die erläuterte Ermittlung der Steigungen oder Phasendifferenzen,
nach der Erfindung vorgeschlagen, diese einer Gewichtung mit
Konstanten und einer daran anschließenden Summenbildung zu un
terziehen. Die als Gewichtungsfaktoren dienenden Konstanten kön
nen dem Bereich der reellen Zahlen entstammen. Von dieser Ge
wichtung mit anschließender Summenbildung umfaßt sind auch
Verfahren zur Ausmittelung des Phasenverschiebungsfehlers, insbe
sondere arithmetische oder quadratische Mittelwertbildung.
Das erfindungsgemäße Fehlerkorrekturverfahren läßt sich
insbesondere nach folgender Formel ausführen:
Pkorr = P 3,2-P 3,1 + K (P 3,2-P 3,1)
wobei P 3,2 bzw. P 3,1 den von den Meßstellen M 3 und M 2 bzw. M 3
und M 1 erfassten Phasen - oder Zeitdifferenzen entsprechen. Ist
ferner die Meßstelle M 3 im oben genannten Bezugs- oder Nullpunkt
angeordnet, und die Meßstellen M 1 bzw. M 2 - vom Bezugspunkt aus
gesehen im eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Bereich der
Durchflußvorrichtung angeordnet, so ist der Differenzwert M 3, 2
größer oder gleich Null, und der Differenzwert M 3, 1 kleiner oder
gleich Null. Die Konstante K entstammt dem Bereich der reellen
Zahlen.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen
Fehlerkorrektur beruht auf folgender, praktischer Erfahrung: bei
der Massendurchflußmessung nach dem Coriolisprinzip läßt sich
beobachten, daß in den Bereichen der Durchflußvorrichtung, in
denen die Einflüsse der mechanischen Dämpfung oder Abfuhr von
Bewegungsenergie an beispielsweise Einspannstellen für das
Meßrohrsystem verhältnismäßig groß sind, auch die Abweichung
von der idealen, von Corioliskräften verursachte Phasenver
schiebung entsprechend groß ist. Darauf aufbauend besteht die
besondere Ausbildung der Fehlerkorrektur darin, von ermittelten
Phasen - oder Zeitdifferenzen zunächst die betragsmäßig größten
bzw. kleinsten auszusuchen, und diese dann besonders hoch bzw.
niedrig zu gewichten. Dadurch werden die Bereiche der Phasenver
schiebung, in denen der Anteil der Phasenverfälschungen besonders
groß ist, in ihrem Einfluß weitgehend unterdrückt.
Eine zweckmäßig anwendbare Vorrichtung zur Durchführung der
Fehlererkennung bzw. - korrektur kann erfindungsgemäß wie folgt
aussehen: an einer Durchflußvorrichtung sind mindestens drei
Sensoren angebracht, deren Signalausgänge mit einer Auswerteein
heit verbunden sind. Diese berechnet aus den Sensorsignalen die
genannten Phasendifferenzen und/oder Steigungen und vergleicht
sie auf Plausibilität. Weichen die Phasendifferenzen bzw. Stei
gungen voneinander ab, so gibt die Auswerteeinheit ein Fehlersig
nal aus und/oder berechnet, wie oben ausgeführt, eine korrigierte
Phasenverschiebung. Dies kann beispielsweise mittels eines Mikro
computers erfolgen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich
auch problemlos mit den herkömmlichen Teilen eines Massen
durchfluß-Meßgerätes zu einer baulichen und funktionsmäßigen
Einheit zusammenfassen.
