DE4417332C2 - Massendurchflußmeßgerät - Google Patents
MassendurchflußmeßgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach
dem Coriolis-Prinzip arbeitet, mit einer, das strömende Medium führenden Coriolis-
Leitung, mit mindestens einem mit der Coriolis-Leitung verbundenen, die Coriolis-Lei
tung anregenden Schwingungserzeuger und mit mindestens einem mit der Coriolis-
Leitung verbundenen, Coriolis-Kräfte und/oder auf Coriolis-Kräften beruhende Co
riolis-Schwingungen erfassenden Meßwertaufnehmer, wobei der Schwingungser
zeuger und vorzugsweise auch der Meßwertaufnehmer außer mit der Coriolis-Lei
tung ausschließlich mit jeweils einer, ausschließlich mit dem Schwingungserzeuger
und ggf. dem Meßwertaufnehmer verbundenen Gegenmasse verbunden ist bzw.
sind.
Ein solches Massendurchflußmeßgerät ist aus der WO 93/03.336 A1 bekannt.
Massendurchflußmeßgeräte für strömende Medien, die nach dem Coriolis-Prinzip ar
beiten, sind ferner in verschiedenen anderen Ausführungen bekannt (vgl. z. B. die
deutschen Offenlegungsschriften 26 29 833, 28 22 087, 28 33 037, 29 38 498, 30 07 361,
33 29 544, 34 43 234, 35 03 841, 35 05 166, 35 26 297, 37 07 777, 39 16 285,
40 16 207, 41 24 295, 41 43 361, 42 00 060, 43 27 052 und 44 13 239, die europäi
schen Offenlegungsschriften 0 083 144, 0 109 218, 0 119 638, 0 196 150, 0 210 308,
0 212 782, 0 232 679, 0 235 274, 0 243 468, 0 244 692, 0 271 605, 0 275 367 und
0 282 552, die französische Offenlegungsschrift 2 598 801 sowie die USA-Patentschrif
ten 4,491,009, 4,628,744, 4,666,421, 4,803,867 und 4,962,678) und finden in zuneh
mendem Maße in der Praxis Verwendung.
Die bekannten Massendurchflußmeßgeräte für strömende Medien, die nach dem Co
riolis-Prinzip arbeiten, werden als abgeschlossene Geräte, bestehend aus zwei im all
gemeinen an einem Gehäuse befestigten Anschlußflanschen hergestellt, wobei in dem
Gehäuse eine Coriolis-Leitung, mindestens ein mit der Coriolis-Leitung verbundener,
die Coriolis-Leitung anregender Schwingungserzeuger und mindestens ein mit der
Coriolis-Leitung verbundener, Coriolis-Kräfte und/oder auf Coriolis-Kräften beru
hender Coriolis-Schwingungen erfassender Meßwertaufnehmer angeordnet sind. Um
ein solches Massendurchflußmeßgerät beispielsweise in einer, ein strömendes Medium
führenden Leitung in einem chemischen Betrieb einzusetzen, muß aus der das strö
mende Medium führenden Leitung ein Abschnitt herausgetrennt werden, und an die
verbleibenden Enden der Leitung müssen zu den Anschlußflanschen des Massen
durchflußmeßgeräts korrespondierende Anschlußflansche angeschweißt werden. Zu
diesem Zwecke muß entweder der Produktionsablauf unterbrochen werden, oder es
muß eine Ausweichleitung zur Verfügung stehen. Die Installation bekannter Massen
durchflußmeßgeräte für strömende Medien, die nach dem Coriolis-Prinzip arbeiten, er
fordert demnach sowohl eine relativ arbeitsintensive Installation des Massendurch
flußmeßgeräts als auch im allgemeinen eine Unterbrechung des Produktionsablaufes.
Diese Probleme könnte man dadurch vermeiden, daß man Schwingungserzeuger und
Meßwertaufnehmer an der bereits bestehenden Leitung anbringt. Hierbei ergibt sich
jedoch als weiteres Problem, daß Schwingungserzeuger und Meßwertaufnehmer eine
Abstützung an einem Widerlager erfahren müssen, um die Leitung anregen zu kön
nen bzw. Coriolis-Kräfte und/oder auf Coriolis-Kräften beruhende Coriolis-Schwin
gungen erfassen zu können. Die Anbringung solcher Widerlager ist jedoch bei
spielsweise in komplexen, chemischen Anlagen nahezu unmöglich bzw. sehr auf
wendig, so daß bislang keine Massendurchflußmeßgeräte existieren, bei denen ein
Leitungsabschnitt einer bestehenden Leitung die Coriolis-Leitung bildet.
