DE69214290T2

DE69214290T2 - Ausschaltung des temperaturfehlers eines coriolis-durchflussmessers

Info

Publication number: DE69214290T2
Application number: DE69214290T
Authority: DE
Inventors: Michael J. Longmont Co 80501 Zolock
Original assignee: Micro Motion Inc
Current assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2012-07-03
Also published as: CA2113165C; SK2794A3; JPH06508930A; KR0146686B1; EP0593623A1; HU216208B; AU662546B2; CN1163731C; EP0593623B1; US5231884A; TJ235B; HUT65942A; ATE143726T1; MD960379A; ES2094917T3; CA2113165A1; CZ4594A3; JP2583012B2; CN1190735A; MX9204044A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Einsatz in z. B. einem Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, die im wesentlichen temperaturinduzierte Meßfehler beseitigen, die ansonsten durch Leistungsdifferenzen erzeugt werden könnten, die zwischen zwei getrennten, im Meßgerät enthalten Eingabekanal schaltungen vorliegen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Gegenwärtig finden Coriolis-Meßgeräte als genaue Möglichkeit zur Messung des Massendurchflusses verschiedener Prozeßfluide immer stärkeren Eingang in vielfältige kommerzielle Anwendungen.
Im allgemeinen enthält ein Coriolis-Massendurchflußmeßgerät, z. B. das in der US-A-4,491,025 beschriebene (erteilt für J. E. Smith et al. am 1. Januar 1985 und im Besitz des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Anmeldung, nachstehend als die Patentschrift '025 für Smith bezeichnet), ein oder zwei parallele Rohre, bei denen es sich normalerweise jeweils um ein U-förmiges Durchflußrohr handelt. Gemäß der Darstellung in der Patentschrift '025 für Smith wird jedes Durchflußrohr zum Schwingen um eine Achse angeregt, um ein Rotationsbezugssystem zu erzeugen. Für ein U-förmiges Durchflußrohr kann diese Achse als die Biegungsachse bezeichnet werden. Beim Durchströmen eines Prozeßfluids durch jedes schwingende Durchflußrohr erzeugt die Fluidbewegung Coriolis-Reaktionskräfte, die senkrecht sowohl zur Fluidgeschwindigkeit als auch zur Winkelgeschwindigkeit des Rohrs orientiert sind. obwohl sie im Vergleich zu einer Kraft, mit der die Rohre angeregt werden, recht klein sind, bewirken diese Coriolis-Reaktionskräfte dennoch, daß sich jedes Rohr um eine Torsionsachse verdreht, die bei einem U-förmigen Rohr senkrecht zu seiner Biegungsachse steht. Der Wert der jedem Rohr verliehenen Verdrehung steht zum Massendurchfluß des durchströmenden Prozeßfluids in Beziehung. Häufig wird diese Verdrehung anhand von Geschwindigkeitssignalen gemessen, die von magnetischen Geschwindigkeitssensoren erhalten werden, die an einem oder beiden Durchflußrohren angebracht sind, um ein vollständiges Geschwindigkeitsprofil der Bewegung jedes Durchflußrohrs gegenüber dem anderen Durchflußrohr oder einer festen Bezugsquelle zu liefern. Bei Coriolis-Doppelrohrmeßgeräten werden beide Durchflußrohre entgegengesetzt so angeregt, daß jedes Rohr wie eine separate Zinke einer Stimmgabel schwingt (vibriert). Dieser "Stimmgabel"-Betrieb löscht vorteilhaft im wesentlichen alle unerwünschten Schwingungen aus, die ansonsten die Coriolis-Kraft maskieren könnten.
In einem solchen Coriolis-Meßgerät ist der Massendurchfluß eines sich durch das Meßgerät bewegenden Fluids allgemein proportional zum Zeitintervall (dem sogenannten "Δt"- Wert), das zwischen dem Moment verstreicht, an dem ein Punkt auf einem Seitenschenkel eines Durchflußrohrs eine vorbestimmte Stelle durchquert, z. B. eine jeweilige Schwingungsmittenebene, bis zu dem Moment, an dem ein entsprechender Punkt auf dem entgegengesetzten Seitenschenkel des gleichen Durchflußrohrs seine entsprechende Stelle durchquert, z. B. seine jeweilige Schwingungsmittenebene. Bei Coriolis-Massendurchflußmeßgeräten mit parallelen Doppelrohren ist dieses Intervall allgemein gleich der Phasendifferenz zwischen den Geschwindigkeitssignalen, die für beide Durchflußrohre bei der Grundfrequenz (Resonanzfrequenz) erzeugt werden, mit der diese Rohre angeregt werden. Außerdem ist die Resonanzfrequenz, mit der jedes Durchflußrohr schwingt, von der Gesamtmasse dieses Rohrs abhängig, d. h., der Masse des im Leerzustand befindlichen Rohrs selbst und der Masse eines durchströmenden Fluids. Da sich die Gesamtmasse mit veränderter Dichte des das Rohr durchströmenden Fluids ändert, ändert sich auch die Resonanzfrequenz bei jeder Fluiddichteänderung und kann daher verwendet werden, um Änderungen der Fluiddichte zu verfolgen.
Seit einiger Zeit wird in der Technik gelehrt, beide Geschwindigkeitssignale über mindestens einen gewissen analogen Schaltungsaufbau mit der Absicht zu verarbeiten, Ausgabesignale zu erzeugen, die proportional zum Massendurchfluß des Prozeßfluids sind. Insbesondere wird das zu jedem Geschwindigkeitssensor gehörende Ausgabesignal normalerweise an einem analogen Schaltungsaufbau, z. B. einem Integrierer gefolgt von einem Nulldurchgangsdetektor (Vergleicher), angelegt, die in einem separaten entsprechenden Eingabekanal enthalten sind. Siehe dazu z. B. die US-A-4879911 (erteilt für M. J. Zolock am 14. November 1989), 4872351 (erteilt für J. R. Ruesch am 10. Oktober 1989), 4843890 (erteilt für A. L. Samson et al. am 4 Juli 1989) und 4422338 (erteilt für J. E. Smith am 27. Dezember 1983), die sämtlich ebenfalls im Besitz des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Anmeldung sind. Obwohl die verschiedenen in diesen Patentschriften gelehrten Ansätze ausreichend genaue Ergebnisse in einem breiten Anwendungsgebiet liefern, leiden die in diesen Schriften offenbarten Meßgeräte sowie ähnliche bekannte Coriolis-Meßgeräte unter einem gemeinsamen Mangel, der ihren Einsatz kompliziert.
Insbesondere arbeiten Coriolis-Massendurchflußmeßgeräte, indem sie eine im Betrag sehr kleine Kanalphasendifferenz zwischen den durch beide Geschwindigkeitssensoren erzeugten Signalen detektieren, d. h., den Δt-Wert, und diese Differenz in ein Signal umwandeln, das proportional zum Massendurchfluß ist. Obwohl vordergründig ein Δt-Wert über eine Zeitdifferenzmessung gewonnen wird, ist dieser Wert in Wirklichkeit auch eine Phasenmessung. Durch eine solche Zeitdifferenzmessung kann bequem eine Manifestation einer zwischen den Geschwindigkeitssensorsignalen auftretenden Phasendifferenz gemessen werden. Bei gegenwärtig durch den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung hergestellten Coriolis-Meßgeräten beträgt diese Differenz in der Tendenz etwa 130 µs bei maximalem Durchfluß. Jeder Eingabekanal in einem Coriolis-Meßgerät unterzieht sein Eingabesignal einer gewissen internen Phasenverzögerung. Wenngleich die Größe dieser Verzögerung allgemein recht klein ist, ist sie im Vergleich zur kleinen Kanalphasendifferenz, d. h., 130 µs oder weniger, die detektiert wird, häufig signifikant. Gegenwärtig erhältliche Coriolis- Meßgeräte beruhen auf der Annahme, daß jeder Eingabekanal seinem entsprechenden Geschwindigkeitssignal einen endlichen und festen Phasenverzögerungsbetrag verleiht. Allgemein beruhen diese Coriolis-Meßgeräte an sich darauf, daß sie zuerst in einem bei der Meßgerätekalibrierung vorliegenden echten Nullflußzustand die Kanalphasendifferenz (Δt) oder den angezeigten Massendurchfluß messen. Während sie in der Folge einen tatsächlichen Durchfluß messen, subtrahieren diese Meßgeräte dann den resultierenden Wert auf gewissen Weise vom gemessenen Δt- bzw. Massendurchflußwert, um einen scheinbar genauen Massendurchflußwert für das dann durchströmende Prozeßfluid zu erzeugen.
Leider hat sich in der Praxis diese Annahme als ungenau erwiesen. Erstens erzeugt nicht nur jeder Eingabekanal häufig einen anderen Betrag der internen Phasenverzögerung gegenüber dem anderen, sondern auch die durch jeden Kanal erzeugte Phasenverzögerung ist temperaturabhängig und variiert unterschiedlich von einem Kanal zum anderen bei entsprechenden Temperaturänderungen. Diese Temperaturvariabilität führt zu einer temperaturinduzierten Kanalphasendifferenz. Da die gemessene Phasendifferenz (Δt), die sich aus dem tatsächlichen Durchfluß durch das Meßgerät ergibt, relativ klein ist, kann ein Fehler der gemessenen Phasendifferenz zwischen den Geschwindigkeitssignalen, der auf die temperaturinduzierte Kanalphasendifferenz zurückzuführen ist, in bestimmten Fällen signifikant sein. Bei gegenwärtig erhältlichen Coriolis-Massendurchflußmeßgeräten bleibt dieser Fehler allgemein unberücksichtigt. In bestimmten Situationen kann dieser Fehler einen merklichen temperaturabhängigen Fehler in Massendurchflußmessungen einführen und dadurch die Messungen in gewissem Grad verfälschen.
Zur Vermeidung dieses Fehlers besteht ein in der Technik bekannter Ansatz darin, ein eingebautes verrohrtes Coriolis- Meßgerät mit seiner Elektronik mit einer temperaturgeregelten Umhüllung abzudecken. Dieser Ansatz, der verhindert, daß das Meßgerät äußeren Temperaturschwankungen ausgesetzt wird und für das Meßgerät eine relativ konstante Temperatur während seines Betriebs beibehält, erhöht die Einbaukosten des Meßgeräts und stark ist daher nicht für jede Anwendung geeignet. Bei jenen Anwendungen, bei denen Einbaukosten wichtig sind, wird daher dieser Ansatz allgemein nicht gewählt. Insbesondere bei diesen Anwendungen und speziell dort, wo das Meßgerät im Innenraum angeordnet werden soll und keinen großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, bleibt der sich aus der temperaturinduzierten Kanalphasendifferenz ergebende und zwar allgemein erwartete Meßfehler in der Tendenz recht klein und relativ konstant. An sich wird dieser Fehler gewöhnlich von einem Anwender toleriert. Bei anderen Anwendungen, bei denen das Meßgerät nicht in einer temperaturgeregelten Umhüllung untergebracht ist, z. B. Außenanlagen, in denen das Meßgerät erwartungsgemäß starke Schwankungen der Betriebstemperatur erfährt, ändert sich allgemein dieser Fehler und kann signifikant werden, weshalb er zu berücksichtigen ist.
Abgesehen von Fehlern infolge temperaturinduzierter Kanalphasendifferenzen haben viele heute erhältliche Coriolis- Massendurchflußmeßgeräte unvorteilhaft eine weitere Meßungenauigkeitsquelle, die mit der Temperatur zusammenhängt. Insbesondere messen Coriolis-Meßgeräte allgemein die Temperatur des Durchflußrohrs und modifizieren aufgrund von Änderungen der Durchflußrohrelastizität mit der Temperatur entsprechend einen Bemessungs- bzw. Meßgerätefaktorwert auf der Grundlage der aktuellen Rohrtemperatur. Anschließend wird dieser Meßgerätefaktor in seiner modifizierten Form verwendet, um proportional den Wert der Kanalphasendifferenz (Δt) mit dem Massendurchfluß in Beziehung zu setzen. Die Durchflußrohrtemperatur wird durch Digitalisieren einer Ausgabe eines geeigneten analogen Temperatursensors gemessen, z. B. eines Platin-Widerstandsthermometers (RTD), das auf einer Außenfläche eines Durchflußrohrs angebracht ist. Üblicherweise hat die digitalisierte Ausgabe die Form eines häufig durch einen Spannungs--
Frequenz-Wandler (V/F-Wandler) erzeugten Frequenzsignals, das über ein vorgegebenes Zeitintervall summiert (gezählt) wird, um einen akkumulierten digitalen Wert zu ergeben, der proportional zur Durchflußrohrtemperatur ist. Leider zeigen in der Praxis V/F-Wandler eine gewisse Temperaturdrift, die je nach Größe einer Umgebungstemperaturänderung zu einem Fehler bei der Messung der Durchflußrohrtemperatur führen kunnte, der bis zu mehrere Grade betragen kann. Seinerseits verfälscht dieser Fehler den Massendurchfluß.
Eine in der Technik vorgeschlagene Lösung, um angeblich temperaturabhängige Schwankungen der Leistung der Eingabekanäle von Coriolis-Meßgeräten zu beherrschen, ist in der US-A- 4817448 (erteilt für J. W. Hargarten et al. am 4. April 1989 und ebenfalls im Besitz des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Anmeldung, nachstehend als Patentschrift '448 für Hargarten et al. bezeichnet) gelehrt. Diese Patentschrift offenbart eine Zweikanal-Umschalteingabeschaltung zur Verwendung in einem Coriolis-Meßgerät. Insbesondere weist diese Schaltung einen FET-Schalter (Feldeffekttransistor-Schalter) mit zwei Polen und zwei Stellungen auf, der sich zwischen den Ausgängen der Geschwindigkeitssensoren und den Eingängen zu den beiden Kanälen befindet. In einer Stellung verbindet der FET-Schalter die Ausgänge des linken und rechten Geschwindigkeitssensors mit entsprechenden Eingängen des linken bzw. rechten Kanals, während in der entgegengesetzten Stellung diese Verbindungen umgekehrt werden. Der Schalter wird so betätigt, daß er seine Stellung bei jedem aufeinanderfolgenden Zyklus der Durchflußrohrbewegung ändert. Auf diese Weise wird die Ausgabe jedes Geschwindigkeitssensors abwechselnd nacheinander an beiden Kanälen angelegt. Über ein Intervall von zwei Zyklen werden geeignete Zeitintervalle im Hinblick auf die an beiden Kanälen angelegten Geschwindigkeitswellenformen gemessen und anschließend gemeinsam gemittelt, um einen einzigen Zeitintervallwert zu erhalten, aus dem Fehler gelöscht wurden, die auf jeden einzelnen Kanal zurückzuführen sind. Anschließend wird dieser resultierende Zeitintervallwert bei der Bestimmungen des Massendurchflusses durch das Meßgerät verwendet.
Obgleich diese Lösung tatsächlich im wesentlichen temperaturinduzierte Kanalphasendifferenzen beseitigt, hat sie einen Nachteil, der ihre Gebrauchseignung etwas beschränkt. Speziell weisen diese Eingabeschaltungen in der Vorrichtung gemäß der Lehre der Patentschrift '448 für Hargarten et al. keine Integrierer auf. Aufgrund fehlender Tiefpaßfilterung, die durch Integrierer gegeben wäre, sind diese Eingabeschaltungen daher rauschanfällig. Leider können wegen der in dieser Patentschrift gelehrten Umschaltlösung keine Integrierer in den Umschaltabschnitt des Eingabeschaltungsaufbaus aufgenommen werden, weshalb zur Rauschfestigkeit ein Integrierer nach dem FET-Schalter angeordnet werden muß. Bedauerlicherweise läßt sich an dieser Stelle die dem Integrierer eigene Phasenverzögerung, wenn überhaupt, nicht problemlos kompensieren. Da ungünstigerweise der Integrierer tendenziell die größte Phasenverzögerungsquelle im Eingabeschaltungsaufbau ist, würde die Aufnahme eines solchen Integrierers den gemessenen Δt-Werten eine Fehlerkomponente, d. h., eine nicht kompensierte Phasenverzögerung, zufügen. Zudem würde diese Phasenverzögerung auch mit Temperaturänderungen schwanken. Folglich würden die resultierenden gemessenen Durchflußwerte eine Fehlerkomponente enthalten. Somit wurde deutlich, daß die in der Patentschrift '448 für Hargarten et al. vorgeschlagene Lösung eine auf relativ rauschf reie Umgebungen beschränkte Anwendbarkeit hat.
Die EP-A-0275367 erkennt das Problem im Zusammenhang mit Phasenverzögerungsdifferenzen an. Gemäß einer vorgeschlagenen Lösung wird eines der beiden Sensorausgabesignale, hier speziell das vom linken Sensor, parallel am Eingang beider Kanäle während einer sogenannten Kalibrierbetriebsart angelegt. Während dieser Kalibrierbetriebsart wird die resultierende Kanalphasendifferenz bestimmt. Diese Phasendifferenz wird mit der gemessenen Zeitdifferenz während einer Meßbetriebsart kombiniert, um diesen Effekt zu annullieren. Als problematisch erweist sich die Tatsache, daß die durch jeden Kanal erzeugte Phasenverzögerung temperaturabhängig ist, so daß die Phasenverzögerung von einem Kanal zum anderen unterschiedlich bei entsprechenden Temperaturänderungen schwankt. Wie vorstehend diskutiert wurde, führt dies zu einer temperaturinduzierten Kanalphasendifferenz, so daß ein temperaturabhängiger Fehler in die Massendurchflußmessungen während der Messung eingeführt wird.
Ferner ist es nicht möglich, den Massenfluß während der Kalibrierbetriebsart zu messen.
Daher besteht in der Technik ein Bedarf an einem Coriolis-Meßgerät, das genaue Fluß- und Durchflußausgabewerte liefert, die im wesentlichen gegenüber Schwankungen der Umgebungstemperatur unempfindlich sind, und das somit keine merklichen negativen Temperatureinflüsse zeigt und eine beachtliche Rauschfestigkeit bieten könnte. Ein solches Meßgerät sollte, wenn überhaupt, zu vernachlässigende temperaturinduzierte Meßungenauigkeiten über relativ breite Schwankungen der Umgebungstemperatur haben, damit das Meßgerät verwendet werden kann, um hochgenaue Durchflußmessungen in vielfältigen Anwendungen und insbesondere ohne die Notwendigkeit zu liefern, das Meßgerät in einer temperaturgeregelten Umhüllung unterzubringen. Vorteilhaft würden die erhöhte Meßgenauigkeit durch ein solches Meßgerät und die zugehörigen Einsparungen bei Einbaukosten voraussichtlich den Anwendungsbereich erweitern, in dem ein solches Meßgerät eingesetzt werden könnte.
Das hierin beschriebene System überwindet die vorstehend beschriebenen Probleme und stellt auch den Gegenstand der WO- A-93/01472 dar.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Coriolis- Meßgerät bereitzustellen, das genaue Ausgabemessungen liefert, die im wesentlichen unempfindlich gegenüber Umgebungstemperaturschwankungen sind.
Eine spezifische Aufgabe besteht darin, ein solches Meßgerät bereitzustellen, das im wesentlichen, wenn nicht sogar vollständig, die Notwendigkeit einer temperaturgeregelten Umhüllung entfallen läßt.
Eine weitere spezifische Aufgabe besteht darin, ein Coriolis-Meßgerät bereitzustellen, in dem die gemessenen Flußund Durchflußwerte keinen erheblichen, wenn überhaupt einen, Fehler enthalten, der sich ansonsten aus Schalttransienten ergeben würde, die in den Eingabekanälen auftreten.
Diese und andere Aufgaben werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 einen Schaltungsaufbau gemäß Anspruch 27 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 bzw. 35 gelöst.
Gemäß den Lehren meiner Erfindung wechselt der Betrieb jedes Kanals zyklisch insbesondere unter Verwendung einer relativ kurzen Periode zwischen: (a) Messen der internen Phasenverzögerung dieses Kanals und (b) Messen eines oder mehrerer roher durchflußbasierter Δt-Werte. Der (die) rohe(n) Wert(e) wird (werden) danach kompensiert, normalerweise durch Subtrahieren des gemessenen Phasenverzögerungswerts davon, um einen korrigierten Δt-Wert zu ergeben. Anschließend wird ein aktueller Massendurchflußwert unter Verwendung des korrigierten und nicht wie im bekannten Ansatz des (der) rohen Δt- Werts (-Werte) bestimmt.
Insbesondere sind die beiden identischen Eingabekanäle (d. h., der linke und rechte), die gewöhnlich in bekannten Coriolis-Durchflußmeßgeräten verwendet werden, durch zwei Eingabekanalpaare (d. h., Paare A-C und B-C) ersetzt, durch die die aktuelle interne Phasenverzögerung jedes Kanalpaars gemessen werden kann. Jedes der Kanalpaare wird so betrieben, daß es zyklisch zwischen dem Messen seiner eigenen internen Phasenverzögerung, d. h., einer "Nullsetz"-Betriebsart, und dem Messen von Δt-Werten für tatsächliche Durchflußbedingungen, d. h., einer "Meß"-Betriebsart, wechselt. Angesichts der kurzen Zykluszeit spiegelt der aktuelle Phasenverzögerungswert genau alle temperaturinduzierten Änderungen wider, die dann in der Leistung jedes Kanalpaars auftreten. Sobald der aktuelle interne Phasenverzögerungswert für jedes Paar bekannt ist, wird dieser Wert genutzt, um durchflußbasierte Δt- Werte zu korrigieren, die in der Folge durch dieses Paar während seiner nächsten Meßbetriebsart erzeugt werden. Da die durch jedes Kanalpaar bereitgestellten durchflußbasierten Δt Messungen anhand der zu diesem speziellen Paar gehörenden aktuellen internen Phasenverzögerung korrigiert sind, enthalten diese Δt-Werte unabhängig von der Umgebungstemperatur des Meßgeräts und ihrer Schwankung keine beträchtlichen temperaturinduzierten Fehlerkomponenten. An sich kann ein erfindungsgemäß aufgebautes Coriolis-Meßgerät vorteilhaft in Umgebungen mit stark schwankenden Temperaturen mit keinem wesentlichen Genauigkeitsabfall infolge von Temperaturänderungen verwendet werden.
Gemäß den Lehren einer bevorzugten Ausführungsform meiner Erfindung nutzt meine erfindungsgemäße Durchlußmeßschaltung drei getrennte ähnliche Eingabekanäle (d. h., Kanäle A, B und C), über die Kanalphasendifferenzmessungen nacheinander und abwechselnd für jeweils zwei Paaren, d. h., Paare A-C und B-C, der drei Kanäle gemacht werden. Der Kanal C dient als Referenzkanal und empfängt kontinuierlich eines der beiden Sensorsignale der Geschwindigkeitswellenform, für die bevorzugte Ausführungsform speziell das linke Geschwindigkeitssensorsignal, als sein Eingabesignal. Bei der Eingabe zu den Kanälen A und B handelt es sich um das linke oder rechte Geschwindigkeitssensorsignal. Obwohl sowohl zur Null- als auch zur Meßbetriebsart das Messen der Kanalphasendifferenz in einem Kanalpaar gehört, besteht der Hauptunterschied zwischen den Betriebsarten darin, daß in der Nullbetriebsart das gleiche Geschwindigkeitssensorsignal an beiden Kanälen in diesem Paar angelegt wird, so daß die resultierende Kanalphasendiffferenzmessung eine Messung der internen Phasenverzögerung für dieses Paar liefert, während in der Meßbetriebsart das linke und rechte Geschwindigkeitssensorsignal an unterschiedlichen entsprechenden Kanälen in diesem Paar angelegt werden, um eine, wenngleich unkorrigierte, Messung des aktuellen durchflußbasierten Δt-Werts zur nachfolgenden Verwendung beim Bestimmen aktueller Massenfluß- und -durchflußwerte zu liefern. Obwohl Kanalphasendifferenzmessungen (Δt-Messungen) in beiden Betriebsarten gemacht werden, werde ich zur Vereinfachung und zur Vermeidung von Verwechslungen diese Werte anhand ihres Auftretens unterscheiden. Daher werde ich im folgenden jene Phasenmessungen, die während der Nullbetriebsart gemacht werden, als Kanalphasendifferenzmessungen bezeichnen, und jene, die während der Meßbetriebsart auftreten, als Δt-Werte.
Insbesondere wird für jedes Kanalpaar, das in der Nullbetriebsart arbeitet, z. B. das Paar A-C, das gleiche, d. h., linke, Geschwindigkeitssensorsignal an den Eingängen beider Kanäle in diesem Paar angelegt. Danach erfolgen nacheinander und wiederholt Kanalphasendifferenzmessungen während eines sogenannten "Nullsetz"-Intervalls, wobei die Ergebnisse während dieses Intervalls gemittelt werden. Zeigen im Idealfall beide Kanäle in diesem Paar die gleiche interne Phasenverzögerung, d. h., ist die Phasenverzögerung über den Kanal A gleich der des Referenzkanals C, so sind die resultierenden Kanalphasendifferenzen sämtlich gleich null. In der Realität haben jedoch zu jeder bestimmten Zeit alle drei Kanäle gewöhnlich unterschiedliche Phasenverzögerungen Da jedoch die Phasenverzögerung für jedes Paar im Hinblick auf den gleichen Referenzkanal, d. h., den Kanal C, gemessen wird, sind alle Phasenverzögerungsdifferenzen zwischen den beiden Paaren durch Differenzen der internen Phasenverzögerung verursacht, die zwischen den Kanälen A und B auftritt. Sobald das "Nullsetz"-Intervall beendet ist, wird die Eingabe zum Nichtreferenzkanal in diesem Paar auf das andere Geschwindigkeitssensorsignal umgeschaltet, d. h., das rechte Geschwindigkeitssensorsignal. Anschließend kann eine endliche Zeitperiode, d. h., mit einem sogenannten "umschalt"-Intervall, ablaufen, bevor dieses Kanalpaar in der "Meß"-Betriebsart betrieben wird, in der durchflußbasierte Δt-Werte gemessen werden. Das Umschaltintervall ist ausreichend lang, damit alle resultierenden Schalttransienten ausschwingen können.
Während ein Kanalpaar, z. B. A-C, in seiner Nullbetriebsart arbeitet, arbeitet das andere Paar, z. B. B-C, in seiner Meßbetriebsart, um kontinuierliche Durchflußmessungen zu liefern. Für jedes Kanalpaar wird jeder aufeinanderfolgende aktuelle durchflußbasierte Δt-Wert, der während seiner Meßbetriebsart erhalten wird, dadurch kompensiert, daß der letzte Wert der internen Phasenverzögerung normalerweise subtrahiert wird, der für dieses Kanalpaar während seiner vorausgegangenen Nullbetriebsart gemessen wurde.
Die Zeit, in der ein Kanalpaar in der Meßbetriebsart arbeitet, d. h., das Meßintervall, ist gleich der Gesamtzeit, in der das andere Paar in der Nullbetriebsart arbeitet. Zu dieser zuletzt genannten Zeit gehört die Zeit, in der der zuletzt genannte Kanal seine Nichtreferenz-Kanaleingabe vom rechten auf das linke Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet, dann das Nullsetzen durchführt und schließlich seine Nichtreferenz-Kanaleingabe vom linken zurück auf das rechte Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet.
Zum Abschluß des Meßintervalls schalten die Kanalpaare einfach Betriebsarten um, wobei z. B. das Kanalpaar B-C zuerst seine Nichtreferenz-Kanaleingabe vom linken auf das rechte Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet und das Kanalpaar A-C durchflußbasierte Δt-Messungen beginnt. Sobald dieses Eingabeumschalten abgeschlossen ist, führt das Kanalpaar B-C das Nullsetzen gefolgt vom Kanalumschalten in die entgegengesetzte Richtung durch, während das Kanalpaar A-C in der Meßbetriebsart verbleibt, was sich für nachfolgende Betriebszyklen immer weiter fortsetzt.
Ferner werden entsprechend meinen erfindungsgemäßen Lehren temperaturinduzierte Fehler in den Temperaturmessungen des Durchflußrohrs, die durch das RTD zustande kommen und insbesondere mit der Temperaturdrift im V/F-Wandler zusammenhängen, ebenfalls vorteilhaft beseitigt. Zur Beseitigung dieser Fehler werden insbesondere zwei Referenzspannungen zusätzlich zur RTD-Spannung selektiv und aufeinanderfolgend über den V/F-Wandler in Frequenzwerte in Zählungen umgewandelt und anschließend verwendet, um eine lineare Beziehung, speziell einen Proportionalitätsfaktor, zu definieren, der den gezählten Frequenzwert mit der gemessenen Durchflußrohrtemperatur in Beziehung setzt. Anschließend ergibt sich durch einfaches Multiplizieren des gezählten Frequenzwerts für die RTD-Spannung mit diesem Faktor ein Wert für die entsprechende gemessene Durchflußrohrtemperatur. Da sich die Referenzspannungen kaum, wenn überhaupt, bei Temperaturschwankungen ändem und jeweils wiederholt über den V/F-Wandler mit relativ kurzer Periodizität in der Größenordnung von z. B. 0,8 Sekunden umgewandelt werden, spiegelt sich jede durch den V/F- Wandler erzeugte Temperaturdrift genau in den resultierenden gezählten Frequenzwerten für die Referenzspannungen selbst wider. Da die Temperaturdrift gleichermaßen die gezählten Werte für beide Referenzspannungen und die RTD-Spannung beeinflußt, jedoch nicht die Beziehungen zwischen ihnen ändert, erzeugt der Proportionalitätsfaktor beim Multiplizieren mit dem gezählten Frequenzwert für die RTD-Spannung einen wahren Temperaturwert, der im wesentlichen von einer durch den V/F- Wandler erzeugten Temperaturdrift unabhängig ist. Durch Beseitigen temperaturinduzierter Fehler in der Meßtemperatur wird der Meßgerätefaktor auf geeignete Weise so modifiziert, daß Änderungen der Durchflußrohrtemperatur genau widergespiegelt werden.
Obwohl ferner mein erfindungsgemäßes Meßgerät einen aktuellen mechanischen Nullwert (d. h., den Nullfluß-Offsetwert des Meßgeräts) auf der Grundlage einer Anzahl von Δt-Nullflußmessungen bestimmt, die während der Meßgerätekalibrierung gemacht werden, besteht ein Merkmal meines erfindungsgemäßen Meßgeräts in der Verwendung dieses Werts beim nachfolgenden Kompensieren tatsächlicher Durchflußmessungen nur dann, wenn der Rauschgehalt dieser Δt-Nullflußmessungen ausreichend niedrig ist; ansonsten wird dieser Wert ignoriert. Die Anzahl von Δt-Nullflußmessungen richtet sich nach einem von drei Faktoren: (a) immer dann, wenn die Standardabweichung dieser Messungen eine Konvergenzgrenze unterschreitet, (b) immer dann, wenn ein Benutzer das mechanische Nullverfahren manuell beendet, oder (c) wenn eine vordefinierte maximale Anzahl solcher Messungen gemacht wurde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Lehren der Erfindung dürften anhand der nachfolgenden näheren Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klar verständlich werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines Coriolis-Massendurchflußmeßsystems 5;
Fig. 2 eine stark blockschaltbildartige Darstellung einer bekannten Meßelektronik 20 von Fig. 1;
Fig. 3 die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für Fig. 3A und 3B;
Fig. 3A und 3B gemeinsam eine stark blockschaltbildartige Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Durchflußmeßschaltung 30 gemäß meiner Erfindung;
Fig. 4 die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für Fig. 4A und 4B;
Fig. 4A und 4B gemeinsam ein Zeitdiagramm der Betriebsabläufe der Kanalpaare A-C und B-C in der Durchflußmeßschaltung 30 von Fig. 3A und 3B;
Fig. 5 eine Zustandstabelle der Schaltung 70, die in der Durchflußmeßschaltung 30 von Fig. 3A und 3B enthalten ist;
Fig. 6 einen vereinfachten Ablaufplan einer grundlegenden Durchflußmeß-Hauptschleife 600, die durch einen Mikroprozessor 80 abgearbeitet wird, der in der Durchflußmeßschaltung von Fig. 3A und 3B enthalten ist;
Fig. 7 die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für Fig. 7A und 7B;
Fig. 7A und 7B gemeinsam einen Ablaufplan einer Nullbestimmungsroutine 700, die als Teil der Hauptschleife 600 von Fig. 6 abgearbeitet wird;
Fig. 8 die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für Fig. 8A und 8B;
Fig. 8A und 8B gemeinsam einen Ablaufplan einer mechanischen Nullroutine 800, die als Teil der Nullbestimmungsroutine 700 von Fig. 7A und 7B abgearbeitet wird;
Fig. 9 diagrammatisch die Nullsetzbetriebsabläufe, die für jeden entsprechenden Bereich in der Standardabweichung, d. h., Δt, der gemessenen Δt-Werte auftreten, die während eines mechanischen Nullverfahrens erhalten werden;
Fig. 10 diagrammatisch die Bereiche akzeptabler und inakzeptabler mechanischer Nullwerte; und
Fig. 11 einen Ablaufplan einer RTD-Temperaturverarbeitungsroutine 1100, die auf periodischer Unterbrechungsbasis durch den Mikroprozessor 80 abgearbeitet wird, der in der erfindungsgemäßen Durchflußmeßschaltung 30 von Fig. 3A und 3B enthalten ist.
Zum besseren Verständnis wurden an gegebener Stelle gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen, die den Zeichnungen gemeinsam sind.