In der Massendurchflußmessung gilt es im allgemeinen zu
vermeiden, daß sich die Lage des Schwerpunktes der
Durchflußvorrichtung aufgrund dessen Dreh- und/oder Schwingbewe
gungen periodisch verschiebt, um dadurch bedingte Phasenverschie
bungsfehler zu vermeiden. Deshalb werden, wie bekannt, als
Durchflußvorrichtung zwei gleiche Meßrohre verwendet, die zu
einander gegenphasigen Schwingungen angeregt sind. Dies bringt
allerdings den Aufwand mit sich, daß 2, 4, 6 usw. Meßrohre
verwendet werden müssen. Hier kann die Erfindung Abhilfe schaf
fen. Mit ihrer Hilfe lässt sich nämlich auch bei Verwendung nur
eines einzigen schwingenden Meßrohres, dessen Schwerpunkt sich
dann notwendig im Raum periodisch verschiebt, dadurch bedingte
Verfälschungen der Phasenverschiebung über die Meßrohrlänge
sowohl erkennen als auch korrigieren. Somit wird bei Einsatz der
Erfindung der Vorteil erzielt, daß bei Verwendung eines Massen
durchfluß-Meßgeräts mit einem einzigen Meßrohr dennoch ein
ausreichend genaues Meßergebnis erzielt werden kann.
Weitere Vorteile und Ausbildungen der Erfindung sind aus den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand der
Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen
Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung für ein Massendurchfluß-Meßgerät
nach der Erfindung;
Fig. 2 den idealen, den fehlerhaften und den nach der Erfindung gemäß
Fig. 1 korrigierten Verlauf der Phasenverschiebung über die
Meßrohrlänge gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine weitere prinzipielle Anordnung eines Massendurchfluß-
Meßgerätes nach der Erfindung;,
Fig. 4 den idealen, den fehlerhaften und den nach der Erfindung gemäß
Fig. 3 korrigierten Verlauf der Phasenverschiebung über die
Meßrohrlänge gemäß Fig. 3;
Für die in unterschiedlichen Figuren einander entsprechenden
Teile sind übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die erfindungsgemäße Durchfluß-
Meßanordnung als wesentliche Elemente eine Durchflußvorrichtung
(1), einen Schwingungserreger (4) sowie Meßumformer (M 0, M 1, M 2)
als Meßstellen. Die Durchflußvorrichtung ist im dargestellten
Beispiel als gerades Meßrohr ausgeführt, kann jedoch grundsätz
lich beliebige Formen aufweisen, z. B. U-Form, Schleifenform oder
dergleichen. Die Durchflußvorrichtung (1) ist an ihrem eingangs
bzw. ausgangsseitigem Ende (2 bzw. 3) jeweils fest eingespannt.
Der Schwingungserreger (4) ist vorzugsweise in der Mitte der
durchströmten Meßrohrlänge angeordnet. Er kann beispielsweise im
wesentlichen aus einer Antriebsspule (5) und einem Dauermagneten
(6) bestehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen drei
Meßstellen (M 0- M 2) im gleichen Abstand voneinander über die
Meßrohrlänge verteilt, wobei eine Meßstelle (M 0) in der längen
mäßigen Mitte der Durchflußvorrichtung (2) angeordnet ist. Wie
in der Darstellung der Fig. 1 angedeutet, können beispielsweise
magnetisch-induktive Meßumformer verwendet werden, die mit der
Durchflußvorrichtung (1) verbundene Dauermagneten und extern
befestigte Induktionsspulen aufweisen. Bei der Meßanordnung
gemäß Fig. 1 können zur Erhöhung der Meßgenauigkeit prinzipiell
auch fünf, sieben, neun usw. Meßstellen eingesetzt werden, von
denen immer eine im Bezugspunkt angeordnet ist. Als solcher ist
hier die längenmäßige Mitte der Durchflußvorrichtung (1) ge
wählt.
Wird die Antriebsspule (5) von einem Wechelstrom durchflossen, so
wird ein entsprechendes magnetisches Wechselfeld erzeugt, so daß
der Dauermagnet (6) abwechselnd angezogen oder abgestoßen wird.
Da dieser unmittelbar an der Durchflußvorrichtung (1) befestigt
ist, wird die Durchflußvorrichtung (1) in Biegeschwingungen
versetzt, die zur Mitte der Durchflußrichtung symmetrisch sind.
Die Biegeschwingungslinie ist in Fig. 1 durch fünf senkrecht zur
Längsachse der Durchflußvorrichtung (1) verlaufende Pfeile
unterschiedlicher Länge angedeutet.