Ein ebenfalls aus der Notwendigkeit eines Widerlagers resultierendes Problem besteht
bei den bekannten Massendurchflußmeßgeräten für strömende Medien mit Gehäuse
und Anschlußflanschen und mit nur einer das strömende Medium führenden Coriolis-
Leitung darin, daß dadurch, daß sich Schwingungserzeuger und Meßwertaufnehmer
an dem Gehäuse als Widerlager abstützen, das Gehäuse in eine Schwingung um seine
Ruhlage versetzt wird. Dies führt dazu, daß einerseits ein Teil der vom Schwingungs
erzeuger aufgebrachten Schwingungsenergie verloren geht und daß andererseits
Schwingungen der Anschlußleitungen das Meßergebnis leicht verfälschen können.
Ein solches Problem betrifft z. B. das aus der US-4,831,885 bekannte Coriolis-Mas
sendurchflußmeßgerät. Die Schwingungserzeuger dieses Coriolis-Massendurchfluß
meßgeräts sind nämlich außer mit der Coriolis-Leitung und somit mit den dieser zuge
ordneten Massen zusätzlich mit dem Gehäuse verbunden.
Eine bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, zwei das strömende Medium
führende Coriolis-Leitungen vorzusehen und den Schwingungserzeuger zwischen
den beiden Coriolis-Leitungen anzuordnen, so daß das Gehäuse des Massendurch
flußmeßgerätes von der Schwingung der Coriolis-Leitungen im Idealfall unbeeinflußt
bleibt. Die Anordnung einer zweiten Coriolis-Leitung ist jedoch unter verschiedenen
Gesichtspunkten problematisch. Zum einen erfordert sie einen relativ hohen Auf
wand bei der Herstellung und zum anderen ist ein Massendurchflußmeßgerät mit zwei
Coriolis-Leitungen wesentlich schwieriger zu reinigen.
Bei dem aus der WO 93/03.336 A1 bekannten Massendurchflußmeßgerät ist die Co
riolis-Leitung durch den Schwingungserzeuger in der Senkrechten anregbar. Dies hat
die Konsequenz, daß die Anregung der Coriolis-Leitung unsymmetrisch ist, weil der
Anregungskraft des Schwingungserzeugers die Gewichtskräfte des Schwingungser
zeugers und des Meßwertaufnehmers überlagert sind, und zwar in den beiden unter
schiedlichen Anregungsrichtungen mit unterschiedlichem Vorzeichen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das bekannte Massendurchfluß
meßgerät so auszugestalten und weiterzubilden, daß es frei ist von der zuvor be
schriebenen Unsymmetrie.
Das erfindungsgemäße Massendurchflußmeßgerät, bei dem die zuvor hergeleitete und
dargelegte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Coriolis-Leitung
durch den Schwingungserzeuger in der Waagerechten anregbar ist.
Somit überlagern auch bei dem erfindungsgemäßen Massendurchflußmeßgerät die
Gewichtskräfte des Schwingungserzeugers, der Meßwertaufnehmer bzw. der Gegen
massen die Anregungskräfte des Schwingungserzeugers. Diese Überlagerung wirkt
jedoch in beiden Anregungsrichtungen gleich, so daß die durch den Schwingungser
zeuger erfolgte Anregung der Coriolis-Leitung symmetrisch ist.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße
Massendurchflußmeßgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen
einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, anderer
seits auf die Beschreibung eines Beispiels eines Massendurchflußmeßgerätes in Ver
bindung mit einer Zeichnung. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Beispiel
eines Massendurchflußmeßgerätes in einem nur schematisch dargestellten Ausschnitt
einer komplexen, chemischen Anlage. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung
ist bei dem gezeigten Beispiel die Coriolis-Leitung durch den Schwingungserzeuger
nicht in der Waagerechten, sondern in der Senkrechten anregbar.
Die Figur zeigt ein Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem
Coriolis-Prinzip arbeitet. Dieses Massendurchflußmeßgerät besteht aus einer das
strömende Medium führenden, in der vorliegenden Ausführungsform geraden Corio
lis-Leitung 1, einem mit der Coriolis-Leitung 1 verbundenen, die Coriolis-Leitung 1
anregenden Schwingungserzeuger 2 und zwei mit der Coriolis-Leitung 1 verbun
denen, Coriolis-Kräfte und/oder auf Coriolis-Kräften beruhende Coriolis-Schwingun
gen erfassenden Meßwertaufnehmern 3. Der Schwingungserzeuger 2 und die Meß
wertaufnehmer 3 sind außer mit der Coriolis-Leitung 1 ausschließlich mit jeweils einer
ausschließlich mit dem Schwingungserzeuger 2 und den Meßwertaufnehmern 3 ver
bundenen Gegenmassen 4 verbunden.