NÄHERE BESCHREIBUNG

Nach dem Studium der nachfolgenden Beschreibung wird dem Fachmann leicht deutlich sein, daß meine erfindungsgemäße Technik in vielfältige Schaltungsaufbauten eingebaut werden kann, die mehrere Eingaben unter Verwendung mehrerer analoger Eingabekanäle messen. Vorteilhaft beseitigt eine Anwendung meiner Erfindung im wesentlichen, wenn nicht sogar vollständig, Fehler, die sich ansonsten aus Leistungsdifferenzen zwischen den einzelnen Kanälen ergeben könnten und z. B. auf Temperatur, Alterung und/oder andere Erscheinungen zurückzuführen sind, die den in ihnen enthaltenen analogen Schaltungsaufbau unterschiedlich beeinträchtigen. Natürlich gehört zu einem solchen Einsatz jedes Coriolis-Meßgerät unabhängig davon, ob dieses Meßgerät den Fluß, den Durchfluß, die Dichte oder (einen) andere(n) Parameter eines Prozeßfluids mißt. Der Kürze halber wird meine erfindungsgemäße Eingabeschaltung jedoch im Kontext eines Coriolis-Doppelrohrmeßgeräts diskutiert, das speziell den Massendurchfluß und summierten Massenfluß mißt.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtdarstellung eines Coriolis-Massendurchflußmeßsystems 5.
Darstellungsgemäß besteht das System 5 aus zwei Grundkomponenten: einer Coriolis-Meßbaugruppe 10 und einer Meßelektronik 20. Die Meßbaugruppe 10 mißt den Massendurchfluß eines gewünschten Prozeßfluids. Die Meßelektronik 20, die mit der Meßbaugruppe 10 über Leitungen 100 verbunden ist, liefert z. B. Informationen über den Massendurchfluß und den summierten Massenfluß. Massendurchflußinformationen werden über Leitungen 26 in Frequenzform und skalierter Impulsform bereitgestellt. Zusätzlich werden Massendurchflußinformationen auch in analoger Form von 4-20 mA über die Leitungen 26 zur leich ten Verbindung mit nachgeschalteten Prozeßsteuer- und/oder Meßausrüstungen bereitgestellt.
Darstellungsgemäß weist die Coriolis-Meßbaugruppe 10 auf: ein Paar Rohrverzweigungen 110 und 110'; ein Rohrteil 150; ein Paar parallele Durchflußrohre 130 und 130'; einen Anregungsmechanismus 180; ein Paar Geschwindigkeitserfassungsspulen 160L und 160R; und ein Paar Dauermagneten 170L und 170R. Die Rohre 130 und 130' sind im wesentlichen U-förmig und mit ihren Enden an Rohranschlußblöcken 120 und 120' angebracht, die ihrerseits an der jeweiligen Rohrverteilung 110 bzw. 110' befestigt sind. Beide Durchflußrohre sind frei von druckempfindlichen Verbindungsstellen.
Da die Seitenschenkel der Rohre 130 und 130' an den Rohranschlußblöcken 120 und 120' befestigt sind und diese Blöcke ihrerseits an den Rohrverteilungen 110 und 110' befestigt sind, ist gemäß Fig. 1 eine kontinuierliche geschlossene Fluidstrecke durch die Coriolis-Meßbaugruppe 10 vorgesehen. Ist insbesondere das Meßgerät 10 über ein Einlaßende 101 und ein Auslaßende 101' in ein (nicht gezeigtes) Rohrleitungssystem eingeschaltet, das das gemessene Prozeßfluid führt, tritt Fluid in das Meßgerät über eine Öffnung im Einlaßende 101 der Rohrverteilung 110 ein und wird durch einen darin befindlichen Durchgang mit sich allmählich änderndem Querschnitt zum Rohranschlußblock 120 geleitet. Dort wird das Fluid aufgeteilt und durch die Durchflußrohre 130 und 130' geführt. Nach Verlassen der Durchflußrohre 130 und 130' wird das Fluid wieder zu einem einzigen Strom im Rohranschlußblock 120' kombiniert und anschließend zur Rohrverteilung 110' geführt. In der Rohrverteilung 110' fließt das Fluid durch einen Durchgang mit einem ähnlichen sich allmählich ändernden Querschnitt wie in der Rohrverteilung 110 (dargestellt durch punktierte Linien 105) zu einer öffnung im Auslaßende 101'. Am Ende 101' tritt das Fluid wieder in das Rohrleitungssystem ein. Das Rohrteil 150 ist nicht fluidführend. Dieses Teil dient dagegen zum axialen Ausrichten der Rohrverteilungen 110 und 110' und zum Beibehalten eines vorbestimmten Abstands zwischen ihnen, damit diese Rohrverteilungen leicht die Anschlußblöcke 120 und 120' sowie die Durchflußrohre 130 und 130' aufnehmen.
Die U-förmigen Durchflußrohre 130 und 130' sind so ausgewählt und auf geeignete Weise an den Rohranschlußblöcken angebracht, daß sie im wesentlichen die gleichen Trägheitsmomente und Federkonstanten um Biegungsachsen W-W bzw. W'-W' haben. Diese Biegungsachsen stehen senkrecht zu den Seitenschenkeln der U-förmigen Durchflußrohre und befinden sich in der Nähe des Rohranschlußblocks 120 bzw. 120'. Die U-förmigen Durchflußrohre verlaufen von den Anschlußblöcken im wesentlichen parallel nach außen und haben im wesentlichen gleiche Trägheitsmomente und gleiche Federkonstanten um ihre jeweiligen Biegungsachsen. Da sich die Federkonstante der Rohre mit der Temperatur ändert, ist ein Widerstandstemperaturdetektor (RTD) 190 (normalerweise ein Platin-Widerstandsthermometer) an einem der Durchflußrohre, hier am Rohr 130', zur kontinuierlichen Rohrtemperaturmessung angebracht. Die Rohrtemperatur und damit die Spannung über dem RTD für einen bestimmten durchfließenden Strom richtet sich nach der Temperatur des durch das Durchflußrohr strömenden Fluids. Die temperaturabhängige Spannung über dem RTD wird durch die Meßelektronik 20 in einem bekannten Verfahren verwendet, um den Wert der Federkonstante anhand von Rohrtemperaturänderungen auf geeignete Weise zu kompensieren. Das RTD ist mit der Meßelektronik 20 durch eine Leitung 195 verbunden.
Diese Durchflußrohre werden beide normalerweise sinusförmig in entgegengesetzten Richtungen um ihre jeweiligen Biegungsachsen und im wesentlichen mit ihrer gemeinsamen Resonanzfrequenz angeregt. Auf diese Weise schwingen beide Durchflußrohre auf die gleiche Weise wie die Zinken einer Stimmgabel. Der Anregungsmechanismus 180 führt die sinusförmigen Schwingungsanregungskräfte zu den Rohren 130 und 130'. Dieser Anregungsmechanismus kann eine von vielen bekannten Anordnungen sein, z. B. ein Magnet, der beispielsweise am Durchflußrohr 130' angebracht ist, und eine gegenüberliegende Spule, die beispielsweise am Durchflußrohr 130 angebracht ist und durch die ein Wechselstrom geführt wird, um beide Durchflußrohre mit einer gemeinsamen Frequenz sinusförmig in Schwingung zu versetzen. Ein geeignetes Anregungssignal wird durch die Meßelektronik 20 über eine Leitung 185 zum Anregungsmechanismus 180 geführt.
Beim Durchströmen eines Fluids durch beide Durchflußrohre, während diese Rohre sinusförmig in entgegengesetzten Richtungen angeregt werden, werden Coriolis-Kräfte an benachbarten Seitenschenkeln des Durchflußrohrs 130 bzw. 130', aber in entgegengesetzten Richtungen erzeugt, d. h., die in einem Seitenschenkel 131 erzeugte Coriolis-Kraft wirkt der in einem Seitenschenkel 131' erzeugten Kraft entgegen. Zu dieser Erscheinung kommt es, da trotz der Fluidströmung durch die Durchflußrohre in im wesentlichen der gleichen parallelen Richtung die Winkelgeschwindigkeitsvektoren für die schwingenden (oszillierenden) Durchflußrohre in entgegengesetzter, aber im wesentlichen paralleler Richtung verlaufen. Demzufolge und als Ergebnis der Coriolis-Kräfte werden während eines halben Schwingungszyklus beider Durchflußrohre die Seitenschenkel 131 und 131' näher zueinander verdreht als die zwischen diesen Schenkeln auftretende minimale Entfernung, die allein durch die Schwingungsbewegung der Rohre zustande kommt, die durch den Anregungsmechanismus 180 erzeugt wird. Während des nächsten Halbzyklus verdrehen die erzeugten Coriolis-Kräfte die Seitenschenkel 131 und 131' weiter auseinander als die zwischen diesen Schenkeln auftretende maximale Entfernung, die allein durch die Schwingungsbewegung der Rohre zustande kommt, die durch den Anregungsmechanismus 180 erzeugt wird.
Während der Schwingung der Durchflußrohre erreichen die benachbarten Seitenschenkel, die zwangsweise näher als ihre Seitenschenkelgegenstücke zueinander gedrückt werden, den Endpunkt ihres Bewegungswegs, an dem ihre Geschwindigkeit durch null geht, früher als ihre Gegenstücke. Das Zeitintervall (hierin auch als Kanalphasendifferenz oder Zeitdifferenz oder einfach "Δt"-Wert bezeichnet) zwischen dem Moment, an dem ein Paar benachbarte Seitenschenkel seinen Bewegungsendpunkt erreicht, bis zu dem Moment, an dem das Paar Seitenschenkelgegenstücke, d. h., jene, die zwangsweise weiter auseinander gedrückt werden, seinen jeweiligen Endpunkt erreicht, ist im wesentlichen proportional zum Gesamtdurchfluß des durch die Meßbaugruppe 10 strömenden Fluids. Fur eine genauere Diskussion der Arbeitsprinzipien von Coriolis-Durchflußmeßgeräten mit Parallelstrecken als die eben dargestellte sei der Leser auf die US-A-4491025 (erteilt für J. E. Smith et al. am 1. Januar 1985) verwiesen.
Zum Messen des Zeitintervalls Δt sind die Spulen 160L und 160R an beiden Rohren 130 und 130' in der Nähe ihrer freien Enden sowie Dauermagneten 170L und 170R in der Nähe der freien Enden des jeweils anderen Rohrs angebracht. Die Magneten 170L und 170R sind so angeordnet, daß sich die Spulen 160L und 160R in dem Raumvolumen befinden, das die jeweiligen Dauermagnete umgibt und in dem die Magnetflußfelder im wesentlichen gleichmäßig sind. Bei diesem Aufbau liefern die durch die Spulen 160L und 160R erzeugten elektrischen Signalausgaben ein Geschwindigkeitsprofil des vollständigen Rohrwegs und können durch eines von mehreren bekannten Verfahren verarbeitet werden, um das Zeitintervall und damit den Massendurchfluß des durch das Meßgerät strömenden Fluids zu bestimmen. Insbesondere erzeugen die Spulen 160L und 160R das linke und rechte Geschwindigkeitssignal, das auf Leitungen 165L bzw. 165R erscheint. An sich bilden die Spulen 160L und 160R sowie die entsprechenden Magnete 170L und 170R den linken bzw. rechten Geschwindigkeitssensor. Während vordergründig Δt über eine Zeitdifferenzmessung erhalten wird, ist Δt in Wirklichkeit eine Phasenmessung. Die Verwendung einer Zeitdifferenzmessung bietet hierbei eine genaue Möglichkeit zur Messung einer Manifestation der Phasendifferenz, die zwischen dem linken und rechten Geschwindigkeitssensorsignal auftritt.
Wie erwähnt wurde, empfängt die Meßelektronik 20 als Eingabe das RTD-Signal auf der Leitung 195 sowie das linke und rechte Geschwindigkeitssignal auf der Leitung 165L bzw. 165R Außerdem erzeugt die Meßelektronik 20, wie dargestellt wurde, das auf der Leitung 185 erscheinende Anregungssignal.
Die Leitungen 165L, 165R, 185 und 195 sind gemeinsam als Leitungen 100 bezeichnet. Die Meßelektronik verarbeitet das linke und rechte Geschwindigkeitssignal sowie das RTD-Signal, um den Massendurchfluß und den summierten Massenfluß des die Meßbaugruppe 10 durchströmenden Fluids zu bestimmen. Dieser Massendurchfluß wird von der Meßelektronik 20 auf zugehörigen Leitungen in den Leitungen 26 analog als 4-20 mA bereitgestellt. Außerdem werden Informationen über den Massendurchfluß in Frequenzform (normalerweise mit einem maximalen Bereich von 0 bis 10 kHz) über eine geeignete Leitung in den Leitungen 26 zur Verbindung mit nachgeschalteten Ausrüstungen bereitgestellt.
Ein Blockschaltbild der bekannten Meßelektronik 20 ist in Fig. 2 gezeigt. Darstellungsgemäß besteht hier die Meßelektronik 20 aus einer Durchflußmeßschaltung 23, einer Durchflußrohr-Anregungsschaltung 27 und einer Anzeige 29.
Die in Fig. 2 gezeigte Durchflußrohr-Anregungsschaltung 27 führt ein geeignetes periodisches Wechsel- oder Impulsanregungssignal über die Leitung 185 zum Anregungsmechanismus 180. Diese Schaltung synchronisiert das Anregungssignal zum linken Geschwindigkeitssignal, das auf den Leitungen 165L und 25 erscheint. Im Betrieb behält die Schaltung 27 für beide Durchflußrohre eine entgegengesetzte sinusförmige Schwingungsbewegung mit der Grundresonanzfrequenz bei. Bekanntlich ist diese Frequenz durch eine Anzahl von Faktoren bestimmt, zu denen verschiedene Kennwerte der Rohre selbst sowie die Dichte des sie durchströmenden Prozeßfluids gehören. Da die Schaltung 27 bekannt ist und ihre spezifische Realisierung nicht Teil der Erfindung bildet, wird diese Schaltung hierin nicht näher diskutiert. Im Hinblick darauf sei der Leser z. B. auf die US-A-5009109 (erteilt für P. Kolotay et al. am 23. April 1991), 4934196 (erteilt für P. Romano am 19. Juni 1990) und 4876879 (erteilt für J. Ruesch am 31. Oktober 1989) verwiesen, die sämtlich im Besitz des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Anmeldung sind und verschiedene Ausführungsformen für die Durchflußrohr-Anregungsschaltung beschreiben.
Die Durchflußmeßschaltung 23 verarbeitet das über die Leitung 165L und 165R zugeführte linke bzw. rechte Geschwindigkeitssignal zusammen mit dem RTD-Signal auf der Leitung 195 auf bekannte Weise, um den Massendurchfluß und den summierten Massenfluß des die Meßbaugruppe 10 durchströmenden Prozeßfluids zu bestimmen. Die resultierenden Informationen über den Massendurchfluß werden als Ausgabesignal 4-20 mA über eine Leitung 263 zum einfachen Anschluß an (nicht gezeigte) zusätzliche Ausrüstungen zur Prozeßsteuerung und als skaliertes Frequenzsignal über eine Leitung 262 zum einfachen Anschluß an einen (ebenfalls nicht gezeigten) abgesetzten Summierer geführt. Die Signale auf den Leitungen 262 und 263 bilden einen Teil der Prozeßsignale, die gemeinsam auf den Leitungen 26 von Fig. 1 erscheinen. Andere (nicht speziell gezeigte) Leitungen in den Leitungen 26 liefern summierte Flußinformationen sowie weitere Prozeßparameter in digitaler Form zur Verbindung mit einer geeigneten Anzeige, Telemetrieund/oder nachgeschalteten Verarbeitungsausrüstungen.
Da das Verfahren, mit dem die Durchflußmeßschaltung 23 Massenfluß- und summierte Durchflußinformationen erzeugt, dem Fachmann bekannt ist, wird nur jener Abschnitt der sie bildenden Elektronik im folgenden diskutiert, der für die Erfindung von Belang ist. Hierbei enthält die Meßschaltung 23 zwei getrennte Eingabekanäle: einen linken Kanal 202 und einen rechten Kanal 212. Jeder Kanal enthält einen Integrierer und zwei Nulldurchgangsdetektoren. In beiden Kanälen werden das linke und rechte Geschwindigkeitssignal an den jeweiligen Integrierern 206 und 216 angelegt, die jeweils effektiv ein Tiefpaßfilter bilden. Die resultierenden Ausgaben dieser Integrierer werden an den Nulldurchgangsdetektoren (effektiv Vergleichern) 208 und 218 angelegt, die jeweils immer dann eine Pegeländerung erzeugen, wenn das entsprechende integrierte Geschwindigkeitssignal ein Spannungsfenster übersteigt, das durch einen kleinen vordefinierten positiven und negativen Spannungspegel definiert ist, z. B. ±v. Die Ausgaben beider Nulldurchgangsdetektoren 208 und 218 werden als Steuersignale zu einem Zähler 220 geführt, um ein Zeitintervall in Taktimpulszählungen zu messen, das zwischen entsprechenden Änderungen in diesen Ausgaben auftritt. Dieses Intervall ist der bekannte Δt-Wert und variiert mit dem Massendurchfluß des Prozeßfluids. Der resultierende Δt-Wert wird in Zählungen parallel als Eingabedaten an einem Verarbeitungsschaltungsaufbau 235 angelegt. Außerdem ist das RTD 190 mit einem Eingang einer RTD-Eingabeschaltung 224 verbunden, die einen konstanten Treiberstrom zum RTD führt, die über dem RTD erscheinende Spannung linearisiert und diese Spannung mittels eines Spannungs-Frequenz-Wandlers (V/F-Wandlers) 226 in einen Impulsstrom mit einer skalierten Frequenz umwandelt, die sich proportional bei Änderungen der RTD-Spannung ändert. Der durch die Schaltung 224 erzeugte resultierende Impulsstrom wird als Eingabe an einem Zähler 228 angelegt, der periodisch den Strom zählt und einen Wert in Zählungen erzeugt, der proportional zur gemessenen Temperatur ist. Der Inhalt des Zählers 228 wird außerdem parallel als Eingabedaten an der Verarbeitungsschaltung 235 angelegt. Die Verarbeitungsschaltung 235, bei der es sich normalerweise um ein System auf Mikroprozessorbasis handelt, bestimmt den aktuellen Massendurchfluß anhand der an ihr angelegten digitalisierten Δt- und Temperaturwerte. Dabei wird der digitalisierte Temperaturwert verwendet, um einen Meßgerätefaktorwert, der auf der aktuellen Temperatur der Durchflußrohre beruht, zu modifizieren und dadurch temperaturbedingte Änderungen der Durchflußrohrelastizität zu berücksichtigen. Anschließend wird der Meßgeräte faktor in modifizierter Form (d. h., ein temperaturkompensierter Meßgerätefaktor - RF) verwendet, um den Massendurchfluß proportional anhand des aktuellen gemessenen Δt-Werts zu bestimmen. Nach Bestimmung des Massendurchflusses aktualisiert der Schaltungsaufbau 235 anschließend den summierten Massenfluß und liefert z. B. auch geeignete Massendurchfluß- Ausgabesignale über die Leitungen 26 zur Verbindung mit der lokalen Anzeige 29 und/oder nachgeschalteten Ausrüstungen zur Prozeßsteuerung.