Die Anregungsfrequenzen können z. B. im Bereich zwischen 60 und
80 Hz, vorzugsweise zwischen 600 und 1000 Hz liegen und entspre
chen vorzugsweise der Resonanzfrequenz der Durchflußvorrichtung
(1). Fließt Fluid durch die Durchflußvorrichtung gemäß Pfeil
richtung, so entstehen Corioliskräfte, welche die Biegeschwin
gungen phasenmäßig verzerren. Dadurch wird entlang der
durchströmten Länge der Durchflußvorrichtung (1) eine Phasenver
schiebung bewirkt.
Der Veranschaulichung des Verlaufs der Phasenverschiebung über
die durchströmte Länge der Durchflußvorrichtung (1) dient Fig 2.
Darin sind als Abszisse die durchströmte Länge L der
Durchflußvorrichtung (1), und als Ordinate die Zeitdifferenzen
in Nanosekunden aufgetragen, die von den Meßstellen (M 0- M 2)
ermittelt werden und die Phasenverschiebung der Bewegungen ein
zelner Abschnitte der Durchflußvorrichtung (1) zueinander reprä
sentieren. Die Größenordnung der Zeitdifferenzen bewegt sich bei
Biegeschwingungsfrequenzen zwischen 600 und 1200 Hz, im Bereich
von +/- 1500 Nanosekunden, wie in Fig. 2 dargestellt. Je stärker
die an der Durchflußvorrichtung (1) angreifenden Corioliskräfte
sind, umso größer ist die Phasenverschiebung. Deren Steigung ist
also ein Maß für den Massendurchfluß. Im Idealfall liegt ein
linearer Verlauf gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 2.
Aufgrund der eingangs beschriebenen Verfälschungen der idealen
Phasenverschiebung entsteht ein zumindest teilweise nichtlinearer
Verlauf, wie in Fig. 2 mittels der durchgezogenen Kennlinie
dargestellt. Nach herkömmlichen Meßverfahren wird der
Massendurchfluß im wesentlichen aus zwei Meßstellen (M 1, M 2)
ermittelt, die jeweils am einlauf- und auslaufseitigen Ende der
Durchflußvorrichtung angeordnet sind. Dabei würde sich nach der
Darstellung in Fig. 2 aufgrund der Verfälschungen eine 900
Nanosekunden entsprechende Phasenverschiebung ergeben, da die
Meßstelle (M 1) bei etwa -400 Nanosekunden und Meßstelle (M 2)
bei etwa +500 Nanosekunden anspricht (vgl. Fig. 2). Gemäß dem
idealen Verlauf müßten jedoch etwa 200 Nanosekunden als Zeitdif
ferenz ermittelt werden.
Nach der Erfindung wird dieser Phasenfehler wie folgt erkannt.
Aus der einlaufseitig angeordneten Meßstelle (M 1) und der im
Null- bzw. Bezugspunkt angeordneten Meßstelle (M 0) wird eine
erste Zeitdifferenz ermittelt, die etwa 400 Nanosekunden beträgt.
Ebenso wird aus der auslaufseitigen Meßstelle (M 2) und der im
Null- bzw. Bezugspunkt angeordneten Meßstelle (M 0) eine zweite
Zeitdifferenz ermittelt, die etwa 500 Nanosekunden beträgt.
Werden die Signale der Meßstellen (M 0- M 3) nacheinander
erfaßt, muß in diesem Zeitraum der Massendurchfluß konstant
gehalten werden, um nicht die Steigung der Phasenverschiebung zu
verändern. Zweckmäßiger ist eine gleichzeitige Abfrage der
Meßstellen (M 0- M 3).
In den beiden Zeitdifferenzen ist jeweils der fehlerhafte Verlauf
der Phasenverschiebung gemäß der durchgezogenen Linie eingegan
gen. Anhand eines Vergleichs der beiden Zeitdifferenzen läßt
sich der fehlerhafte Verlauf der Phasenverschiebung feststellen.