Bei dem in der Figur dargestellten Massendurchflußmeßgerät dient als Coriolis-Lei
tung 1 ein Leitungsabschnitt einer bestehenden Leitung, hier einer Leitung innerhalb
einer nur schematisch dargestellten, komplexen, chemischen Anlage.
Besonders vorteilhaft ist das Massendurchflußmeßgerät dadurch ausgestaltet, daß der
als Coriolis-Leitung 1 dienende Leitungsabschnitt möglichst symmetrisch zwischen
zwei Einspannpunkten der bestehenden Leitung angeordnet ist. Hierdurch wird ge
währleistet, daß eine möglichst symmetrische Schwingung der Coriolis-Leitung 1 er
folgt. Die bei der Verwendung eines Leitungsabschnittes einer bestehenden Leitung
als Coriolis-Leitung 1 notwendige Eichung wird durch diese Maßnahme erleichtert.
Es soll an dieser Stelle noch angemerkt werden, daß das erfindungsgemäße Massen
durchflußmeßgerät sowohl bei seinem Einsatz an einer bereits bestehenden Leitung
als auch bei seiner Verwirklichung als abgeschlossenes Gerät mit Gehäuse nicht auf
gerade Coriolis-Leitungen 1 beschränkt ist. Aus dem eingangs geschilderten Stand
der Technik gehen eine Vielzahl von möglichen Verlaufsformen für die Coriolis-Lei
tung 1 hervor, die jeweils noch zusätzlich durch unterschiedliche Anordnungen eines
oder mehrerer Schwingungserzeuger 2 und eines oder mehrerer Meßwertaufnehmer 3
variiert werden können.
Der Schwingungserzeuger 2 und die Meßwertaufnehmer 3 sind als Piezo-Elemente
ausgeführt. Piezo-Elemente weisen den wesentlichen Vorteil auf, daß mit ihnen die
Befestigung des Schwingungserzeugers 2 und der Meßwertaufnehmer 3 an der Co
riolis-Leitung 1 besonders einfach ist. Elektromagnetische Schwingungserzeuger und
elektromagnetische Meßwertaufnehmer sind, wie andere bekannte Typen von
Schwingungserzeugern und Meßwertaufnehmern, ebenfalls zur Verwendung in dem
Massendurchflußmeßgerät geeignet, erfordern jedoch hinsichtlich der Befestigung
und Führung an der Coriolis-Leitung 1 und den Gegenmassen 4 einen erhöhten
Aufwand.
Claims (4)
1. Massendurchflußmeßgerät für strömende Medien, das nach dem Coriolis-Prinzip
arbeitet, mit einer, das strömende Medium führenden Coriolis-Leitung (1), mit min
destens einem mit der Coriolis-Leitung (1) verbundenen, die Coriolis-Leitung (1) anre
genden Schwingungserzeuger (2) und mit mindestens einem mit der Coriolis-Leitung
(1) verbundenen, Coriolis-Kräfte und/oder auf Coriolis-Kräften beruhende Coriolis-
Schwingungen erfassenden Meßwertaufnehmer (3), wobei der Schwingungserzeuger
(2) und vorzugsweise auch der Meßwertaufnehmer (3) außer mit der Coriolis-Leitung
(1) ausschließlich mit jeweils einer, ausschließlich mit dem Schwingungserzeuger (2)
und ggf. dem Meßwertaufnehmer (3) verbundenen Gegenmasse (4) verbunden ist
bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Coriolis-Leitung (1) durch den Schwin
gungserzeuger (2) in der Waagerechten anregbar ist.
2. Massendurchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Co
riolis-Leitung (1) ein Leitungsabschnitt einer bestehenden Leitung dient.
3. Massendurchflußmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als
Coriolis-Leitung (1) dienende Leitungsabschnitt möglichst symmetrisch zwischen
zwei Einspannpunkten der bestehenden Leitung angeordnet ist.
4. Massendurchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schwingungserzeuger (2) und der Meßwertaufnehmer (3) als Piezo-
Elemente ausgeführt sind.
Priority Applications (1)
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ID=6518332
Family Applications (1)
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DE19944417332 Revoked DE4417332C2 (de) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Massendurchflußmeßgerät |
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Legal Events
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