Nunmehr ist deutlich geworden, daß der im linken und rechten Kanal enthaltene analoge Schaltungsaufbau unvorteil haft einen gewissen Fehler in die resultierenden Massenflußund Massendurchflußwerte einführt, die durch den Verarbeitungsschaltungsaufbau 235 erzeugt werden. Insbesondere besitzt nicht nur jeder Eingabekanal häufig eine andere Größe der internen Phasenverzögerung als der andere in der Messung vom Eingang eines Integrierers zu einem Ausgang seiner Nulldurchgangsdetektoren, sondern auch die durch jeden Kanal intern erzeugte Phasenverschiebung ist temperaturabhängig und variiert oft von einem Kanal zum anderen bei entsprechenden Temperaturänderungen. An sich kann z. B. der linke Kanal 202 eine Phasenverschiebung zeigen, die eine andere temperaturabhängige Änderung als die durch den rechten Kanal 212 gezeigte hat. Diese Variabilität führt zu einer temperaturinduzierten Kanalphasendifferenz, die sich selbst als Fehlerkomponente im gemessenen Δt-Wert manifestiert. Da der aus dem eigentlichen Durchfluß durch das Meßgerät resultierende Δt-Wert relativ klein ist, kann diese Fehlerkomponente in bestimmten Fällen signifikant sein. Im allgemeinen wird dieser Fehler nicht in derzeitig erhältlichen Coriolis-Massendurchflußmeßgeräten berücksichtigt. In bestimmten Situationen, insbesondere wenn sich das Meßgerät im Freien befindet und breiten Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, kann dieser Fehler einen merklichen temperaturabhängigen Fehler in Massendurchflußmessungen einführen, was diese Messungen etwas verfälscht.
Abgesehen von temperaturabhängigen Fehlern im gemessenen Δt-Wert bildet auch die Temperaturmeßschaltung selbst eine zusätzliche Quelle für einen temperaturinduzierten Meßfehler in den Massenfluß und -durchflußwerten, die durch den Verarbeitungsschaltungsaufbau 235 erzeugt werden. Dabei zeigt der in der RTD-Eingabeschaltung 224 enthaltene V/F-Wandler 226 wie nahezu alle derartigen Wandler eine meßbare Temperaturdrift. Diese auf der Größe einer Änderung der Umgebungstemperatur beruhende Drift kann zu einem Fehler von bis zu mehreren Graden in der Messung der Durchflußrohrtemperatur führen. Seinerseits führt dieser Fehler zu Fehlern des modifizierten Meßgerätefaktors, die ihrerseits die Massendurchfluß- und summierten Massenflußwerte verfälschen.
Zur Beseitigung der Mängel, die bekannten Coriolis-Meßgeräten und besonders jenen anhaften, die einen Schaltungsaufbau enthalten, für den die Durchflußmeßschaltung 23 typisch ist, entwickelte ich eine Technik zur Verwendung in der Durchflußmeßschaltung eines Coriolis-Meßgeräts, die vorteilhaft die durch das Meßgerät erzeugten Massenfluß- und Massendurchflußwerte im wesentlichen unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen macht und dadurch ihre Genauigkeit insgesamt erhöht.
Gemäß den Lehren meiner Erfindung sind insbesondere die beiden identischen Eingabekanäle (d. h., links und rechts), die gewöhnlich in Durchflußmeßschaltungen nach dem Stand der Technik verwendet werden, durch zwei Eingabekanalpaare (d. h., Paare A-C und B-C) ersetzt, die eine Messung der durch jedes Kanalpaar gezeigten Phasenverzögerung ermöglichen. Sobald der aktuelle Wert der Phasenverzögerung für jedes Kanalpaar bekannt ist, wird dieser Wert im Anschluß verwendet, um durchflußbasierte Δt-Werte zu korrigieren, die in der Folge durch dieses Kanalpaar erzeugt werden. Da jedes der Kanalpaare betrieben wird, um in einer relativ kurzen Periode zwischen der Messung seiner eigenen internen Phasenverzögerung, d. h., einer "Nullsetz"-Betriebsart, und der Messung von Δt-Werten für tatsächliche Durchflußbedingungen, d. h., einer "Meß"-Betriebsart, zyklisch zu wechseln, reflektiert der aktuelle Phasenverzögerungswert genau alle temperaturinduzierten Änderungen, die dann in der Leistung jedes Kanalpaars auftreten. Da die durch jedes Kanalpaar bereitgestellten durchflußbasierten Δt-Messungen anhand der zu diesem Kanalpaar gehörenden aktuellen internen Phasenverzögerung korrigiert werden, enthalten diese Δt-Werte keine beträchtlichen temperaturinduzierten Fehlerkomponenten unabhängig von der Umgebungstemperatur des Meßgeräts und ihrer Schwankung. An sich kann ein gemäß meiner Erfindung aufgebautes Coriolis- Meßgerät vorteilhaft in Umgebungen mit stark schwankenden Temperaturen mit im wesentlichen keiner Genauigkeitsverringerung aufgrund von Temperaturänderungen eingesetzt werden.
Insbesondere nutzt meine erfindungsgemäße Durchflußmeßschaltung drei getrennte ähnliche Eingabekanäle (d. h., Kanäle A, B und C), über die Kanalphasendifferenzmessungen aufeinanderfolgend und abwechselnd für jeweils zwei Paare, d. h., Paare A-C und B-C, der drei Kanäle gemacht werden. Das Kanalpaar A-C enthält die Kanäle A und C, während das Kanalpaar B-C die Kanäle B und C enthält. Der Kanal C dient als Referenzkanal und erhält kontinuierlich eines der beiden Sensorsignale der Geschwindigkeitswellenform, in der bevorzugten Ausführungsform speziell das linke Geschwindigkeitssensorsignal, als sein Eingabesignal. Die Eingabe zu den Kanälen A und B ist das linke oder rechte Geschwindigkeitssensorsignal. Obwohl sowohl zur Null- als auch zur Meßbetriebsart die Messung der Kanalphasendifferenz in einem Kanalpaar gehört, liegt der Hauptunterschied zwischen den Betriebsarten darin, daß in der Nullbetriebsart das gleiche, d. h., linke, Geschwindigkeitssensorsignal an beiden Kanälen in diesem Paar angelegt wird, so daß die resultierende Kanalphasendifferenzmessung eine Messung der internen Phasenverzögerung für dieses Paar liefert, während in der Meßbetriebsart das linke und rechte Geschwindigkeitssignal an unterschiedlichen entsprechenden Kanälen in diesem Paar angelegt werden, um eine, wenngleich unkorrigierte, Messung des aktuellen durchflußbasierten Δt-Werts zur nachfolgenden Verwendung bei der Bestimmung aktueller Massenfluß- und -durchflußwerte zu liefern. Obwohl Kanalphasendifferenzmessungen (Δt-Messungen) in beiden Betriebsarten gemacht werden, werde ich zur Vereinfachung und zur Vermeidung von Irrtümern zwischen diesen Werten anhand ihres Auftretens unterscheiden. Folglich werde ich im folgenden jene Phasenmessungen, die in der Nullbetriebsart erfolgen, als Kanalphasendifferenzmessungen und jene, die in der Meßbetriebsart erfolgen, als Δt-Werte bezeichnen. Außerdem werden im folgenden sowohl die Kanalphasendifferenzmessungen als auch die Δt-Werte für jedes Kanalpaar gemeinsam als Zeitmessungen bezeichnet.
Insbesondere wird für ein in der Nullbetriebsart arbeitendes Kanalpaar, z. B. das Paar A-C, das gleiche, d. h., das linke, Geschwindigkeitssensorsignal an den Eingängen beider Kanäle in diesem Paar angelegt. Danach werden Kanalphasendifferenzmessungen aufeinanderfolgend und wiederholt in einem sogenannten "Nullsetz"-Intervall gemacht, wobei die Ergebnisse während dieses Intervalls gemittelt werden. Haben im Idealfall beide Kanäle in diesem Paar die gleiche interne Phasenverzögerung, d. h., ist die Phasenverzögerung über den Kanal A gleich der des Referenzkanals C, so sind die resultierenden Kanalphasendifferenzmessungen samtlich gleich null. In der Realität haben jedoch zu jeder bestimmten Zeit alle drei Kanäle gewöhnlich unterschiedliche Phasenverzögerungen Da jedoch die Phasenverzögerung für jedes Paar im Hinblick auf den gleichen Referenzkanal, d. h., den Kanal C, gemessen wird, werden alle Differenzen der Phasenverzögerung zwischen den beiden Paaren durch Differenzen der internen Phasenverzögerung bewirkt, die zwischen den Kanälen A und B vorliegt. Ist das "Nullsetz"-Intervall beendet, wird die Eingabe zum Nichtreferenzkanal in diesem Paar auf das andere Geschwindigkeitssensorsignal, d. h., das rechte Geschwindigkeitssensorsignal, umgeschaltet. Danach kann eine endliche Zeitperiode, d. h., mit einem sogenannten "Umschalt"-Intervall, ablaufen, bevor dieses Kanalpaar in der "Meß"-Betriebsart betrieben wird, in der durchflußbasierte Δt-Werte gemessen werden. Das Umschaltintervall ist ausreichend lang, damit alle resultierenden Schalttransienten ausschwingen können, damit z. B. ihre Amplitude unterhalb eines vordefinierten Pegels aklingt.
Während ein Kanalpaar, z. B. A-C, in seiner Nullbetriebsart arbeitet, arbeitet das andere Paar, z. B. B-C, in seiner Meßbetriebsart. Für jedes Kanalpaar wird jeder aufeinanderfolgende gemessene durchflußbasierte Δt-Wert, der in seiner Meßbetriebsart erhalten wird, kompensiert, indem der letzte Wert der internen Phasenverzögerung, der für dieses Kanalpaar während seiner vorhergehenden Nullbetriebsart gemessen wurde, normalerweise subtrahiert wird.
Die Zeit, in der ein Kanalpaar in der Meßbetriebsart arbeitet, d. h., das Meßintervall, ist gleich der Gesamtzeit, in der das andere Paar in der Nullbetriebsart arbeitet. Zu dieser letztgenannten Zeit (d. h., dem "Null"-Intervall) gehört die Zeit (d. h., das "Umschalt"-Intervall), in der der letztgenannte Kanal seine Nichtreferenzkanaleingabe vom rechten auf das linke Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet, danach das Nullsetzen durchführt (während eines sogenannten "Nullsetz"-Intervalls) und schließlich seine Nichtreferenzkanaleingabe wieder vom linken auf das rechte Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet. Zu beachten ist, daß zum Nullintervall sowohl zwei Umschaltintervalle als auch ein Nullsetzintervall gehören.
Zum Abschluß des Meßintervalls schalten die Kanalpaare einfach Betriebsarten um, wobei z. B. das Kanalpaar B-C zuerst seine Nichtreferenz-Kanaleingabe vom linken auf das rechte Geschwindigkeitssensorsignal umschaltet und das Kanalpaar A-C durchflußbasierte Δt-Messungen beginnt. Nach Abschluß dieses Eingabeumschaltens führt das Kanalpaar B-C das Nullsetzen gefolgt vom Kanalumschalten in die entgegengesetzte Richtung durch, während das Kanalpaar A-C in der Meßbetriebsart verbleibt, was sich für nachfolgende Betriebszyklen immer weiter fortsetzt. Nachdem ein Kanalpaar diesen Umschaltvorgang abgeschlossen hat, jedoch vor Beginn seines Betriebs in der Meßbetriebsart, kann dieser Kanal bei Bedarf Messungen durchflußbasierter Δt-Werte für eine endliche Zeitperiode machen, die im folgenden als das "aktive" Intervall bezeichnet wird, das zur Vereinfachung der Implementierung genauso lange wie das "Nullsetz"-Intervall dauert. Da beide Kanäle gleichzeitig durchflußbasierte Δt-Werte während des "aktiven" Intervalls anhand beider Geschwindigkeitssensorsignale liefern können, sollte im Idealfall bei Abwesenheit von Rauschen, vereinzelten Störungen oder Differenzen zwischen den zu den Kanalpaaren gehörenden internen Phasenverzögerungen die gleichen Δt-Werte durch beide Kanäle erzeugt werden. Folglich können als zusätzliche Prüfung einer oder mehrere der gemessenen durchflußbasierten Δt-Werte, der (die) von jedem Kanalpaar während des "aktiven" Intervalls erhalten wird (werden), anhand des letzten Werts der gemessenen Phasenverzögerung für dieses Paar kompensiert werden, um entsprechende Paare korrigierter Δt-Werte zu ergeben. Danach könnten die beiden Werte in jedem solchen Paar miteinander verglichen werden. Im allgemeinen würde eine ausreichende Diskrepanz zwischen den Werten in einem dieser Paare einen Fehlerzustand anzeigen.
Da das Kanalumschalten nur an dem Kanalpaar erfolgt, das gerade nicht zur Bereitstellung durchflußbasierter Messungen dient, werden Schalttransienten (und damit zusammenhängendes Rauschen) wirksam isoliert und verfälschen vorteilhaft nicht die Fluß- und Durchflußmessungen. Indem ferner ein ausreichend langes Umschaltintervall schon vor Beginn des Nullsetzens verstreichen kann, beeinträchtigen die Schalttransienten vorteilhaft nicht die internen Phasenverzögerungsmessungen für das Kanalpaar, an dem gerade das Nullsetzen erfolgt. An sich ist die Leistung eines meine Erfindung nutzenden Coriolis-Meßgeräts im wesentlichen, wenn nicht sogar vollständig, immun gegenüber Schalttransienten u. a.
Die spezifische Zeitlänge des Umschalt- und Nullsetzintervalls ist nicht kritisch. Da jedoch Schalttransienten recht schnell abklingen und die zusätzliche Mittelung allgemein eine erhöhte Genauigkeit für die internen Phasenverzögerungsmessungen vorsieht, wird das Umschaltintervall normalerweise so eingestellt, daß es wesentlich kürzer als das Nullsetzintervall ist. Hierbei kann das Umschaltintervall, gemessen in Rohrzyklen, z. B. 16 bis 32 solcher Zyklen dauern, während das Nullsetzintervall auf mehr als z. B. 2048 derartiger Zyklen eingestellt werden kann.
Ferner werden entsprechend meinen erfindungsgemäßen Lehren temperaturinduzierte Fehler in der Temperaturmessung des Durchflußrohrs, die durch das RTD zustande kommen und insbesondere mit der Temperaturdrift im V/F-Wandler zusammenhängen, ebenfalls vorteilhaft beseitigt. Zur Beseitigung dieser Fehler werden insbesondere zwei Referenzspannungen zusätzlich zur RTD-Spannung selektiv und aufeinanderfolgend über den V/F-Wandler in Frequenzwerte als Ausdruck von Zihlungen umgewandelt und anschließend verwendet, um eine lineare Beziehung, speziell einen Proportionalitätsfaktor, zu definieren, der den gezählten Frequenzwert mit der gemessenen Durchflußrohrtemperatur in Beziehung setzt. Anschließend ergibt sich durch einfaches Multiplizieren des gezählten Frequenzwerts für die RTD-Spannung mit diesem Faktor ein Wert für die entsprechende gemessene Durchflußrohrtemperatur. Da sich die Referenzspannungen kaum, wenn überhaupt, bei Temperaturschwankungen ändern und jeweils wiederholt über den V/F-Wandler mit relativ kurzer Periodizität in der Größenordnung von z. B. 0,8 Sekunden umgewandelt werden, spiegelt sich eine durch den V/F-Wandler erzeugte Temperaturdrift genau in den resultierenden gezählten Frequenzwerten für die Referenzspannungen selbst wider. Da die Temperaturdrift gleichermaßen die gezählten Werte für beide Referenzspannungen und die RTD-Spannung beeinflußt, jedoch nicht die Beziehungen zwischen ihnen ändert, erzeugt der Proportionalitätsfaktor beim Multiplizieren mit dem gezählten Frequenzwert für die RTD-Spannung einen wahren Temperaturwert, der im wesentlichen von einer durch den V/F-Wandler erzeugten Temperaturdrift unabhängig ist. Durch Beseitigen temperaturinduzierter Fehler in der Meßtemperatur wird der Meßgerätefaktor auf geeignete Weise so abgewandelt, daß Änderungen der Durchflußrohrtemperatur genau widergespiegelt werden.