Zur Ermittlung eines korrigierten Wertes für die Phasenverschie
bung wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen. Zunächst wird
die betragsmäßig größere Zeitdifferenz ermittelt, im vorliegen
den Beispiel 500 Nanosekunden. Diese wird dann z. B. mit dem
Faktor 1.8 gewichtet, d. h. damit vervielfacht. Die betragsmäßig
kleinere Zeitdifferenz von 400 Nanosekunden wird mit dem Faktor
0.2 gewichtet. Mithin entsteht eine korrigierte Phasenver
schiebung von 980 Nanosekunden, die dem Idealwert näher kommt als
die nach der herkömmlichen Methode gemessene. Die Genauigkeit der
Korrektur ließe sich noch weiter dadurch erhöhen, daß aus mehr
als drei Meßstellen mehr als zwei Zeitdifferenzen errechnet und
entsprechend gewichtet oder summiert werden. Der mögliche Verlauf
einer erfindungsgemäß korrigierten Phasenverschiebung ist in
Fig. 2 strichpunktiert dargestellt.
Die Massendurchfluß-Meßanordnung gemäß Fig. 3 unterscheidet
sich von der gemäß Fig. 1 wie folgt. Statt einem einzigen
Meßrohr weist die Durchflußvorrichtung (1) nunmehr zwei Meß
rohre auf, nämlich ein erstes, gerades Meßrohr (7) und ein
zweites, parallel zum ersten Meßrohr (7) verlaufendes gerades
Meßrohr (8).
Mittels je eines eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Vertei
lerstücks (9) bzw. (10) kann die Durchflußvorrichtung (1) in
eine Fluidleitung eingefügt werden. Jeweils in der Mitte der
durchströmten Längen des ersten bzw. zweiten Meßrohres (7) bzw.
(8), und zwar im Zwischenraum zwischen den beiden Meßrohren (7,
8) sind an diesen jeweils ein Dauermagnet (6 a) bzw. (6 b) be
festigt. Zwischen den beiden Dauermagneten (6 a) bzw. (6 b) ist
eine Antriebsspule (5) befestigt, die extern fest angebracht ist.
Wird die Antriebsspule (5) von einem Wechselstrom erregt, werden
die Dauermagnete (6 a) bzw. (6 b) und damit das erste bzw. zweite
Meßrohr (7) bzw. (8) periodisch angezogen bzw. abgestoßen.
Dadurch werden sie in einander gegenphasige Biegeschwingungen
versetzt. Die Verteilerstücke (9) bzw. (10) sind vorzugsweise
biegesteif ausgeführt, sodaß sie für die Meßrohre (7) bzw. (8)
feste Einspannstellen bilden. Im Unterschied zur Ausführung nach
Fig. 1 sind gemäß Fig. 3 vier Meßstellen (M 1- M 4) entlang
der Durchflußvorrichtung (1) angeordnet. Prinzipiell könnten
auch sechs, acht, zehn usw. Meßstellen eingesetzt sein. Sie
arbeiten beispielsweise nach dem gleichen Funktionsprinzip wie
nach Fig. 1 und tasten im gezeigten Ausführungsbeispiel die
Bewegungen der beiden Meßrohre (7, 8) im Verhältnis zueinander
ab.
Bei Durchfluß eines Massenstromes gemäß Pfeilrichtung durch die
Meßrohre (7) bzw. (8) entstehen Corioliskräfte, die im Idealfall
eine quasilineare Phasenverschiebung verursachen, wie sie längs
der gestrichelten Linie in Fig. 4 verläuft. Die Abszisse und die
Ordinate haben hier die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2. Der
verfälschte Verlauf der Phasenverschiebung ist durch die durchge
zogene Linie in Fig. 4 dargestellt.
Die Verfälschung läßt sich anhand der Meßstellen (M 1- M 4) wie
folgt erkennen. Es wird eine erste Zeitdifferenz aus dem zeitlich
unterschiedlichen Ansprechen der Meßstellen (M 1, M 3) und in
gleicher Weise eine Zeitdifferenz aus den Meßstellen (M 4, M 2)
errechnet. Gemäß Fig. 4 beträgt die erste Zeitdifferenz etwa
450 Nanosekunden, die zweite Zeitdifferenz etwa 500 Nanosekunden.
Der Vergleich dieser beiden Zeitdifferenzen läßt den Phasenfeh
ler erkennen. Bei Auswertung lediglich der beiden einlauf- und
auslaufseitig angeordneten Meßstellen (M 1, M 4) nach bisher be
kannter Massendurchflußmessung würde sich aufgrund der Ver
fälschung eine 750 Nanosekunden entsprechende Phasenverschiebung
ergeben. Gemäß Idealverlauf jedoch (vgl. gestrichelte Linie)
entspräche die Phasenverschiebung etwa 1100 Nanosekunden. Mittels
der oben anhand von Fig. 2 beschriebenen Methode kann in Annähe
rung an den idealen Verlauf der Phasenverschiebung ein korrigier
ter Verlauf errechnet werden, wie er in Fig. 4 strichpunktiert
dargestellt ist.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine
Auswerteeinheit, die an ihren Eingängen die Signale der Meßstel
len (M 0, M 1, ... Mn) empfängt, dienen. Hieraus berechnet die
Auswerteeinheit gegebenenfalls ein Fehlersignal (F) sowie gegebe
nenfalls den korrigierten Massendurchfluß (K). Zur entsprechen
den Verarbeitung der Meßstellensignale bietet sich beispiels
weise ein Mikrocomputer an, der in der Auswerteeinheit enthalten
ist. Zweckmäßig wird die Auswerteeinheit zusammen mit der
Durchflußvorrichtung (1) und den Meßstellen innerhalb eines
Gehäuses untergebracht, so daß ein phasenfehlererkennendes
und/oder -korrigierendes Massendurchfluß-Meßgerät geschaffen
wird.
Claims (17)
- l. Verfahren zur Fehlererkennung bei einer durch Corioliskräfte erzeugten Phasenverschiebung von Schwing- und/oder Drehbewe gungen, in die eine von Fluid mit im Zeitraum der Fehlererken nung im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit durchströmte Durchflußvorrichtung (1) versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Phasendifferenzen aus wenigstens drei unterschiedlichen Meßstellen (M 0- M 3, M 1- M 4) ermittelt werden, die an der Durchflußvorrichtung (1) längs der Strö mungsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, und daß diese Phasendifferenzen auf Abweichung voneinander verglichen werden.
- 2. Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Steigungen der Phasenverschiebung über jeweils unterschiedliche, sich längs der Strömungsrichtung erstreckende Abschnitte der Durchflußvorrichtung (1) mittels Meßstellen (M 0- M 3, M 1- M 4) ermittelt werden, und daß diese Steigungen auf Abweichung voneinander verglichen werden.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem zur Messung der Steigungen wenigstens drei unterschiedliche Meßstellen (M 0- M3, M1-M4) verwendet werden, die an der Durchflußvorrich tung (1) entlang der Strömungsrichtung verteilt angeordnet sind.
- 4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Bestimmung der Phasendifferenzen und/oder Steigungen wenigstens zwei Zeitdifferenzen zwischen den Zeitpunkten gemessen werden, in denen die Durchflußvorrichtung (1) aufgrund ihrer Dreh- und/oder Schwingbewegungen bestimmte Stellen im Raum erreicht und/oder durchquert, die entlang der Strömungsrichtung verteilt und bezüglich der Ruhelage der Durchflußvorrichtung (1) übereinstimmend angeordnet sind.
- 5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Meßstellen (M 1- M 4) im gleichen Abstand voneinander und/oder symmetrisch zu wenigstens einem Bezugspunkt angeord net sind, der dem Nullpunkt der Phasenverschiebung entspricht.
- 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem drei Meßstellen (M 0, M 1, M 2) verwendet werden, von denen eine im Bezugspunkt angeordnet ist.