A. Hardware-Beschreibung

Vor dem Hintergrund dieser Beschreibung ist eine stark blockschaltbildartige Darstellung einer erfindungsgemäßen Durchflußmeßschaltung 30 gemeinsam in Fig. 3A und 3B gezeigt, für die die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für diese Figuren in Fig. 3 gezeigt ist.
Im Grunde enthält die Durchflußmeßschaltung 30 einen Eingabemultiplexer und drei ähnliche Eingabekanäle, von denen einer ein Referenzkanal C ist, einen endlichen Automaten mit zugehörigen Zeitzählern und ein Mikrocomputersystem. Die Eingaben zu den beiden Nichtreferenzkanälen A und B werden über den Multiplexer durch den endlichen Automaten beim zyklischen Durchlaufen seiner verschiedenen Zustände ausgewählt. Die Ausgaben von den drei Kanälen werden an den Zählern angelegt, um die Zeitmessungen, d. h., die Kanalphasendifferenzmessungen und die Δt-Werte, für jedes der beiden Kanalpaare A-C und B-C zu erzeugen. Die durch diese Zähler bereitgestellten Zeitmessungen werden zusammen mit den Zustandsinformationen vom endlichen Automaten zum Mikrocomputer geführt, der seinerseits aktuelle entsprechende Massendurchflußwerte bestimmt. Zusätzlich werden die RTD-Ausgabe und zwei Referenzspannungen nacheinander in entsprechende Frequenzwerte über einen geeigneten Eingabeschalter, einen V/F-Wandler und einen zugehörigen Schaltungsaufbau umgewandelt und über einen zum endlichen Automaten gehörenden Zeitzähler gezählt. Danach werden die resultierenden Zählungen dafür durch diesen Zähler zum Mikrocomputer geführt, um durch ihn bei der richtigen Modifizierung des Meßgerätefaktors verwendet zu werden.
Insbesondere enthält darstellungsgemäß die Durchflußmeßschaltung 30 drei ähnliche Eingabekanäle 44, 54 und 64, die hierin auch als Kanäle A, C bzw. B bezeichnet sind. Zusätzlich enthält diese Durchflußmeßschaltung auch einen Multiplexer 31, eine Schaltung 70, einen analogen Schalter 35, einen Referenzspannungsgenerator 39, eine RTD-Eingabeschaltung 42, einen Mikrocomputer 80, einen Ausgabeschaltungsaufbau 90 und einen Eingabeschaltungsaufbau 95.
Die in Fig. 3A und 3B gezeigte RTD-Eingabeschaltung erfüllt die gleichen Funktionen und enthält im wesentlichen den gleichen Schaltungsaufbau wie die RTD-Eingabeschaltung 224, die in Fig. 2A und 2B gezeigt ist und zuvor diskutiert wurde.
Jeder der Kanäle A und B, von denen der Kanal A zur Veranschaulichung dient, enthält einen analogen Eingabeschaltungsaufbau, der einfach als ein mit einem Pegeldetektor verbundener Verstärker dargestellt ist. Für den Kanal A führt ein Verstärker 46 eine geeignete Eingabefilterung des linken Geschwindigkeitssensorsignals, eine Pegelverschiebung und eine Verstärkung des resultierenden verschobenen Signals durch. Durch Pegeldetektoren 48, die effektiv ein Fenstertechnik- Vergleicher sind, erfolgt immer dann eine Pegeländerung an ihrem Ausgabesignal, wenn das durch den Verstärker 46 erzeugte Ausgabesignal eine kleine feste positive und negative Spannung über- oder unterschreitet. Dabei sieht jeder dieser Kanäle im wesentlichen die gleichen Funktionen wie der entsprechende Schaltungsaufbau in der Durchflußmeßschaltung 23 von Fig. 2 vor. Der in Fig. 3A und 3B gezeigte Kanal C enthält einen Schaltungsaufbau, der durch einen Verstärker 56 und einen Pegeldetektor 58 dargestellt ist. Der Referenzkanal C ist den Kanälen A und B mit der Ausnahme recht ähnlich, daß der Pegeldetektor 58 einen Einfachpegeldetektor und keinen Fenstertechnik-Vergleicher enthält, um immer dann eine Detektion durchzuführen, wenn das Ausgabesignal vom Verstärker 56 einen kleinen positiven Spannungspegel überschreitet. Der Multiplexer 31, der z. B. aus drei getrennten 2: 1-Multiplexern gebildet ist, führt selektiv das linke Geschwindigkeitssensorsignal, das auf einer Leitung 165L erscheint, oder das rechte Geschwindigkeitssensorsignal, das auf einer Leitung 165R erscheint, zum Eingang jedes der drei Kanäle. Hierbei werden das linke und rechte Geschwindigkeitssensorsignal am ersten (A&sub0;, B&sub0; und C&sub0;) bzw. zweiten (A&sub1;, B&sub1; und C&sub1;) Eingang des Multiplexers 31 angelegt. Der Status von Auswahlsignalen S&sub0;, S&sub1; und S&sub2; legt fest, ob das rechte oder linke Geschwindigkeitssensorsignal an den drei getrennten Ausgängen (OA, OB und OC) des Multiplexers angelegt wird. Auswahlsignale 33, die aus Signalen RPO_A und RPO_B gebildet werden, die mit den Auswahleingängen S&sub0; und S&sub1; verbunden sind, veranlassen den Multiplexer, getrennt das linke oder rechte Geschwindigkeitssensorsignal als Eingaben zu den Kanälen A bzw. B zu führen, während das geerdete Auswahlsignal S&sub2; den Multiplexer 31 veranlaßt, kontinuierlich das auf der Leitung 165L erscheinende linke Geschwindigkeitssensorsignal zum Eingang des Referenzkanals C zu führen. Die Auswahlsignale 33 werden durch eine Steuerlogik 72 in der Schaltung 70 eingestellt, um eine geeignete Eingabeumschaltung vorzunehmen.
In der Schaltung 70 sind die Steuerlogik 72 sowie Zeitzähler 74, 76 und 78 enthalten. Die Schaltung 70, die vorzugsweise aus einer einzelnen anwendungsspezifischen integrierten Schaltung gebildet ist, ist im wesentlichen ein endlicher Automat, der eine periodische und wiederholt auftretende Folge von Zeitintervallen und damit einhergehenden Zuständen definiert. Während jedes derartigen Zeitintervalls können extern angelegte Eingabesignale einen geeigneten Zeitzähler starten und stoppen. Zum Abschluß dieses Intervalls kann der Inhalt dieses Zeitzählers in paralleler Form zur späteren Verwendung ausgelesen werden. Da diese Schaltung für die Durchflußmeßschaltung 30 Anwendung findet, werden die Zeitzähler 74 und 76, die gemeinsam als Zähler 75 gruppiert sind, zur Bestimmung der Zeitmessungen für die Kanalpaare A-C bzw. B-C verwendet. Der Zeitzähler 78 dient zum Zählen des Frequenzwerts, der durch die RTD-Eingabeschaltung 42 für ein ausgewähltes analoges Eingabesignal erzeugt wird, das an ihr über den Schalter 35 angelegt wird. Dieser Zähler wird durch die Steuerlogik 72 vor jedem Umwandlungsintervall durch Anlegen eines geeigneten Signals zurückgesetzt, das an einer Leitung 79 angelegt wird. Die Steuerlogik 72 ist aus bekannter kombinatorischer und anderer Logik gebildet. Nach ihrer Initialisierung mit der in Rohrzyklen ausgedrückten Dauer des Nullsetz- und Umschaltintervalls erzeugt die Steuerlogik Auswahlsignale über die Leitungen 33 zum Betrieb des Multiplexers 31, um die richtigen Wellenformsensorsignale auszuwählen und zum Eingang des Kanals A bzw. B so zu führen, daß die Kanalpaare wiederholt und entgegengesetzt zyklisch zwischen ihrer Null- und Meßbetriebsart wechseln. Zusätzlich erzeugt die Steuerlogik 72 auch geeignete Steuersignale, die beim Anlegen über die Leitungen 77 und 79 die Zähler 76 und 74 für jedes Zeitintervall richtig zurücksetzen Außerdem erzeugt die Steuerlogik auf Leitungen 34 geeignete Auswahlsignale für den Steuereingang (C) des analogen Schalters 35. Durch diese Auswahlsignale wird der Schalter veranlaßt, eine spezielle seiner Eingabespannungen, d. h., die auf der Leitung 195 erscheinende RTD-Spannung oder eine von zwei Referenzspannungen (vref1 oder vref2, die z. B. null bzw. 1,9 Volt betragen), zu einem Eingang der RTD-Eingabeschaltung 42 zur nachfolgenden Umwandlung durch den V/F-Wandler 41 in ihr zu führen. Über eine Leitung 38 wird die Referenzspannung vref2 vom Referenzspannungsgenerator 39 zugeführt, der selbst eine bekannte hochstabile Spannungsquelle enthält, die eine zu vernachlässigende Drift bei Temperaturschwankungen zeigt. Gemäß der späteren Diskussion insbesondere anhand einer RTD-Temperaturverarbeitungsroutine 1100 (im Zusammenhang mit Fig. 11 diskutiert) wird der V/F-Wandler betrieben, um eine Umwandlung alle 0,1 Sekunde mit jeder von acht analogen Spannungen durchzuführen (von denen nur jene drei, die für die Erfindung relevant sind, hierin speziell gezeigt und diskutiert werden), die an den Eingängen (I&sub0;, I&sub1; und I&sub2; für die drei gezeigten Spannungen) des analogen Schalters 35 angelegt werden und auf zeitgestaffelter Grundlage einmal alle 0,8 Sekunden zur Umwandlungen in einen entsprechenden Frequenzwert ausgewählt werden. Die Steuerlogik 72 legt fest, welche der Eingabespannungen zum analogen Schalter zu jeder bestimmten Zeit auszuwählen ist. Wesentlich detaillierter werden die Zustände der Schaltung 70 später im Zusammenhang mit einem Zeitdiagramm 400 und einer Zustandstabelle 500 beschrieben, die in Fig. 4 bzw. 5 gezeigt sind.
Durchläuft die Schaltung 70 zyklisch ihre unterschiedlichen Zustände, von denen es insgesamt acht gibt, schreibt diese Schaltung den Wert ihres aktuellen Zustands in ein (nicht gezeigtes) internes Register, das nach Zugriff durch den Mikrocomputer 80 diesen Wert an Leitungen 85 anlegt. Anschließend liest der Mikrocomputer diesen Wert aus, durch den er seinerseits auf geeignete Weise die gezählten Werte verarbeiten kann, die durch die Zähler 75 und 78 über (nicht gezeigte) entsprechende interne Register sowie Leitungen 87 und 88 bereitgestellt werden. Die Leitungen 87 führen mit RAW _-RATE_A und RAW_RATE_B bezeichnete rohe Zeitmessungen zum Mikrocomputer 80 für das Kanalpaar A-C bzw. B-C. Je nach Betriebsart, in der jedes Kanalpaar arbeitet, liefern RAW _-RATE_A und RAW_RATE_B jeweils in Zählungen eine einzelne Kanalphasendifferenzmessung oder einen einzelnen Δt-Wert für jedes Kanalpaar. Über die Leitungen 88 erhält der Mikrocomputer die gezählten Frequenzmeßdaten für die RTD- und Referenzspannung. Außerdem schreibt die Logik 72 auch einen Wert in ein weiteres (nicht speziell gezeigtes) internes Register, der festlegt, welche analoge Spannung anschließend durch den analogen Schalter 35 zur Umwandlung durch die RTD-Eingabeschaltung 42 ausgewählt wird. Auch dieser Wert wird über die Leitungen 85 durch den Mikrocomputer 80 ausgelesen.
Ferner legt der Mikrocomputer geeignete Signale an Leitungen 84 an, um den Gesamtbetrieb der Schaltung 70 zu steuern. Über Leitungen 82 liefert der Mikrocomputer zudem geeignete Adreßsignale, um der Steuerlogik 72 ein spezifisches internes Register zu benennen, aus dem der Mikrocomputer Daten auslesen soll oder in das er Daten einschreiben wird.
Über Leitungen 91 und 93 ist der Mikrocomputer außerdem verbunden mit einem bekannten Ausgabeschaltungsaufbau 90, der eine Anzahl von Standardausgaben über Leitungen 26 liefert (z. B. eine (mehrere) Anzeigeschnittstelle(n), Kommunikationsanschlüsse, eine Ausgabeleitung 263 für 4-20 mA und eine skalierte Frequenzausgabeleitung 262), bzw. mit einem bekannten Eingabeschaltungsaufbau 95, der dem Meßgerät Schnittstellen zu einer Anzahl bekannter Eingabegeräte bereitstellt (z. B. Schalter, Benutzertastaturen, Kommunikationsanschlüsse u. ä.).
Der Mikrocomputer 80 nutzt einen von vielen bekannten (nicht speziell gezeigten) handelsüblichen Mikroprozessoren zusammen mit einem ausreichenden Direktzugriffspeicher (RAM) 83 zur Datenspeicherung und einem ausreichenden Lesespeicher (ROM) 86 zur Programm- und Konstantenspeicherung. Da dieses Programm eine ereignisgesteuerte Aufgabenarchitektur nutzt, ist eine Datenbank innerhalb des Mikrocomputers implementiert, um die leichte Übertragung und gemeinsame Nutzung von gemessenen und berechneten Daten zwischen den verschiedenen Aufgaben zu erleichtern. Auf der Grundlage seiner Eingabeinformationen, insbesondere der Zeitmessungen, die die Kanalphasendifferenzmessungen und Δt-Werte für jedes Kanalpaar enthalten, sowie der gezählten Frequenzdaten zusammen mit den Zustandsinformationen, die sämtlich durch die Schaltung 70 zugeführt werden, korrigiert der Mikrocomputer 80 auf geeignete Weise die durch jedes Kanalpaar erzeugten Δt-Werte, um die gemessene interne Phasenverzögerung dafür zu berücksichtigen, bestimmt einen genauen temperaturkompensierten Meßgerätefaktor und bestimmt anschließend unter Verwendung der korrigierten Δt-Werte und dieses Faktors die aktuellen Massenfluß- und Massendurchflußwerte, was insgesamt später näher im Zusammenhang mit der grundlegenden Durchflußmeß-Hauptschleife 600 von Fig. 6A und 6B, der Nullbestimmungsroutine 700 von Fig. 7A und 7B, der mechanischen Nullroutine 800 von Fig. 8A und 8B und der RTD-Temperaturverarbeitungsroutine 1100 von Fig. 11 diskutiert wird.
Zum genauen Verständnis der Wechselwirkungen zwischen der Schaltung 70 und dem Mikrocomputer 80 werden nunmehr das Zeitdiagramm 400 und die Zustandstabelle 500 von Fig. 4A, 4B und 5 diskutiert, die gemeinsam die durch die Schaltung 70 bereitgestellten Funktionen und ihre zeitliche Beziehung detailliert darstellen. Zum besseren Verständnis sollte sich der Leser während der gesamten nachfolgenden Diskussion auf Fig. 4A, 4B und 5 beziehen.
Das Zeitdiagramm 400 von Fig. 4A und 4B definiert die normalen aufeinanderfolgenden Betriebsartenabläufe für jedes der Kanalpaare und die zeitlichen Beziehungen zwischen ihnen.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung arbeitet jedes der Kanalpaare A-C und B-C in einer Meßbetriebsart oder einer Nullbetriebsart. Während ein Kanalpaar in der Meßbetriebsart arbeitet, arbeitet das andere in der Nullbetriebsart, wobei diese Betriebsabläufe am Ende dieser Betriebsarten wechseln. Die Dauer jeder dieser Betriebsarten (des "Betriebsarten"-Intervalls) ist stets gleich, d. h., sie entspricht der Zeit "t". Dabei arbeiten die Nullbetriebsart 410 für das Kanalpaar A-C und die Meßbetriebsart 420 für das Kanalpaar B-C gleichzeitig, was auch für die Meßbetriebsart 440 und die Nullbetriebsart 450, die Nullbetriebsart 470 und die Meßbetriebsart 480 für die Kanalpaare A-C bzw. B-C gilt. Pfeile 430, 460 und 490 bezeichnen einen Betriebsartenwechsel zwischen den Kanalpaaren zum Abschluß dreier aufeinanderfolgender Betriebsartenintervalle.
Dem Kanal C wird kontinuierlich das linke (L) Geschwindigkeitssensorsignal zugeführt, und er dient als Referenzkanal, gegenüber dem die interne Phasenverzögerung jedes der beiden anderen Kanäle ständig gemessen wird. Die an den Nichtreferenzkanälen A und B angelegten Eingabesignale werden jedoch je nach Betriebsart des entsprechenden Kanalpaars A-C und B-C zwischen dem linken und rechten (R) Geschwindigkeitssensorsignal umgeschaltet, wobei Phasendifferenzmessungen für jede unterschiedliche Eingabekonfiguration gemacht werden, um Kanalphasendifferenzmessungen oder Δt-Werte für jedes Paar zu erhalten.
Während insbesondere ein Kanalpaar in der Meßbetriebsart arbeitet, erhält der Nichtreferenzkanal in diesem Paar, z. B. der Kanal A für das Kanalpaar A-C, das rechte Geschwindigkeitssensorsignal, und es werden Messungen der für dieses Paar auftretenden Kanalphasendifferenz gemacht. Durch diese Messungen ergeben sich rohe durchflußbasierte Δt-Werte. Diese Messungen erfolgen wihrend der gesamten Zeit "t", in der der Kanal die Meßbetriebsart hat. In dieser Zeit werden diese Messungen zum Mikrocomputer zur nachfolgenden Verarbeitung zu entsprechenden Massendurchflußwerten geführt.
Im Gegensatz dazu werden vier getrennte Funktionen in der nachfolgenden Abfolge für jedes Kanalpaar, z. B. das Paar B-C, während seiner Nullbetriebsart abgearbeitet: (a) Umschalten der Eingabe für den Nichtreferenzkanal in diesem Paar vom rechten auf das linke Geschwindigkeitssensorsignal während des Umschaltintervalls, (b) Bereitstellen von Messungen der internen Phasenverzögerung für dieses Kanalpaar (d. h., "Nullsetzen") während des Nullsetzintervalls, (c) Umschalten der Nichtreferenzkanaleingabe wieder zurück vom rechten Geschwindigkeitssensorsignal während eines Umschaltintervalls und (d) Ermöglichen, daß dieses Paar für ein Nullsetzintervall "aktiv" ist, in dem Messungen durchflußbasierter Δt-Werte gemacht werden können. Da das entgegengesetzte Kanalpaar, z. B. das Paar A-C, aktiv durchflußbasierte Δt- Werte während seines Meßintervalls mißt, während das Kanalpaar B-C aktiv ist, können beide Kanalpaare zur gleichen Zeit durchflußbasierte Δt-Werte für die gleichen Geschwindigkeitssensorsignale während dieses "aktiven" Intervalls liefern. Ist eine zusätzliche Fehlerprüfung notwendig, kann der Mikrocomputer die durch das "aktive" Kanalpaar bereitgestellten Messungen verarbeiten und die resultierenden korrigierten Δt- Werte mit jenen vergleichen, die unter Verwendung des anderen Kanalpaars bereitgestellt werden. Im allgemeinen würde eine ausreichende Diskrepanz zwischen ihnen einen Fehlerzustand anzeigen.
Wie zur Veranschaulichung in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, hat jedes Umschaltintervall eine Dauer von 16 Rohrzyklen, während sich jedes Nullsetzintervall über 2048 aufeinanderfolgende Rohrzyklen erstreckt. Folglich dehnt sich die Zeit "t" aus zwei verschachtelten Umschalt- und Nullsetzintervallen über 4128 Rohrzyklen aus. Während der Initialisierung des Meßgeräts lädt der Mikrocomputer 80 in Fig. 3A und 3B die in Rohrzyklen ausgedrückte Dauer des Umschalt- und Nullsetzintervalls in die Schaltung 70 und speziell die Steuerlogik 72 in ihr.
Wie in der Zustandstabelle 500 von Fig. 5 für die Schaltung 70 gezeigt ist, durchläuft diese Schaltung im Normalbetrieb kontinuierlich und zyklisch acht Zustände nacheinander, die z. B. als Zustände 26, 46, 26, 66, 6A, 6C, 6A und 6E bezeichnet sind, von denen zwei Zustände, d. h., die Zustände 26 und 6A, wiederholt werden.
Jeder dieser Zustände liegt für eine festgelegte Dauer, entweder das Umschaltintervall oder das Nullsetzintervall, vor. Im Verlauf aller acht Zustände wird das linke Geschwindigkeitssensorsignal kontinuierlich am Eingang des Referenzkanals C angelegt.
Für die ersten vier Zustände (Zustände 26, 46, 26 und 66) arbeitet das Kanalpaar A-C in der Meßbetriebsart (nachstehend als Meßbetriebsart des Kanals A bezeichnet), während das Kanalpaar B-C zeitgleich in seiner Nullbetriebsart arbeitet (nachstehend als Nullbetriebsart des Kanals B bezeichnet). Während der gesamten Meßbetriebsart des Kanals A erzeugt die Schaltung 70 einen Tiefpegel am Multiplexer-Auswahlsignal RPO_A, so daß das rechte Geschwindigkeitssensorsignal kontinuierlich am Eingang des Kanals A angelegt wird. Im Verlauf dieser Betriebsart liefert gemäß der Darstellung durch den Buchstaben "X" das Kanalpaar A-C durchflußbasierte Δt-Werte und dient somit als Meßkanalpaar. Außerdem startet zu Beginn des Zustands 26 die Schaltung 70 den Beginn der Nullbetriebsart des Kanals B, indem sie anfänglich das Multiplexer-Auswahlsignal RPO_B auf Hochpegel setzt, um zunächst die Eingabe zum Kanal B vom rechten auf das linke Geschwindigkeitssensorsignal umzuschalten. Damit beginnt der Umschaltzustand 26 des Kanals B, in dessen Verlauf das Kanalpaar B-C keine Messungen macht, sondern lediglich eine angemessene Zeitperiode, d. h., ein Umschaltintervall tsw, durchläuft, damit alle Schalttransienten und ähnliche Störungen am Kanal B abklingen. Nach Abschluß dieses Zustands ruft die Schaltung 70 den Nullsetzzustand 46 des Kanalpaars B-C auf. Während dieses Zustands 46, der sich über das Nullsetzintervall tZERO erstreckt, werden Kanalphasendifferenzmessungen ständig durch die Schaltung 70 für das Kanalpaar B-C gemacht. Durch den Mikroprozessor werden diese Messungen ausgelesen und gemittelt, um eine in Zählungen ausgedrückte Messung der internen Phasenverzögerung für dieses Kanalpaar zu ergeben. Zum Abschluß des Nullsetzintervalls kommt es erneut zum Umschaltzustand 26 des Kanals B, um die Eingabe zum Kanal B vom linken Geschwindigkeitssensorsignal zurück auf das rechte Geschwindigkeitssensorsignal umzuschalten. Dazu erzeugt die Schaltung 70 einen Tiefpegel am Multiplexer-Ausgabesignal RPO_B. Wiederum bleibt dieser Zustand, in dem keine Messungen am Kanalpaar B-C erfolgen, für das Umschaltintervall erhalten, damit alle Schalttransienten u. ä. am Kanal B abklingen können. Nach Abschluß des Zustands 26 tritt der Zustand 66 mit Aktivität beider Kanäle für ein Nullsetzintervall auf, in dem beide Kanäle "aktiv" sind und bedarfsweise durchflußbasierte Δt-Messungen über das Kanalpaar B-C zusätzlich zu jenen Messungen gemacht werden können, die gleichzeitig über das Kanalpaar A-C erfolgen. Am Ende des Zustands 66 treten die Zustände 6A, 6C, 6A und 6E nacheinander auf, die lediglich die gleichen Betriebsabläufe, jedoch an den entgegengesetzten Kanalpaaren vorsehen. Anschließend wiederholen sich alle Zustände der Reihe nach usw.

B. Software-Beschreibung

Mit dem Verständnis der vorstehenden Beschreibung fährt die Diskussion nunmehr mit verschiedenen Aspekten der Software fort, die durch den Mikrocomputer 80 von Fig. 3A und 3B abgearbeitet wird. Da der Mikrocomputer eine Anzahl bekannter Verwaltungs- und Steuerfunktionen erfüllt, die für die Erfindung nicht relevant sind, z. B. Bereitstellung eines Datenbankverwalters und einer geeigneten Betriebssystemumgebung für ein aufgabenbasiertes Anwendungsprogramm, wurden zur Vereinfachung der nachfolgenden Diskussion alle diese Funktionen und die mit ihnen zusammenhängende Software in der Beschreibung weggelassen.
Fig. 6 zeigt einen vereinfachten Ablaufplan der grundlegenden Durchflußmeß-Hauptschleife 600. Diese Routine sieht die Grundfunktionen der Durchflußmessung vor.
Nach dem Eintritt in die Routine 600 geht der Ablauf zum Block 610 über, der die aktuellen rohen Phasendifferenzmeßdaten (RAW_RATE_A und RAW_RATE_B) sowie Zustandsinformationen aus der Schaltung 70 ausliest. Je nach aktueller Betriebsart jedes Kanalpaars liefern RAW_RATE_A und RAW_RATE_B jeweils in Zählungen eine einzelne Kanalphasendifferenzmessung oder einen einzelnen Δt-Wert. Nach Abarbeitung von Block 610 wird der Block 620 abgearbeitet. In diesem Block wird die Nullbestimmungsroutine 700 durchlaufen, die als Reaktion auf die rohen Phasendifferenzmessungen und Zustandsinformationen sowie gemäß der späteren näheren Diskussion die Phasendifferenzdaten für das aktuell in der Meßbetriebsart arbeitende Kanalpaar als durchflußbasierten Δt-Wert verarbeitet sowie die Phasendifferenzdaten für das andere Kanalpaar als Kanalphasendifferenzmessung verarbeitet. Diese Messung wird durch diese Routine verwendet, um den elektronischen Nullwert für dieses zuletzt genannte Kanalpaar zu bestimmen. Der elektronische Nullpunkt besteht aus zwei Werten, d. h., der internen Phasenverzögerung, ausgedrückt in den gleichen Zählungen wie Δt, die zu jedem der beiden Kanalpaare gehört. Danach bestimmt die Routine 700 den mechanische Nullpunkt für das Coriolis-Meßgerät. Beim mechanischen Nullpunkt handelt es sich um einen Offsetwert in den Δt-Messungen, der gemäß der späteren Beschreibung im Verlauf eines Nullflußzustands erhalten wird, der bei der Meßgerätekalibrierung vorliegt. Nach Abschluß dieser Betriebsabläufe korrigiert die Routine 700 anschließend den aktuellen Δt-Wert, der für das in der Meßbetriebsart arbeitende Kanalpaar gemessen wird, anhand des mechanischen Nullpunkts für das Meßgerät und anhand des aktuellsten elektronischen Nullpunkts für dieses Paar, wobei dieser elektronische Nullwert zuvor bestimmt wurde, während dieses Paar zuletzt in seiner Nullbetriebsart arbeitete.
Nach vollständigem Ablauf der Routine 700 geht die Abarbeitung vom Block 620 zum Block 630 über. Bei seiner Abarbeitung filtert dieser Block die durch den Block 620 erzeugten korrigierten Δt-Werte durch ein zweipoliges Softwarefilter, um Rauschen u. ä. zu entfernen und dadurch einen aktuellen gefilterten Δt-Wert zu erhalten. Als nächstes fährt der Ablauf mit dem Block 640 fort, der den aktuellen Volumen- und Massendurchfluß mittels des aktuellen gefilterten Δt-Werts und des temperaturkorrigierten Durchflußfaktors berechnet. Dieser Temperaturfaktor wird periodisch über die RTD-Temperaturverarbeitungsroutine 1100 aktualisiert, die gemäß der späteren näheren Beschreibung auf Unterbrechungsbasis abläuft.
Nach Abschluß des Blocks 640 wird der Block 650 abgearbeitet. Dieser Block prüft die Volumen- und Massendurchflußwerte anhand entsprechender Niederfluß-(Absperr-)Grenzbedingungen und setzt, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, zeitweilig den Volumen- und Massendurchfluß auf null. Danach fährt der Ablauf mit dem Block 660 fort, der bei seiner Abarbeitung den aktuellen Volumen- und Massendurchflußwert in der Datenbank zur späteren Verwendung speichert, z. B. zur periodischen Aktualisierung der Anzeigen, für summierte Flußanzeigen und/oder Meßgeräteausgaben. Danach kehrt die Ablaufschleife zur Routine 610 zurück usw.
Ein Ablaufplan der Nullbestimmungsroutine 700 ist gemeinsam in Fig. 7A und 7B dargestellt, für die die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter in Fig. 7 gezeigt ist. Diese Routine enthält vier getrennte Abschnitte: eine elektronische Nullbestimmungsroutine 710, eine elektronische Nullkompensationsroutine 760, eine mechanische Nullbestimmungsroutine 780 und eine mechanische Nullkompensationsroutine 790. Wie allgemein zuvor diskutiert wurde, bestimmt die Routine 700, insbesondere über die Routine 710, den aktuellen durchflußbasierten Δt-Wert für das Kanalpaar, das aktuell in der Meßbetriebsart arbeitet, und sie bestimmt den aktuellen elektronischen Nullwert für das andere Kanalpaar, das in seiner Nullbetriebsart arbeitet. Die Routine 760 kompensiert jeden aktuellen gemessenen Δt-Wert vom Kanalpaar, das in der Meßbetriebsart arbeitet, anhand des letzten elektronischen Nullwerts für diesen Kanal. Über die Routine 780 wird der mechanische Nullpunkt für das Meßgerät bestimmt. Schließlich korrigiert die Routine 790 den durchflußbasierten Δt-Wert für das aktuelle Kanalpaar, das in seiner Meßbetriebsart arbeitet, anhand des mechanischen Nullwerts für das Meßgerät.
Speziell wird nach Eintritt in die Routine 700 und insbesondere in die Routine 710 zunächst der Entscheidungsblock 703 abgearbeitet. Dieser Block bestimmt, ob der Wert einer Variablen STATE anzeigt, daß dieses Kanalpaar A-C das Nullsetzen durchführt, d. h., ob der Zustand der Schaltung 70 durch den Wert "6C" gegeben ist (siehe Fig. 5). Dieser Wert wird durch die Schaltung 70 nach Abfrage durch den Mikroprozessor 80 (siehe Fig. 3A und 3B) bereitgestellt. Liegt dieser Zustand gegenwärtig vor, fährt der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 703 gemäß Fig. 7A und 7B ausgehenden JA-Pfad mit dem Block 706 fort. Bei seiner Abarbeitung aktualisiert dieser Block den Wert einer summierten Durchflußvariablen (TOTAL_RATE) anhand des aktuellen Werts für RAW_RATE_A. Wie am Ende des Nullsetzintervalls deutlich wird, wird dieser summierte Durchflußwert so eingestellt, daß er gleich null ist. Als nächstes wird der Block 709 abgearbeitet, um den Zustand eines zeitweiligen Flags (TEMP_STATE) auf einen Wert (ZEROING_CHANNEL_A) zu setzen, der anzeigt, daß für das Kanalpaar A-C gerade das Nullsetzen abläuft. Sobald dies geschehen ist, fährt der Ablauf mit dem Block 712 fort, um lediglich den Wert eines Schleifenzählers (COUNTER) um eins zu erhöhen. Danach geht der Ablauf zum Entscheidungsblock 730 über. Zeigt alternativ der aktuelle Wert der Variablen STATE an, daß das Nullsetzen für das Kanalpaar A-C gerade nicht erfolgt, geht der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 703 ausgehenden NEIN-Pfad zum Entscheidungsblock 715 über. Dieser Entscheidungsblock prüft den Zustand des zeitweiligen Flags, um zu bestimmen, ob das Nullsetzen für das Kanalpaar A-C gerade beendet wurde, d. h., ob der Wert dieses Flags noch immer gleich ZEROING_CHANNEL_A ist. Wurde das Nullsetzen für dieses Kanalpaar gerade beendet, führt der Entscheidungsblock 715 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 718. Bei seiner Abarbeitung berechnet dieser Block den elektronischen Nullwert für das Kanalpaar A-C, d. h., ELECT_ZERO_A, als einfachen Mittelwert der getrennten Messungen, die summiert wurden, speziell den Wert der Variablen TOTAL_RATE dividiert durch den Inhalt des Schleifenzählers COUNTER. Sobald dies geschehen ist, fährt der Ablauf mit dem Block 721 fort, der den Wert des zeitweiligen Flags auf einen anderen Wert setzt, hier auf NOT_ZEROING_CHANNEL_A, was bedeutet, daß für das Kanalpaar A-C kein Nullsetzen erfolgt. Anschließend fährt der Ablauf mit dem Block 724 fort, der lediglich die Werte sowohl des Schleifenzählers als auch der summierten Durchflußvariablen auf null zurücksetzt Danach geht der Ablauf zum Entscheidungsblock 730 über. Dagegen fährt der Ablauf auch mit diesem Entscheidungsblock über den vom Entscheidungsblock 715 ausgehenden NEIN-Pfad fort, wenn für das Kanalpaar A-C kein Nullsetzen durchgeführt und dieses nicht gerade beendet wurde.
Durch die Blöcke 730 bis 751 erfolgen die gleichen Betriebsabläufe wie durch die Blöcke 703 bis 724, sie bestimmen jedoch den Wert des elektronischen Nullpunkts für das Kanalpaar B-C, d. h., ELECT_ZERO_B. Insbesondere bestimmt der Entscheidungsblock 730, ob der Wert der Variablen STATE anzeigt, daß das Kanalpaar B-C das Nullsetzen durchführt, d. h., ob der Zustand der Schaltung 70 durch den Wert "46" gegeben ist (siehe Fig. 5). Liegt dieser Zustand gerade vor, fährt der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 730 gemäß Fig. 7A und 7B ausgehenden JA-Pfad mit dem Block 733 fort. Bei seiner Abarbeitung aktualisiert dieser Block den Wert der summierten Durchflußvariablen TOTAL_RATE anhand des aktuellen Werts für RAW_RATE_B. Wie am Ende dieses Nullsetzintervalls deutlich wird, wird dieser summierte Durchflußwert so eingestellt, daß er gleich null ist. Als nächstes wird der Block 736 abgearbeitet, um den Zustand des zeitweiligen Flags TEMP_STATE auf einen Wert (ZEROING_CHANNEL_B) zu setzen, der anzeigt, daß für das Kanalpaar B-C gerade das Nullsetzen abläuft. Sobald dies geschehen ist, fährt der Ablauf mit dem Block 739 fort, um lediglich den Wert des Schleifenzählers COUNTER um eins zu erhöhen. Danach fährt der Ablauf mit der Routine 760 fort. Zeigt alternativ der aktuelle Wert der Variablen STATE an, daß für das Kanalpaar B-C nicht das Nullsetzen erfolgt, geht der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 730 ausgehenden NEIN-Pfad zum Entscheidungsblock 742 über. Dieser Entscheidungsblock prüft den Zustand des zeitweiligen Flags, um zu bestimmen, ob das Nullsetzen für das Kanalpaar B-C gerade beendet wurde, d. h., ob der Wert dieses Flags noch immer gleich ZEROING_CHANNEL_B ist. Wurde das Nullsetzen für dieses Kanalpaar gerade beendet, führt der Entscheidungsblock 742 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 745. Bei seiner Abarbeitung berechnet dieser Block den elektronischen Nullwert für das Kanalpaar B-C, d. h., ELECT_ZERO_B, als einfachen Mittelwert der getrennten Messungen, die summiert wurden, speziell den Wert der Variablen TOTAL RATE dividiert durch den Inhalt des Schleifenzählers COUNTER. Sobald dies geschehen ist, fährt der Ablauf mit dem Block 748 fort, der den Wert des zeitweiligen Flags auf einen anderen Wert setzt, hier auf NOT ZEROING_CHANNEL_B, was bedeutet, daß für das Kanalpaar B-C kein Nullsetzen erfolgt. Anschließend fährt der Ablauf mit dem Block 751 fort, der lediglich die Werte sowohl des Schleifenzählers als auch der summierten Durchflußvariablen auf null zurücksetzt. Danach geht der Ablauf zur Routine 760 über. Dagegen fährt der Ablauf auch mit dieser Routine fort, wenn für dieses Kanalpaar B-C kein Nullsetzen durchgeführt und dieses nicht gerade beendet wurde, d. h., über den vom Entscheidungsblock 742 ausgehenden NEIN-Pfad. An dieser Stelle ist die Abarbeitung der Routine 710 beendet. Da eines der Kanalpaare zu jeder bestimmten Zeit in seiner Nullbetriebsart arbeitet, wird der aktuelle Wert der entsprechenden Variablen ELECT_ZERO_A oder ELECT_ZERO_B zu dieser Zeit mit den vorstehend beschriebenen geeigneten Schritten bestimmt, die dazu abgearbeitet werden.
Die elektronische Nullkompensationsroutine 760 korrigiert (kompensiert) lediglich die aktuelle Δt-Messung anhand des elektronischen Nullwerts für das spezielle Kanalpaar, das die Messung erzeugte. Insbesondere geht nach Eintritt in diese Routine der Ablauf zum Entscheidungsblock 763 über, der in Abhängigkeit davon, ob das Kanalpaar B-C oder das Kanalpaar A-C gerade in seiner Meßbetriebsart arbeitet, den Ablauf zum Block 767 bzw. 769 führt. Wird der Ablauf zum Block 767 geführt, subtrahiert dieser Block bei seiner Abarbeitung den elektronischen Nullwert für das Kanalpaar B-C von RAW_RATE_B und speichert das Ergebnis in der Variablen Δt. Wird alternativ der Ablauf zum Block 769 geführt, subtrahiert dieser Block bei seiner Abarbeitung den elektronischen Nullwert für das Kanalpaar A-C von RAW_RATE_A und speichert das Ergebnis in der Variablen Δt. Nach der Abarbeitung von Block 767 oder 769 fährt der Ablauf mit der mechanischen Nullbestimmungsroutine 780 fort.
Die Routine 780 bestimmt den aktuellen Wert des mechanischen Nullwerts für das Meßgerät. Insbesondere wird nach Eintritt in die Routine 780 der Entscheidungsblock 781 abgearbeitet. Bei seiner Abarbeitung bestimmt dieser Block, ob ein aktueller mechanischer Nullwert festzustellen ist. Wie zuvor erwähnt wurde, wird ein mechanischer Nullpunkt unter Nullflußbedingungen während der Kalibrierung des Meßgeräts bestimmt. Wird das Meßgerät gerade kalibriert und zeigt ein Benutzer an, daß kein Durchfluß vorliegt, indem er eine geeignete Taste an der Meßelektronik drückt, führt der Entscheidungsblock 781 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 784. Dieser Block führt die später näher diskutierte mechanische Nullroutine 800 durch, um den aktuellen mechanischen Nullwert (MECH_ZERO) für das Meßgerät zu bestimmen. Sobald dieser Wert bestimmt wurde, fährt der Ablauf mit der mechanischen Nullkompensationsroutine 790 fort. Mit der Routine 790 fährt der Ablauf auch über den vom Entscheidungsblock 781 ausgehenden NEIN-Pfad fort, wenn keine Kalibrierung des Meßgeräts erfolgt oder wenn vom Benutzer nicht angegeben wurde, daß kein Durchfluß vorliegt.
Die mechanische Nullroutine 790 enthält den Block 792, der bei seiner Abarbeitung lediglich den aktuellen mechanischen Nullwert MECH_ZERO vom Wert der Variablen Δt subtrahiert, wobei das Ergebnis eine korrigierte Δt-Messung ist, die im Anschluß gefiltert und durch die Hauptschleife 600 (speziell die in ihr enthaltenen Blöcke 630 und 640 gemäß Fig. 6A und 6B) verwendet wird, um den aktuellen Massendurchflußwert zu bestimmen. Sobald der Block 792 abgearbeitet ist, verläßt der Ablauf die Routinen 790 und 700 gemäß Fig. 7A und 7B und kehrt zur grundlegenden Durchflußmeß-Hauptschleife 600 zurück.
Zur Vereinfachung der Software gehört zur Routine 700 keine geeignete Software zum Bestimmen entsprechender korrigierter Δt-Werte für beide Kanäle während jedes "aktiven" Intervalls und gemäß der vorstehenden Diskussion zum Vergleichen der Ergebnisse, um ausreichende Diskrepanzen zwischen ihnen und damit zusammenhängende Systemfehler zu erfassen. Vom Fachmann kann die Routine 700 leicht so abgewandelt werden, daß sie diese Software aufweist.
Fig. 8A und 8B zeigen gemeinsam einen Ablaufplan der mechanischen Nullroutine 800, und die richtige Ausrichtung der Zeichnungsblätter für diese Figuren ist in Fig. 8 dargestellt. Wie zuvor diskutiert wurde, bestimmt die Routine 800 den aktuellen Wert für den mechanischen Nullpunkt des Meßgeräts. Im wesentlichen und gemäß der zuvor geführten Diskussion wird der aktuelle Wert dieses Nullpunkts bestimmt, indem zunächst die Standardabweichung Δt der Δt-Werte berechnet wird, die für einen Nullflußzustand bei Kalibrierung des Meßgeräts erhalten wurden. Diese Standardabweichung ist ein Maß für das Rauschen, das an den Δt-Messungen in einem Nullflußzustand auftritt. Nur wenn das Rauschen ausreichend gering ist, d. h., wenn der Wert der Standardabweichung unter einem minimalen Schwellwert liegt, wird der letzte Wert für den mechanischen Nullpunkt aktualisiert, um dessen aktuellen Wert zu reflektieren; ansonsten wird dieser aktuelle Wert einfach ignoriert. Die Anzahl gemessener Δt-Werte, die bei der Bestimmung der Standardabweichung verwendet werden, richtet sich nach einem von drei Kriterien: (a) wenn die "laufende" Standardabweichung unter eine Konvergenzgrenze fällt, (b) wenn ein Benutzer das mechanische Nullsetzen durch Drücken einer entsprechenden Taste beendet oder (c) wenn eine vordefinierte Anzahl gemessener Δt-Werte ermittelt wurde. Zusätzlich erfolgen geeignete Grenzwertprüfungen, um zu gewährleisten, daß der aktuelle Wert des mechanischen Nullpunkts innerhalb vordefinierter Grenzen liegt, bevor sein letzter Wert durch seinen aktuellen Wert ersetzt wird.
Insbesondere wird nach Eintritt in die Routine 800 der Entscheidungsblock 803 abgearbeitet. Bei seiner Abarbeitung prüft dieser Block den Status eines Flags (ZERO STATE), um festzulegen, ob das Bestimmungsverfahren eines mechanischen Nullpunkts gerade abläuft. Dieses Flag wird durch (nicht gezeigte) geeignete Software gesetzt, um dieses Verfahren einzuleiten. Läuft dieses Verfahren gerade ab, führt der Entscheidungsblock 803 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 806. Bei seiner Abarbeitung aktualisiert dieser Block den Wert einer summierten Variablen (ZERO_TOTAL) anhand des aktuellen Δt-Werts. Wie später deutlich wird, wird dieser summierte Wert so eingestellt, daß er zum Abschluß des Nullsetzintervalls gleich null ist. Sobald der Block 806 abgearbeitet ist, fährt der Ablauf mit dem Block 809 fort, um den Inhalt eines Schleifenzählers ZERO_COUNT um eins zu erhöhen. Danach geht der Ablauf zum Entscheidungsblock 820 über. Wird dagegen gerade kein mechanischer Nullwert bestimmt, d. h., ist der Status des Flags ZERO_STATE im Moment nicht aktiv, fährt der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 803 ausgehenden NEIN- Pfad mit dem Block 812 fort. Dieser Block setzt das Flag ZERO_STATE auf den aktiven Zustand zurück, setzt die Werte von ZERO_TOTAL und des Schleifenzählers ZERO_COUNT auf null und setzt den Wert einer Variablen MIN_STD_DEV auf eine große vordefinierte Zahl (deren genauer Wert nicht kritisch ist, solange sie den erwarteten Wert der Standardabweichung sicher übersteigt). Danach wird der Block 816 abgearbeitet, um alle Fehlerflags zurückzusetzen, die mit dem mechanischen Nullverfahren zusammenhängen. Nachdem dies geschehen ist, führt der Ablauf mit dem Entscheidungsblock 820 fort.