- 7. Verfahren zur Fehlerkorrektur bei einer durch Corioliskräfte erzeugten Phasenverschiebung von Dreh- und/oder Schwingbewe gungen, in die eine von Fluid mit im Zeitraum der Fehlererken nung im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit durchströmte Durchflußvorrichtung (1) versetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Steigungen der Phasenverschiebung über jeweils unterschiedliche, längs der Strömungsrichtung verlau fende Abschnitte der Durchflußvorrichtung (1) mittels Meß stellen (M 1- M 4) ermittelt werden, oder
daß wenigstens zwei Phasendifferenzen aus wenigstens drei unterschiedlichen Meßstellen (M 1- M 4) ermittelt werden, die längs der Strömungsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Steigungen und/oder Phasendifferenzen mit geeignet gewählten Konstanten gewichtet werden, und diese dann zur Bildung einer korrigierten Phasenverschiebung summiert werden. - 8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem die Steigungen und/oder Phasendifferenzen nach einem der Ansprüche 3-7 ermittelt werden.
- 9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem aus den Steigungen und/oder Phasendifferenzen jeweils ein Summenwert und ein Differenzwert gebildet wird, der Summenwert mit einer geeig net gewählten Konstante vervielfacht wird, und eine korrigier te Phasenverschiebung aus der Summierung des Differenzwertes mit dem vervielfachten Summenwert erhalten wird.
- 10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem drei Meßstellen (M 0, M 1, M 2) verwendet werden, von denen eine in einem dem Nullpunkt der Phasenverschiebung entsprechenden Bezugspunkt angeordnet ist, an diesem vorzugsweise die Durchflußvor richtung (1) in Dreh- und/oder Schwingbewegungen versetzt wird, und die Phasendifferenzen derart gebildet werden, daß deren Werte einander umgekehrte Vorzeichen besitzen.
- 11. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem zuerst die Steigungen und/oder Phasendifferenzen um so höher gewichtet werden, je größer deren Beträge sind.
- 12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, verwen det zur Erhöhung der Genaugkeit einer Massendurchflußmessung nach dem Coriolisprinzip.
- 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens drei als Meßstellen (M 1- M 4) an der Durchflußvorrichtung (1) verwendbare Sensoren und eine deren Signalausgänge aufnehmende Auswerteeinheit (11) umfaßt, die aus den Sensorsignalen die Phasendifferenzen und/oder Stei gungen ermittelt und vergleicht, bei deren Abweichung vonein ander ein Fehlersignal (F) und/oder die korrigierte Phasen verschiebung (K) ausgibt (Fig. 5).
- 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, welche mit einem die Durch flußvorrichtung (1) umfassenden, nach dem Coriolisprinzip arbeitenden Massendurchfluß-Meßgerät funktionsmäßig integriert ist.
- 15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, deren Sensoren berüh rungsfrei und/oder optisch, kapazitiv und/oder magnetisch arbeiten.
- 16. Durchfluß-Meßgerät gemäß Anspruch 14 oder Ansprüche 14 und 15, bei welchen die Durchflußvorrichtung (1) ein oder mehrere, in eine Fluidleitung einfügbare Meßrohre mit daran angebrachten Meßstellen (M 1- M 4) umfaßt, welche Meßrohre gerade und/oder gebogene, vorzugsweise ausschließlich gerade Abschnitte aufweisen.
- 17. Durchfluß-Meßgerät gemäß Anspruch 14, 14 und 15 oder 16, mit wenigstens einem an beiden Enden (2, 3) fest eingespann ten Meßrohr, in dessen längenmäßiger Mitte sich der Bezugs und Anregungspunkt sowie ein Sensor befinden, und von dessen Enden (2, 3) etwa 15 bis 30% der Meßrohrlänge entfernt sich jeweils ein Sensor befindet.