Bei seiner Abarbeitung bestimmt der Entscheidungsblock 820, ob eine minimale Anzahl gemessener Δt-Werte aufgetreten ist, um einen mechanischen Nullwert zu bestimmen, d. h., insbesondere ob der aktuelle Wert des Schleifenzählers ZERO _-COUNT einen vordefinierten minimalen Wert MIN_ZERO_COUNT übersteigt, der normalerweise gleich dem Dezimalwert "100" ist. Ist keine ausreichende Anzahl von Δt-Werten aufgetreten, verläßt der Ablauf die Routine 800 über den Pfad 872 und den vom Entscheidungsblock 820 ausgehenden NEIN-Pfad 822. Ist dagegen eine minimale Anzahl von Δt-Werten aufgetreten, führt der Entscheidungsblock 820 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 823. Bei seiner Abarbeitung aktualisiert dieser Block die Standardabweichung der Δt-Werte, die aktuell bisher gemessen wurden, zur Verwendung bei der Bestimmung des mechanischen Nullwerts und speichert das Ergebnis in einer Variablen STD_DEV. Sobald dies geschehen ist, fährt der Ablauf mit dem Entscheidungsblock 826 fort, der den resultierenden Wert der Standardabweichung anhand eines minimalen Werts dafür prüft. Ist die resultierende Standardabweichung kleiner als der minimale Wert, führt der Entscheidungsblock 826 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 829. Dieser Block berechnet einen zeitweiligen aktuellen Wert für den mechanischen Nullpunkt (MECH_ZERO_TEMP) als Mittel der summierten Δt-Werte, die bisher während des aktuellen mechanischen Nullverfahrens erhalten wurden, d. h., den Wert von ZERO_TOTAL dividiert durch den Inhalt des Schleifenzählers ZERO_COUNT. Sobald dies geschehen ist, stellt der Block 829 einen minimalen Wert der Standardabweichung ein, der gleich dem aktuellen Wert der Standardabweichung ist. Dadurch wird der minimale Wert der Standardabweichung, der bisher für dieses aktuelle mechanische Nullverfahren bestimmt wurde, auf die später diskutierte Weise stets verwendet, um zu bestimmen, ob der aktuelle Wert des mechanischen Nullpunkts zu rauschbehaftet und daher inakzeptabel ist. Sobald der Block 829 vollständig abgearbeitet ist, fährt der Ablauf mit dem Entscheidungsblock 832 fort. Alternativ geht der Ablauf auch dann zu diesem Entscheidungsblock über den vom Entscheidungsblock 826 ausgehenden NEIN- Pfad über, wenn der aktuelle Wert der Standardabweichung nunmehr gleich ihrem minimalen Wert ist oder ihn übersteigt.
An dieser Stelle werden bis zu drei getrennte Prüfungen der Reihe nach über die Entscheidungsblöcke 832, 836 und 840 durchgeführt, um zu bestimmen, ob eine ausreichende Anzahl gemessener Δt-Werte zur Bestimmung des aktuellen mechanischen Nullwerts vorliegt. Solche Messungen setzen sich fort, bis eine ausreichende Anzahl vorliegt. Insbesondere bestimmt der Entscheidungsblock 832, ob der aktuelle Wert der Standardabweichung kleiner als eine Konvergenzgrenze ist. Ist in diesem Fall die Standardabweichung mit aufeinanderfolgenden Δt-Werten abgefallen und hat einen vordefinierten Grenzwert unterschritten, so ist es sehr unwahrscheinlich, daß zusätzliche Messungen einen negativen Einfluß auf den mechanischen Nullwert haben. Hat sich folglich die Standardabweichung auf diese Weise verringert, führt der Entscheidungsblock 832 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Entscheidungsblock 843. Ist dagegen der aktuelle Wert der Standardabweichung immer noch höher als die Konvergenzgrenze, fährt der Ablauf über den vom Entscheidungsblock 832 ausgehenden NEIN-Pfad mit dem Entscheidungsblock 836 fort. Dieser Entscheidungsblock bestimmt, ob der Benutzer eine Taste gedrückt oder anderweitig dem Meßgerät auf geeignete Weise angezeigt hat, das aktuelle mechanische Nullverfahren zu beenden. Hat der Benutzer dieses Verfahren beendet, führt der Entscheidungsblock 836 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Entscheidungsblock 843. Hat der Benutzer dagegen nicht das aktuelle mechanische Nullverfahren beendet, führt der Entscheidungsblock 836 den Ablauf über seinen NEIN-Pfad zum Entscheidungsblock 840. Bei seiner Abarbeitung bestimmt der Entscheidungsblock 840, ob eine maximale Anzahl MAX_COUNT der gemessenen Δt-Werte gerade aufgetreten ist. Ist diese maximale Anzahl von Messungen, z. B. 2000 Messungen, aufgetreten, führt der Entscheidungsblock 840 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Entscheidungsblock 843. Ist alternativ die maximale Anzahl solcher Messungen nicht aufgetreten, verläßt der Ablauf die Routine 800 über den vom Entscheidungsblock 840 ausgehenden NEIN-Pfad 841 und über den Pfad 872, um die nächstfolgende Δt-Messung auf geeignet Weise zu verarbeiten.
An dieser Stelle in der Routine 800 wurde ein aktueller, wenngleich zeitweiliger, Wert für den mechanischen Nullpunkt auf der Grundlage einer ausreichenden Anzahl aufeinanderfolgender Δt-Messungen bestimmt. Nunmehr bestimmen die Entscheidungsblöcke 843, 846 und 849, ob dieser mechanische Nullwert innerhalb vordefinierter Grenzen liegt, z. B. ±3 µs, und ob dieser mechanische Nullwert relativ rauschfrei ist. Insbesondere bestimmt der Entscheidungsblock 843, ob der aktuelle zeitweilige mechanische Nullwert kleiner als eine Untergrenze ist, z. B. -3 µs. Ist diese Grenze zum Negativen überschritten, führt der Entscheidungsblock 843 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 854. Da dies auf einen Fehlerzustand verweist, setzt der Block 854 bei seiner Abarbeitung den Wert eines geeigneten Fehlerflags, d. h. MECHANISCHER NULLPUNKT ZU GERING, auf den Wert "wahr". Ist dagegen diese Grenze nicht zum Negativen überschritten, führt der Entscheidungsblock 843 den Ablauf über seinen NEIN-Pfad zum Entscheidungsblock 846. Dieser Entscheidungsblock bestimmt, ob der aktuelle zeitweilige mechanische Nullwert größer als eine Obergrenze ist, z. B. +3 µs. Ist diese Grenze zum Positiven überschritten, führt der Entscheidungsblock 846 den Ablauf über seinen JA- Pfad zum Block 859. Da dies auf einen Fehlerzustand verweist, setzt der Block 859 bei seiner Abarbeitung den Wert eines geeigneten Fehlerflags, d. h., MECHANISCHER NULLPUNKT ZU HOCH, auf den Wert "wahr". Der obere und untere Grenzwert von ±3 µs wurden empirisch als jene Werte bestimmt, innerhalb derer alle nicht durchflußbasierten Δt-Werte für Meßgeräte liegen sollten, die gegenwärtig vom Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung hergestellt werden. Ist dagegen keine dieser Grenzen überschritten, führt der Entscheidungsblock 846 den Ablauf über seinen NEIN-Pfad zum Entscheidungsblock 851. Dieser Entscheidungsblock bestimmt, ob der zeitweilige mechanische Nullwert ausreichend rauschfrei ist, d. h., ob alle aufeinanderfolgenden Δt-Werte, die zur Erzeugung dieses Werts genutzt werden, weniger als eine vorgegebene Variabilität haben, durch Vergleichen des vorliegenden minimalen Werts der Standardabweichung mit einer Grenze, die gleich einem voreingestellten ganzzahligen Vielfachen ("n") des normalerweise Zweifachen der Konvergenzgrenze ist.
Hierbei tritt der am meisten wiederholbare Wert für den mechanischen Nullpunkt tendenziell dann auf, wenn die Standardabweichung ihren minimalen Wert erreicht. Dem Anschein nach erfolgt dies, da die gemessenen Δt-Werte durch periodisches Rauschen verfälscht werden, z. B. 60-Hz-Brummen und seine Harmonischen, das sich der Abtastrate der Geschwindigkeitssensorsignale überlagert (d. h., die Zähler 75 werden einmal je Rohrzyklus gelesen) und dadurch Überlagerungsfrequenzen erzeugt, die in den gemessenen Δt-Werten erscheinen. Im Normalbetrieb erwarte ich, daß ein gewisses Rauschen dieser Art stets vorliegt, obwohl die Amplitude des Rauschens gewöhnlich von einer Anlage zur anderen variieren wird. Für den Bereich der vom Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung hergestellten Meßgeräte haben die Geschwindigkeitssignale Grundfrequenzen im Bereich von 30 bis 180 Hz. Die Amplitude der Überlagerungsfrequenzen ist am geringsten, wenn das Rauschen phasengleich mit dieser Abtastrate ist, und steigt mit zunehmender Phasenverschiebung des Rauschens gegenüber der Abtastrate, was zu höherer Variabilität und mehr Fehlern in den gemessenen Δt-Nullflußwerten führt. Folglich dient der minimale Wert der Standardabweichung zur Bestimmung, ob der resultierende mechanische Wert zu rauschbehaftet ist. Bestimmt insbesondere der Entscheidungsblock 851, daß die minimale Standardabweichung die Grenze des "n"-fachen der Konvergenzgrenze übersteigt, so ist der aktuelle zeitweilige mechanische Nullwert einfach zu rauschbehaftet und wird ignoriert. Da dies auf einen Fehlerzustand verweist, führt der Entscheidungsblock 851 den Ablauf über seinen JA-Pfad zum Block 862. Bei seiner Abarbeitung setzt dieser Block den Wert eines geeigneten Fehlerflags, d. h., MECHANISCHER NULLPUNKT ZU RAUSCHBEHAFTET, auf den Wert "wahr". Ist dagegen die minimale Standardabweichung ausreichend niedrig und zeigt somit an, daß der zeitweilige mechanische Nullwert relativ rauschfrei ist, führt der Entscheidungsblock 851 den Ablauf über seinen NEIN-Pfad zum Block 865. Dieser Block aktualisiert den mechanischen Nullwert MECH_ZERO so, daß er gleich dem Wert des zeitweiligen mechanischen Nullpunkts MECH_ZERO_TEMP ist. Sobald der Block 854, 859, 862 oder 865 abgearbeitet ist, fährt der Ablauf mit dem Block 870 fort, der seinerseits den Zustand des Flags ZERO_STATE auf "inaktiv" setzt, um widerzuspiegeln, daß das mechanische Nullverfahren beendet ist und nicht gerade abläuft. Sobald dies geschehen ist, verläßt der Ablauf die Routine 800.
Nachdem das mechanische Nullverfahren beschrieben wurde, zeigt Fig. 9 diagrammatisch die zugehörigen Nullsetzbetriebsabläufe, die für jeden entsprechenden Bereich in der Standardabweichung Δt auftreten, die während dieses Verfahrens erhalten werden kann. Immer dann, wenn der Wert von Δt innerhalb des Bereichs 910 liegt und damit kleiner als die Konvergenzgrenze (1) ist, stoppt das Nullsetzen sofort, und der resultierende mechanische Nullwert wird akzeptiert. Für jeden Wert von Δt, der innerhalb des Bereichs 920 liegt und damit größer als die Konvergenzgrenze, aber kleiner als das "n"-fache dieser Grenze ist, fährt das Nullsetzen fort, bis eine durch den Wert der Variablen MAX_COUNT vorgegebene maximale Anzahl von Δt-Messungen aufgetreten ist. Diese Anzahl definiert in Rohrzyklen ein maximales Nullsetzintervall. Für jeden Wert von Δt, der innerhalb des Bereichs 930 liegt und somit das "n"-fache der Konvergenzgrenze übersteigt, stoppt das Nullsetzen sofort. Der zugehörige aktuelle mechanische Nullwert wird einfach zugunsten seines letzten Werts ignoriert.
Fig. 10 zeigt diagrammatisch die Bereiche akzeptabler und inakzeptabler mechanischer Nullwerte. Darstellungsgemäß sind fehlerhafte mechanische Nullwerte entweder jene, die innerhalb des Bereichs 1020 liegen und somit zum Negativen größer als die negative Grenze von -3 µs sind, oder jene, die innerhalb des Bereichs 1030 liegen und zum Positiven größer als die positive Grenze von +3 µs sind. Wird bestimmt, daß der mechanische Nullpunkt einen dieser Werte hat, so wird dieser Wert einfach ignoriert. Nur jene Werte für den mechanischen Nullpunkt, die innerhalb des Bereichs 1010 liegen und sich damit zwischen der negativen und positiven Grenze befinden, werden akzeptiert.
Fig. 11 zeigt einen Ablaufplan der RTD-Temperaturverarbeitungsroutine 1100. Wie zuvor diskutiert wurde, arbeitet diese Routine auf periodischer Unterbrechungsbasis alle 0,8 s, um einen digitalisierten Durchflußrohr-Temperaturwert zu liefern, der im wesentlichen unempfindlich gegenüber einer Temperaturdrift des RTD ist, und berechnet unter Verwendung dieses Werts einen aktuellen Wert für den temperaturkompensierten Meßgerätefaktor (RF). Anschließend wird dieser Wert in der Datenbank im Mikrocomputer gespeichert, um nachfolgend durch die Routine 600 bei der Bestimmung eines aktuellen Massendurchflußwerts verwendet zu werden.
Nach Eintritt in die Routine 1100 wird der Block 1110 abgearbeitet. Bei seiner Abarbeitung veranlaßt dieser Block den analogen Schalter 35, die RTD-Spannung zum Eingang des V/F-Wandlers 41 (siehe Fig. 3A und 3B) zur nachfolgenden Umwandlung zu führen. Um speziell dies zu bewirken, legt der Mikroprozessor 80 geeignete Adreß- und Steuersignale über die Leitungen 82 und 84 an der Schaltung 70 und insbesondere an der Steuerlogik 72 in ihr an. Ihrerseits weisen diese Signale diese Logik an, die geeigneten Auswahlsignale über die Leitungen 34 am analogen Schalter anzulegen. Danach und nachdem und ein geeignetes Zählintervall abgelaufen ist, liest der Block 1110 von Fig. 11 den Inhalt des Zählers 78 von Fig. 3A und 3B aus, der einen gezählten Wert enthält, der proportional zur frequenzumgewandelten analogen RTD-Spannung ist. Danach fährt gemäß Fig. 11 der Ablauf mit dem Block 1120 fort. Bei seiner Abarbeitung filtert dieser Block den aus dem Zähler 78 ausgelesenen Inhalt durch ein zweipoliges Softwarefilter und speichert den resultierenden gefilterten Wert in einer zeitweiligen Variablen V_TO_F.
Anschließend wird der Block 1130 abgearbeitet, der einen Nulloffsetwert aus dem gefilterten Wert beseitigt, um einen aktuellen Frequenzwert CURRENT_FREQ zu ergeben. Dieser Nulloffsetwert FREQ_AT_OV ist ein von null abweichender gefilterter, gezählter Frequenzausgabewert, der durch den V/F-Wandler erzeugt wird, wenn an ihm eine Eingabespannung null (vref1) angelegt wird. Danach wird der Block 1140 abgearbeitet, um einen Proportionalitätsfaktor FREQ_PER_C zu berechnen, der die Anzahl von Zählungen je Grad Celsius festlegt. Dieser Faktor ist einfach durch die Differenz der gefilterten, gezählten Werte für die beiden Referenzspannungen (vref1 und vref2, die z. B. Massepotential bzw. 1,9 V haben) dividiert durch die Dezimalzahl "380" gegeben. Da die gezählten Frequenzwerte für beide Referenzspannungen im wesentlichen zeitgleich mit einer Änderung der Durchflußrohrtemperatur erhalten werden, koppelt jede durch den V/F-Wandler erzeugte Temperaturdrift eine im wesentlichen gleiche Fehlerkomponente in diese beiden gezählten Werte ein. Da der Proportionalitätsfaktor unter Verwendung der Differenz zwischen diesen gezählten Werten und nicht der Größe jedes Werts für sich berechnet wird, bleibt der Wert des Proportionalitätsfaktors im wesentlichen durch eine Verschiebung der gezählten V/F-Ausgabe infolge von Temperaturdrift unbeeinflußt. Der Nulloffsetwert (FREQ_AT_OV) und der gefilterte, gezählte Referenzwert von 1,9 V (FREQ_AT_1.9V) werden beide auf periodischer Unterbrechungsbasis wiederum alle 0,8 Sekunden durch eine weitere, nicht gezeigte Routine bestimmt. Diese Routine, die dem Fachmann leicht klar sein dürfte, veranlaßt die Schaltung 70, geeignete Auswahlsignale am analogen Schalter anzulegen, um zunächst auf zeitgestaffelter Grundlage das Massepotential (vref1) oder 1,9 V (vref2) zum Eingang des V/F-Wandlers 41 zu führen, anschließend nacheinander den von ihm erzeugten Frequenzwert zu zählen und danach diesen Wert auszulesen und zu filtern sowie die gefilterten Ergebnisse zu speichern.
Sobald der Proportionalitätsfaktor durch den Block 1140 bestimmt wurde, fährt der Ablauf mit dem Block 1150 fort. Dieser Block berechnet die aktuelle Temperatur (TEMP), die durch das RTD erfaßt wird, durch Dividieren des aktuellen Frequenzwerts durch den Proportionalitätsfaktor. Anschließend fährt der Ablauf mit dem Block 1160 fort, der den temperaturkompensierten Meßgerätefaktor RF unter Verwendung eines Meß gerätefaktorwerts und des aktuellen Temperaturwerts berechnet. Für ein Coriolis-Meßgerät ist sein Meßgerätefaktor eine bekannte Konstante, die empirisch bei der Herstellung bestimmt wird. Sobald dieser temperaturkompensierte Meßgeräte faktor berechnet ist, wird er in der Datenbank zur späteren Verwendung bei Massendurchflußbestimmung gespeichert. Danach verläßt der Ablauf die Routine 1100.
Nunmehr wird der Fachmann zweifellos erkennen, daß obwohl beide Kanalpaare parallel so betrieben werden, daß ein Paar in seiner Nullbetriebsart arbeitet, während das andere Paar in seiner Meßbetriebsart arbeitet, diese Kanalpaare auch aufeinanderfolgend betrieben werden könnten. In diesem Fall würde ein arbeitendes Kanalpaar in seiner Null- und/oder Meßbetriebsart funktionieren, während das andere Kanalpaar in einem Bereitschaftszustand bliebe. Anschließend könnten die Kanalpaare periodisch vom Betriebs- zum Bereitschaftszustand am Ende jeder Betriebsart oder nach Durchführung sowohl der Null- als auch der Meßbetriebsart durch das arbeitende Kanalpaar umgeschaltet werden. Da sich bei aufeinanderfolgendem Betrieb ein Kanalpaar zu jeder bestimmten Zeit stets im Bereitschaftszustand befindet, könnte zur Vereinfachung des Schaltungsaufbaus ein Kanalpaar anstelle von zweien verwendet werden, wobei dieses eine Paar stets arbeitet und kontinuierlich seine Meß- und Nullbetriebsart zyklisch durchläuft. In jenen Fällen, in denen das eine effektiv arbeitende Kanalpaar seine Nullbetriebsart durchführt, würden dann keine Durchflußmessungen erfolgen. Folglich müßte anstelle tatsächlicher Durchflußmessungen eine Annahme über den während dieser Zeit vorliegenden Durchfluß getroffen werden. Durch Wegfall kontinuierlicher Durchflußmessungen, die Verwendung von effektiv nur einem arbeitendem Kanalpaar zu jeder bestimmten Zeit in einem Coriolis-Durchflußmeßgerät unabhängig davon, ob das Meßgerät nur ein physisches Kanalpaar enthält, das zyklisch zwischen seinen beiden Betriebsarten wechselt, oder zwei Paare, wobei ein derartiges Paar zu jeder bestimmten Zeit inaktiv ist, kann es somit zu Durchflußmessungen kommen, die etwas ungenau sind. Da im Gegensatz dazu meine erfindungsgemäße Durchflußmeßschaltung 30 stets ein Kanalpaar hat, das im Verlaufe von normalen Betriebsabläufen des Durchflußmessers aktiv einen tatsächlichen Durchfluß jederzeit mißt, liefert das Meßgerät sehr genaue Durchflußmessungen auf Kosten einer geringfügig erhöhten Komplexität des Schaltungsaufbaus.
Obwohl ferner ein "aktives" Intervall innerhalb der Nullbetriebsart für jedes Kanalpaar vorgesehen ist, in dem z. B. doppelte Durchflußmessungen gemacht und diese zwischen den Kanalpaaren verglichen werden könnten, könnte bei Bedarf dieses Intervall entfallen, ohne die Genauigkeit des Meßgeräts zu beeinträchtigen. Im Grunde könnte dies dazu dienen, die Dauer der Nullbetriebsart um ein Nullsetzintervall (d. h., die Zeit, in der das Kanalpaar ansonsten im "aktiven" Intervall arbeiten würde) zu verkürzen oder die Zeit zu verlängern, in der dieses Kanalpaar tatsächlich das Nullsetzen durchführt, indem auf geeignete Weise die Anzahl interner Phasenverzögerungsmessungen erhöht wird, die dann zu machen sind.
Obwohl die offenbarte Ausführungsform U-förmige Durchflußrohre nutzt, wird der Fachmann erkennen, daß Durchflußrohre fast jeder Größe und Form verwendet werden können, solange die Rohre um eine Achse in Schwingung versetzt werden können, um ein trägheitsfreies Bezugssystem zu bilden. Beispielsweise können zu diesen Rohren u. a. gerade Rohre, S- förmige Rohre oder schleifenförmige Rohre gehören. Obwohl das Meßgerät mit nur zwei parallelen Durchflußrohren gezeigt wurde, können bei Bedarfferner Ausführungsformen mit einem einzelnen Durchflußrohr oder mehr als zwei parallelen Durchflußrohren, z. B. drei, vier oder noch mehr, verwendet werden.
Gezeigt und beschrieben wurde zwar eine einzelne Ausführungsform der Erfindung; dem Fachmann ist es jedoch leicht möglich, viele andere abgewandelte Ausführungsformen herzustellen, in denen die Lehren der Erfindung nach wie vor realisiert sind.

Claims

1. Coriolis-Meßgerät (5) zum Messen eines Durchflusses eines durchfließenden Prozeßfluids mit:

mindestens einem Durchflußrohr (130);

einer Einrichtung (180), um das Rohr in Schwingungen zu versetzen;

einer Einrichtung (160L, 160R) zum Erfassen einer Bewegung des Rohrs an unterschiedlichen Stellen entlang dem Rohr, die durch entgegenwirkende Coriolis-Kräfte verursacht wird, die durch Durchströmen des Prozeßfluids durch das Durchflußrohr induziert werden, und zum Erzeugen eines ersten und zweiten Sensorsignals als Reaktion auf die erfaßte Bewegung des Rohrs; und

einer Schaltungseinrichtung (30), die auf das erste und zweite Sensorsignal reagiert, zum Bereitstellen eines Durchflußwerts des Prozeßfluids, wobei die Schaltungseinrichtung aufweist:

einen ersten, zweiten und dritten Eingabekanal (44, 54, 64) zum Erzeugen eines ersten, zweiten bzw. dritten Kanalausgabesignals;

eine Zähl- und Verarbeitungseinrichtung (70, 80) mit:

einer Zähleinrichtung (75), die auf das erste, zweite und dritte Kanalausgabesignal reagiert, zum Bestimmen eines ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswerts, der zu einem ersten bzw. zweiten Paar der Eingabekanäle gehrt, und zum Messen eines ersten bzw. zweiten Zeitdifferenzwerts (Δt-Werts) für das erste und zweite Paar der Eingabekanäle; und

einer Einrichtung (620), die auf den ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswert und den ersten und zweiten Δt-Wert reagiert, zum Kompensieren des ersten Δt- Werts durch den ersten internen Phasenverzögerungswert, um einen ersten kompensierten Δt-Wert zu ergeben, und zum Kompensieren des zweiten Δt-Werts durch den zweiten internen Phasenverzögerungswert, um einen zweiten kompensierten Δt-Wert zu ergeben;

eine Einrichtung (31) zum selektiven Führen des ersten und zweiten Sensorsignals zu entsprechenden Eingängen des ersten, zweiten und dritten Eingabekanals; und

eine Steuereinrichtung (72), die mit der Selektivführungseinrichtung und mit der Zähl- und Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, zum Festlegen, welches der Sensorsignale gleichzeitig als Eingabe an welchem der Eingabekanäle anzulegen ist, und zum Betreiben der Selektivführungseinrichtung und des ersten und zweiten Paars der Eingabekanäle in Verbindung mit der Zähleinrichtung, so daß während das erste Paar zum Bestimmen des ersten internen Phasenverzögerungswerts verwendet wird, das zweite Paar zum Messen des zweiten Δt-Werts verwendet wird, und zum Umkehren eines Betriebs der Kanalpaare nach Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, so daß das erste Paar zum Messen des ersten Δt-Werts verwendet wird, während das zweite Paar zum Bestimmen des zweiten internen Phasenverzögerungswerts verwendet wird; und die Zähl- und Verarbeitungseinrichtung ferner aufweist:

eine Verarbeitungseinrichtung (640) zum Bestimmen des Durchflusses des Prozeßfluids als vordefinierte Funktion des ersten und zweiten kompensierten Δt-Werts.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite interne Phasenverzögerungswert gemessen werden, während das Prozeßfluid das Meßgerät durchfließt.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung aufweist: eine Einrichtung (700) zum Betreiben jedes der Paare der Eingabekanäle in einer ersten und zweiten Betriebsart, so daß in der ersten Betriebsart die Selektivführungseinrichtung ein Referenzsignal zu den Eingängen beider der Eingabekanäle in jedem Paar führt und die Zähleinrichtung einen dritten Zeitdifferenzwert zwischen entsprechenden Punkten an den Kanalausgabesignalen mißt, die durch beide der Kanäle in jedem Paar bereitgestellt werden, wobei der dritte Zeitdifferenzwert den internen Phasenverzögerungswert darstellt, der zu jedem Paar gehört, und so daß in der zweiten Betriebsart die Selektivführungseinrichtung das erste und zweite Sensorsignal zu entsprechenden der Eingänge beider der Eingabekanäle in jedem Paar führt und die Zähleinrichtung mehrere Δt- Werte mißt, die zu jedem Paar gehören.

4. Meßgerät nach Anspruch 3, wobei das Referenzsignal das erste oder zweite Sensorsignal ist.

5. Meßgerät nach Anspruch 4, wobei die Kompensiereinrichtung ferner aufweist:

eine Einrichtung (710), die auf den dritten Zeitdifferenzwert reagiert und während der ersten Betriebsart für das erste und zweite Kanalpaar arbeitet, zum Erzeugen des ersten bzw. zweiten internen Phasenverzögerungswerts; und

eine Einrichtung (760), die während der zweiten Betriebsart für das erste und zweite Kanalpaar arbeitet, zum getrennten Kompensieren jedes der Werte in entsprechenden mehreren ersten und zweiten gemessenen Δt-Werten durch den ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswert, die während der ersten Betriebsart für das erste bzw. zweite Kanalpaar erhalten werden.

6. Meßgerät nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung ferner eine Einrichtung (703, 730) zum kontinuierlichen zyklischen Wechseln jedes des ersten und zweiten Kanalpaars zwischen der ersten und zweiten Betriebsart aufweist.

7. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 6, wobei die Schaltungseinrichtung ferner aufweist:

eine Eingabemultiplexereinrichtung (31), die mit dem ersten und zweiten Sensorsignal verbunden ist, zum Bereitstellen einer ersten, zweiten und dritten Multiplexerausgabe und, als Reaktion auf Auswahlsignale arbeitend, zum selektiven Führen des ersten oder zweiten Sensorsignals zu jedem des ersten, zweiten oder dritten Multiplexerausgangs;

den ersten, zweiten und dritten Eingabekanal mit einem ersten, zweiten und dritten Kanaleingang zum Bereitstellen eines ersten, zweiten bzw. dritten Kanalausgabesignals, die jeweils immer dann eine Pegeländerung zeigen, wenn ein Signal, das an einem entsprechenden des ersten, zweiten oder dritten Kanaleingangs angelegt ist, gleich einem vordefinierten Pegel ist; wobei der erste, zweite und dritte Kanaleingang mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Multiplexerausgang verbunden sind;

eine erste und zweite Zeiteinrichtung (74, 76), die mit dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal bzw. mit dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal verbunden sind, um so das erste und zweite Kanalpaar zu definieren, wobei die erste Zeiteinrichtung aufeinanderfolgend ein erstes Zeitintervall mißt, das zwischen entsprechenden Punkten an dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal auftritt, und wobei die zweite Zeiteinrichtung aufeinanderfolgend ein zweites Zeitintervall mißt, das zwischen entsprechenden Punkten an dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal auftritt; und

wobei die Steuereinrichtung ferner aufweist:

eine Logikeinrichtung (72, 80), die mit der ersten und zweiten Zeiteinrichtung und mit der Eingabemultiplexereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen der Auswahlsignale, um so kontinuierlich das erste oder zweite Sensorsignal zu dem zweiten Multiplexerausgang zu führen und um selektiv das erste oder zweite Sensorsignal zu dem ersten und dritten Multiplexerausgang zu führen, um so das erste und zweite Kanalpaar in der ersten oder zweiten Betriebsart zu betreiben.

8. Meßgerät nach Anspruch 71 wobei die Logikeinrichtung eine Zustandsauswahleinrichtung (710) zum Erzeugen einer geeigneten Folge der Auswahlsignale aufweist, um so wiederholt jedes der Eingabekanalpäare zwischen der ersten und zweiten Betriebsart zyklisch zu wechseln.

9. Meßgerät nach Anspruch 8, wobei die Zustandsauswahleinrichtung ferner eine Einrichtung (703, 730) zum Erzeugen der Auswahlsignale und zum Bereitstellen von Zustandsinformationen als Darstellung eines aktuellen Zustands jedes der Kanalpaare aufweist; und die Kompensiereinrichtung aufweist: eine Prozessoreinrichtung (760), die als Reaktion auf Messungen des ersten und zweiten Zeitintervalls, die durch die erste und zweite Zeiteinrichtung erzeugt werden, und auf die Zustandsinformationen arbeitet, zum Kompensieren jeder der ersten und zweiten Zeitintervallmessung, die erzeugt wurden, während das erste bzw. zweite Kanalpaar in der zweiten Betriebsart arbeiteten, durch einen Wert für die interne Phasenverzögerung, der für das erste bzw. zweite Kanalpaar erhalten wurde, während dieses Kanalpaar gerade erst in der ersten Betriebsart arbeitete.

10. Meßgerät nach Anspruch 9, wobei die Prozessoreinrichtung aufweist: eine Einrichtung (718, 745) zum Erzeugen des ersten bzw. zweiten internen Phasenverzögerungswerts für das erste und zweite Kanalpaar als Mittel der Messungen des ersten und zweiten Zeitintervalls, die durch das erste und zweite Kanalpaar erzeugt wurden, während das erste bzw. zweite Kanalpaar in der ersten Betriebsart arbeitete.

11. Meßgerät nach Anspruch 9, wobei für jedes des ersten oder zweiten Kanalpaars die erste Betriebsart aufeinanderfolgend aufweist: ein erstes Umschaltintervall, in dem eine der Kanaleingaben zu dem einen Kanalpaar über die Eingabemultiplexereinrichtung von dem zweiten Sensorsignal auf das erste Sensorsignal umgeschaltet wird, ein Nullsetzintervall, in dem das eine Kanalpaar die aufeinanderfolgenden Messungen des ersten oder zweiten Zeitintervalls erzeugt, und ein zweites Umschaltintervall, in dem die eine Kanaleingabe über die Eingabemultiplexereinrichtung zurück von dem ersten Sensorsignal auf das zweite Sensorsignal umgeschaltet wird.

12. Meßgerät nach Anspruch 11, wobei das erste und zweite Umschaltintervall die gleiche Dauer haben und jeweils ausreichend lang sind, so daß Schalttransienten, die in jedem dieser Intervalle auftreten, auf einen vordefinierten Pegel sinken.

13. Meßgerät nach Anspruch 12, wobei die erste Betriebsart ferner ein aktives Intervall aufweist, das nach dem zweiten Umschaltintervall beginnt und in dem das eine Kanalpaar gemessene Δt-Werte erzeugen kann, während das Prozeßfluid das Meßgerät durchfließt.