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DE19873738018 DE3738018A1 (de) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3808913C1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Rheometron Ag, Basel, Ch | Method and circuit arrangement for processing the measuring signals from flow meters |
DE4226391A1 (de) * | 1992-08-10 | 1994-02-17 | Wolfgang Drahm | Verfahren zur Erkennung und Korrektur einer Nullpunktdrift bei einem Coriolis-Massenstrommesser |
WO2001001084A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | Micro Motion, Inc. | Type identification for drive control of a coriolis flowmeter |
US7562586B2 (en) | 2005-10-21 | 2009-07-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method for monitoring an operating condition of a tube wall contacted by a flowing medium and inline measuring device therefore |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0469448A1 (de) * | 1990-07-28 | 1992-02-05 | KROHNE MESSTECHNIK MASSAMETRON GmbH & Co. KG | Massendurchflussmessgerät |
DE4200871C1 (en) * | 1992-01-15 | 1993-05-06 | Wolfgang 8045 Ismaning De Drahm | Determn. of mechanical stress conditions of measuring tubes of flow meter |
DE19719587A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-19 | Bailey Fischer & Porter Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erkennung und Kompensation von Nullpunkteinflüssen auf Coriolis-Massedurchflußmesser |
US6092409A (en) * | 1998-01-29 | 2000-07-25 | Micro Motion, Inc. | System for validating calibration of a coriolis flowmeter |
US6233526B1 (en) | 1998-07-16 | 2001-05-15 | Micro Motion, Inc. | Vibrating conduit parameter sensors and methods of operation therefor utilizing spatial integration |
DE10335665B4 (de) * | 2003-08-04 | 2005-10-27 | Siemens Ag | Massendurchflussmessgerät |
DE102005050898A1 (de) * | 2005-10-21 | 2007-05-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | In-Line-Meßgerät |
EP2085774B1 (de) * | 2008-02-01 | 2018-04-11 | Kraft Foods R & D, Inc. | Verfahren zur Bestimmung der Textur eines Nahrungsmittels |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0109218A2 (de) * | 1982-11-03 | 1984-05-23 | Micro Motion Incorporated | Coriolis-Massendurchflussmesser mit parallelen Messwegen |
EP0196150A1 (de) * | 1985-03-25 | 1986-10-01 | International Control Automation Finance S.A. | Messung einer Flüssigkeitsströmung |
DE3505166C2 (de) * | 1985-02-15 | 1990-07-12 | Danfoss A/S, Nordborg, Dk |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3276257A (en) * | 1960-02-02 | 1966-10-04 | Roth Wilfred | Gyroscopic mass flowmeters |
US4192184A (en) * | 1978-11-13 | 1980-03-11 | Halliburton Company | Mass flowmeter |
ZA82345B (en) * | 1981-02-17 | 1983-02-23 | J Smith | Method and apparatus for mass flow measurement |
DE3503841A1 (de) * | 1985-02-05 | 1986-08-07 | Karl Dipl.-Ing. 8060 Dachau Küppers | Massedurchflussmesser |
US4763530A (en) * | 1986-10-10 | 1988-08-16 | The Babcock & Wilcox Company | Apparatus and method for continuously measuring mass flow |
-
1987
- 1987-11-09 DE DE19873738018 patent/DE3738018A1/de active Granted
-
1988
- 1988-11-07 WO PCT/DE1988/000687 patent/WO1989004463A1/de unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0109218A2 (de) * | 1982-11-03 | 1984-05-23 | Micro Motion Incorporated | Coriolis-Massendurchflussmesser mit parallelen Messwegen |
DE3505166C2 (de) * | 1985-02-15 | 1990-07-12 | Danfoss A/S, Nordborg, Dk | |
EP0196150A1 (de) * | 1985-03-25 | 1986-10-01 | International Control Automation Finance S.A. | Messung einer Flüssigkeitsströmung |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3808913C1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Rheometron Ag, Basel, Ch | Method and circuit arrangement for processing the measuring signals from flow meters |
DE4226391A1 (de) * | 1992-08-10 | 1994-02-17 | Wolfgang Drahm | Verfahren zur Erkennung und Korrektur einer Nullpunktdrift bei einem Coriolis-Massenstrommesser |
WO2001001084A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | Micro Motion, Inc. | Type identification for drive control of a coriolis flowmeter |
US6318186B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-11-20 | Micro Motion, Inc. | Type identification and parameter selection for drive control in a coriolis flowmeter |
US7562586B2 (en) | 2005-10-21 | 2009-07-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method for monitoring an operating condition of a tube wall contacted by a flowing medium and inline measuring device therefore |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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