14. Verfahren zum Messen eines Durchflusses eines Prozeßfluids, das ein Coriolis-Meßgerät (5) durchfließt, das aufweist: mindestens ein Durchflußrohr (130), eine Einrichtung (180), um das Rohr in Schwingungen zu versetzen, eine Einrichtung (160L, 160R) zum Erfassen einer Bewegung des Rohrs an unterschiedlichen Stellen entlang dem Rohr, die durch entgegenwirkende Coriolis-Kräfte verursacht wird, die durch Durchströmen des Prozeßfluids durch das Durchflußrohr induziert werden, und zum Erzeugen eines ersten und zweiten Sensorsignals als Reaktion auf die erfaßte Bewegung des Rohrs, und einen Schaltungsaufbau (30), der auf das erste und zweite Sensorsignal reagiert, zum Bereitstellen eines Durchflußwerts des Prozeßfluids, wobei der Schaltungsaufbau einen ersten, zweiten und dritten Eingabekanal (44, 54, 64) zum Erzeugen eines ersten, zweiten bzw. dritten Kanalausgabesignals hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

als Reaktion auf das erste, zweite und dritte Kanalausgabesignal erfolgendes Bestimmen eines ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswerts, die zu einem ersten bzw. zweiten Paar der Eingabekanäle gehören, und Messen eines ersten bzw. zweiten Zeitdifferenzwerts (Δt- Werts) für das erste und zweite Paar der Eingabekanäle;

als Reaktion auf den ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswert und den ersten und zweiten Δt-Wert erfolgendes Kompensieren des ersten Δt-Werts durch den ersten internen Phasenverzögerungswert, um einen ersten kompensierten Δt-Wert zu ergeben, und des zweiten Δt- Werts durch den zweiten internen Phasenverzögerungswert, um einen zweiten kompensierten Δt-Wert zu ergeben;

selektives Führen des ersten und zweiten Sensorsignals zu entsprechenden Eingängen des ersten, zweiten und dritten Eingabekanals; Nuliin dem Selektivführungsschritt erfolgendes Festlegen, welches der Sensorsignale gleichzeitig als Eingabe an welchem der Eingabekanäle anzulegen ist, und Betreiben der Selektivführungseinrichtung und des ersten und zweiten Paars der Eingabekanäle, so daß während das erste Paar zum Bestimmen des ersten internen Phasenverzögerungswerts verwendet wird, das zweite Paar zum Messen des zweiten Δt-Werts verwendet wird, und Umkehren eines Betriebs der Kanalpaare nach Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, so daß das erste Paar zum Messen des ersten Δt-Werts verwendet wird, während das zweite Paar zum Bestimmen des zweiten internen Phasenverzögerungswerts verwendet wird; und

Bestimmen des Durchflusses des Prozeßfluids als vordefinierte Funktion des ersten und zweiten kompensierten Δt- Werts.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste und zweite interne Phasenverzögerungswert gemessen werden, während das Prozeßfluid das Meßgerät durchfließt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Betreibens jedes der Paare der Eingabekanäle in einer ersten und zweiten Betriebsart, so daß in der ersten Betriebsart ein Referenzsignal zu den Eingängen beider der Eingabekanäle in jedem Paar geführt und ein dritter Zeitdifferenzwert zwischen entsprechenden Punkten an den Kanalausgabesignalen gemessen wird, die durch beide der Kanäle in jedem Paar bereitgestellt werden, wobei der dritte Zeitdifferenzwert den internen Phasenverzögerungswert darstellt, der zu jedem Paar gehört, und so daß in der zweiten Betriebsart das erste und zweite Sensorsignal zu entsprechenden der Eingänge beider der Eingabekanäle in jedem Paar geführt und mehrere Δt-Werte gemessen werden, die zu jedem Paar gehören.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Referenzsignal das erste oder zweite Sensorsignal ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Kompensierschritt ferner die folgenden Schritte aufweist:

als Reaktion auf den dritten Zeitdifferenzwert, der während der ersten Betriebsart für das erste bzw. zweite Kanalpaar auftritt, erfolgendes Erzeugen des ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswerts; und

während der zweiten Betriebsart für das erste und zweite Kanalpaar erfolgendes getrenntes Kompensieren jedes der Werte in entsprechenden mehreren ersten und zweiten gemessenen Δt-Werten durch den ersten und zweiten internen Phasenverzögerungswert, die während der ersten Betriebsart für das erste bzw. zweite Kanalpaar erhalten werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Steuereinrichtung ferner eine Einrichtung (710) zum kontinuierlichen zyklischen Wechseln jedes des ersten und zweiten Kanalpaars zwischen der ersten und zweiten Betriebsart aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 14 oder 19, ferner mit den folgenden Schritten:

über eine Eingabemultiplexereinrichtung, die mit dem ersten und zweiten Sensorsignal verbunden ist, erfolgendes Bereitstellen einer ersten, zweiten und dritten Multiplexerausgabe und als Reaktion auf Auswahlsignale erfolgendes selektives Führen des ersten oder zweiten Sensorsignals zu jedem des ersten, zweiten oder dritten Multiplexerausgangs;

über den ersten, zweiten und dritten Eingabekanal mit einem ersten, zweiten und dritten Kanaleingang erfolgendes Bereitstellen des ersten, zweiten und dritten Kanalausgabesignals, die jeweils immer dann eine Pegeländerung zeigen, wenn ein Signal, das an einem entsprechenden des ersten, zweiten oder dritten Kanaleingangs angelegt ist, gleich einem vordefinierten Pegel ist; wobei der erste, zweite und dritte Kanaleingang mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Multiplexerausgang verbunden sind;

wobei eine erste und zweite Zeiteinrichtung mit dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal bzw. mit dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal verbunden sind, um so das erste und zweite Kanalpaar zu definieren, wobei in der ersten Zeiteinrichtung gilt: aufeinanderfolgendes Messen eines ersten Zeitintervalls, das zwischen entsprechenden Punkten an dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal auftritt, und wobei in der zweiten Zeiteinrichtung gilt: aufeinanderfolgendes Messen eines zweiten Zeitintervalls, das zwischen entsprechenden Punkten an dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal auftritt; und

über eine Logikeinrichtung, die mit der ersten und zweiten Zeiteinrichtung und mit der Eingabemultiplexereinrichtung verbunden ist, erfolgendes Erzeugen der Auswahlsignale, um so kontinuierlich das erste oder zweite Sensorsignal zu dem zweiten Multiplexerausgang zu führen und um selektiv das erste oder zweite Sensorsignal zu dem ersten und dritten Multiplexerausgang zu führen, um so das erste und zweite Kanalpaar in der ersten oder zweiten Betriebsart zu betreiben.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt der Auswahlsignalerzeugung ferner den Schritt des Erzeugens einer geeigneten Folge der Auswahlsignale aufweist, um so wiederholt jedes der Eingabekanalpaare zwischen der ersten und zweiten Betriebsart zyklisch zu wechseln.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt der Folgenerzeugung ferner die folgenden Schritte aufweist:

Erzeugen der Auswahlsignale; und

Bereitstellen von Zustandsinformationen als Darstellung eines aktuellen Zustands jedes der Kanalpaare; und der Kompensierschritt den folgenden Schritt aufweist:

als Reaktion auf Messungen des ersten und zweiten Zeitintervalls, die durch die erste und zweite Zeiteinrichtung erzeugt werden, und auf die Zustandsinformationen erfolgendes Kompensieren jeder der ersten und zweiten Zeitintervallmessung, die erzeugt wurden, während das erste bzw. zweite Kanalpaar in der zweiten Betriebsart arbeiteten, durch einen Wert für die interne Phasenverzögerung, der für das erste bzw. zweite Kanalpaar erhalten wurde, während dieses Kanalpaar gerade erst in der ersten Betriebsart arbeitete.

23. Verfahren nach Anspruch 21, ferner mit dem Schritt des Erzeugens des ersten bzw. zweiten internen Phasenverzögerungswerts für das erste und zweite Kanalpaar als Mittel der Messungen des ersten und zweiten Zeitintervalls, die durch das erste und zweite Kanalpaar erzeugt wurden, während das erste bzw. zweite Kanalpaar in der ersten Betriebsart arbeitete.

24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei für jedes des ersten oder zweiten Kanalpaars die erste Betriebsart aufeinanderfolgend aufweist: ein erstes Umschaltintervall, in dem eine der Kanaleingaben zu dem einen Kanalpaar über die Eingabemultiplexereinrichtung von dem zweiten Sensorsignal auf das erste Sensorsignal umgeschaltet wird, ein Nullsetzintervall, in dem das eine Kanalpaar die aufeinanderfolgenden Messungen des ersten oder zweiten Zeitintervalls erzeugt, und ein zweites Umschaltintervall, in dem die eine Kanaleingabe über die Eingabemultiplexereinrichtung zurück von dem ersten Sensorsignal auf das zweite Sensorsignal umgeschaltet wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das erste und zweite Umschaltintervall die gleiche Dauer haben und ausreichend lang sind, so daß Schalttransienten, die in jedem dieser Intervalle auftreten, auf einen vordefinierten Pegel sinken.

26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die erste Betriebsart ferner ein aktives Intervall aufweist, das nach dem zweiten Umschaltintervall beginnt und in dem das eine Kanalpaar gemessene Δt-Werte erzeugen kann, während das Prozeßfluid das Meßgerät durchfließt.

27. Schaltungsaufbau (30) zum Messen eines ersten und zweiten Eingabesignals, der aufweist:

einen ersten, zweiten und dritten Eingabekanal (44, 54, 64) mit einem ersten, zweiten und dritten Kanaleingang zum Erzeugen eines ersten, zweiten bzw. dritten Kanalausgabesignals als Reaktion auf eine vorbestimmte Charakteristik des ersten, zweiten und dritten Kanaleingangs;

eine Meßeinrichtung (70, 80) mit:

einer Einrichtung (70), die auf das erste, zweite und dritte Kanalausgabesignal reagiert, zum Bestimmen eines ersten und zweiten internen Offsetverzögerungswerts, der zu einem ersten bzw. zweiten Paar der Eingabekanäle gehört, und zum Messen eines ersten bzw. zweiten Signalwerts über das erste und zweite Paar, um so einen ersten und zweiten gemessenen Signalwert zu erzeugen; und

einer Einrichtung (80), die auf den ersten und zweiten gemessenen Signalwert und den ersten und zweiten internen Offsetverzögerungswert reagiert, zum Kompensieren des ersten und zweiten gemessenen Signalwerts durch den ersten bzw. zweiten internen Offsetverzögerungswert, um einen ersten bzw. zweiten kompensierten Wert als Messungen des ersten und zweiten Eingabesignals zu ergeben;

eine Einrichtung (31) zum selektiven Führen des ersten und zweiten Eingabesignals zu entsprechenden Eingängen des ersten, zweiten und dritten Eingabekanals; und

eine Steuereinrichtung (72), die mit der Selektivführungseinrichtung und mit der Meßeinrichtung verbunden ist, zum Festlegen, welches der Eingabesignale gleichzeitig als Eingabe an welchem der Eingabekanäle anzulegen ist, und zum Betreiben der Selektivführungseinrichtung und des ersten und zweiten Paars der Eingabekanäle in Verbindung mit der Meßeinrichtung, so daß während das erste Paar zum Bestimmen des ersten internen Offsetverzögerungswerts verwendet wird, das zweite Paar zum Messen des zweiten Signalwerts verwendet wird, und zum Umkehren eines Betriebs der Kanalpaare nach Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, so daß das erste Paar zum Messen des ersten Signalwerts verwendet wird, während das zweite Paar zum Bestimmen des zweiten internen 0ffsetverzögerungswerts verwendet wird, um so kontinuierlich das erste und zweite Eingabesignal zu messen und Messungen des ersten und zweiten Eingabesignals, die durch jedes der Kanalpaare erzeugt werden, durch den internen Offsetverzögerungswert zu kompensieren, der zu diesem speziellen Kanalpaar gehört.

28. Schaltungsaufbau nach Anspruch 27, der ferner aufweist:

eine Eingabemultiplexereinrichtung (31), die mit dem ersten und zweiten Eingabesignal verbunden ist, zum Bereitstellen einer ersten, zweiten und dritten Multiplexerausgabe und, als Reaktion auf Auswahlsignale arbeitend, zum selektiven Führen des ersten oder zweiten Eingabesignals zu jedem des ersten, zweiten oder dritten Multiplexerausgangs; wobei der erste, zweite und dritte Kanaleingang mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Multiplexerausgang verbunden sind;

eine erste und zweite Meßeinrichtung (74, 76), die mit dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal bzw. mit dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal verbunden sind, um so das erste und zweite Kanalpaar zu definieren, wobei das erste und zweite Kanalpaar die vorbestimmte Charakteristik der Ausgabesignale des ersten und zweiten Kanalpaars bzw. der Ausgabesignale des zweiten und dritten Kanalpaars messen; und

die Steuereinrichtung aufweist:

eine Logikeinrichtung (710), die mit der ersten und zweiten Meßeinrichtung und mit der Eingabemultiplexereinrichtung verbunden ist, zum Erzeugen der Auswahlsignale, um so kontinuierlich das erste oder zweite Eingabesignal zu dem zweiten Multiplexerausgang zu führen und um selektiv das erste oder zweite Eingabesignal zu jedem des ersten und dritten Multiplexerausgangs zu führen, um so das erste und zweite Kanalpaar so zu betreiben, daß beide der Kanalpaare gleichzeitig in unterschiedlichen einer ersten oder zweiten Betriebsart arbeiten und jedes der Kanalpaare wiederholt zwischen der ersten und zweiten Betriebsart zyklisch wechselt;

wobei:

für eines der Kanalpaare, das in der ersten Betriebsart arbeitet, das erste oder zweite Eingabesignal an beiden der Kanaleingänge des einen Kanalpaars so angelegt wird, daß ein dadurch erzeugter erster gemessener Wert einen Wert des vordefinierten Offsets widerspiegelt, der intern durch das eine Kanalpaar erzeugt wird; und für ein entgegengesetztes der Kanalpaare, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, das erste und zweite Eingabesignal an entsprechenden der Kanaleingänge des entgegengesetzten Kanalpaars so angelegt werden, daß ein dadurch erzeugter zweiter gemessener Wert eine gewünschte Charakteristik des ersten und zweiten Eingabesignals widerspiegelt.

29. Schaltungsaufbau nach Anspruch 28, wobei für jedes des ersten oder zweiten Kanalpaars die erste Betriebsart aufeinanderfolgend aufweist: ein erstes Umschaltintervall, in dem eine der Kanaleingaben zu dem einen Kanalpaar über die Eingabemultiplexereinrichtung von dem zweiten Eingabesignal auf das erste Eingabesignal umgeschaltet wird, ein Nullsetzintervall, in dem das eine Kanalpaar mehrere erste gemessene Werte erzeugt, und ein zweites Umschaltintervall, in dem die eine Kanaleingabe über die Eingabemultiplexereinrichtung zurück von dem ersten Eingabesignal auf das zweite Eingabesignal umgeschaltet wird.

30. Schaltungsaufbau nach Anspruch 29, wobei das erste und zweite Umschaltintervall die gleiche Dauer haben und jeweils ausreichend lang sind, so daß Schalttransienten, die in jedem dieser Intervalle auftreten, auf einen vordefinierten Pegel sinken.

31. Schaltungsaufbau nach Anspruch 30, wobei die Logikeinrichtung ferner aufweist:

eine Einrichtung (703, 730) zum Erzeugen der Auswahlsignale und zum Bereitstellen von Zustandsinformationen als Darstellung eines aktuellen Zustands jedes der Kanalpaare; und

eine Prozessoreinrichtung (760), die als Reaktion auf den ersten und zweiten gemessenen Wert, die durch jedes der Kanalpaare erzeugt werden, und auf die Zustandsinformationen arbeitet, zum Kompensieren jedes von mehreren zweiten gemessenen Werten, die durch das eine Kanalpaar erzeugt werden, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, durch den ersten gemessenen Wert, der zuvor für dieses Kanalpaar während seines Betriebs in der ersten Betriebsart erhalten wurde.

32. Schaltungsaufbau nach Anspruch 31, wobei die gewünschte Charakteristik eine Zeitdifferenz (Δt) ist, die zwischen entsprechenden Punkten an dem ersten und zweiten Eingabesignal auftritt, und der erste gemessene Wert für das erste und zweite Kanalpaar eine interne Phasenverzögerung für das erste bzw. zweite Kanalpaar widerspiegelt.

33. Schaltungsaufbau nach Anspruch 32, wobei die erste und zweite Meßeinrichtung jeweils einen Zähler (74, 76) aufweist.

34. Schaltungsaufbau nach Anspruch 33, wobei die vorbestimmte Charakteristik für die Signale, die an dem ersten, zweiten oder dritten Kanaleingang angelegt werden, durch eine Zeit vorgegeben ist, in der ein an dem ersten, zweiten oder dritten Kanaleingang angelegtes Signal jeweils gleich einer vordefinierten Amplitude ist.

35. Verfahren zum Messen eines ersten und zweiten Eingabesignals mit den folgenden Schritten:

über einen ersten, zweiten und dritten Eingabekanal mit einem ersten, zweiten und dritten Kanaleingang erfolgendes Erzeugen eines ersten, zweiten bzw. dritten Kanalausgabesignals als Reaktion auf eine vorbestimmte Charakteristik des ersten, zweiten und dritten Kanaleingangs;

als Reaktion auf das erste, zweite und dritte Kanalausgabesignal erfolgendes Bestimmen eines ersten und zweiten internen Offsetverzögerungswerts, der zu dem ersten bzw. zweiten Paar der Eingabekanäle gehört, und Messen eines ersten bzw. zweiten Signalwerts über das erste und zweite Paar, um so einen ersten und zweiten gemessenen Signalwert zu erzeugen;

als Reaktion auf den ersten und zweiten gemessenen Signalwert und den ersten und zweiten internen Offsetverzögerungswert erfolgendes Kompensieren des ersten und zweiten gemessenen Signalwerts durch den ersten bzw. zweiten internen Offsetverzögerungswert, um einen ersten bzw. zweiten kompensierten Wert als Messungen des ersten und zweiten Eingabesignals zu ergeben;

selektives Führen des ersten und zweiten Eingabesignals zu entsprechenden Eingängen des ersten, zweiten und dritten Eingabekanals; und

in dem Selektivführungsschritt erfolgendes Festlegen, welches der Eingabesignale gleichzeitig als Eingabe an welchem der Eingabekanäle anzulegen ist, Betreiben der Selektivführungseinrichtung und des ersten und zweiten Paars der Eingabekanäle in Verbindung mit der Meßeinrichtung, so daß während das erste Paar zum Bestimmen des ersten internen Offsetverzögerungswerts verwendet wird, das zweite Paar zum Messen des zweiten Signalwerts verwendet wird, und zum Umkehren eines Betriebs der Kanalpaare nach Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, so daß das erste Paar zum Messen des ersten Signalwerts verwendet wird, während das zweite Paar zum Bestimmen des zweiten internen Offsetverzögerungswerts verwendet wird, um so kontinuierlich das erste und zweite Eingabesignal zu messen und Messungen des ersten und zweiten Eingabesignals, die durch jedes der Kanalpaare erzeugt werden, durch den internen Offsetverzögerungswert zu kompensieren, der zu diesem speziellen Kanalpaar gehört.

36. Verfahren nach Anspruch 35, ferner mit den folgenden Schritten:

über die Eingabemultiplexereinrichtung, die mit dem ersten und zweiten Eingabesignal verbunden ist, erfolgendes Bereitstellen einer ersten, zweiten und dritten Multiplexerausgabe und, als Reaktion auf Auswahlsignale arbeitend, selektives Führen des ersten oder zweiten Eingabesignals zu jedem des ersten, zweiten oder dritten Multiplexerausgangs; wobei der erste, zweite und dritte Kanaleingang mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Multiplexerausgang verbunden sind;

wobei eine erste und zweite Meßeinrichtung mit dem ersten und zweiten Kanalausgabesignal bzw. mit dem zweiten und dritten Kanalausgabesignal verbunden sind, um so das erste und zweite Kanalpaar zu definieren, wobei in dem ersten und zweiten Kanalpaar gilt: Messen der vorbestimmten Charakteristik der Ausgabesignale des ersten und zweiten Kanalpaars bzw. der Ausgabesignale des zweiten und dritten Kanalpaars; und

Erzeugen der Auswahlsignale, um so kontinuierlich das erste oder zweite Eingabesignal zu dem zweiten Multiplexerausgang zu führen und um selektiv das erste oder zweite Eingabesignal zu jedem des ersten und dritten Multiplexerausgangs zu führen, um so das erste und zweite Kanalpaar so zu betreiben, daß beide der Kanalpaare gleichzeitig in unterschiedlichen einer ersten oder zweiten Betriebsart arbeiten und jedes der Kanalpaare wiederholt zwischen der ersten und zweiten Betriebsart zyklisch wechselt;

wobei:

für eines der Kanalpaare, das in der ersten Betriebsart arbeitet, gilt: Anlegen des ersten oder zweiten Eingabesignals an beiden der Kanaleingänge des einen Kanalpaars, so daß ein dadurch erzeugter erster gemessener Wert einen Wert des vordefinierten Offsets widerspiegelt, der intern durch das eine Kanalpaar erzeugt wird;

und

für ein entgegengesetztes der Kanalpaare, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, gilt: Anlegen des ersten und zweiten Eingabesignals an entsprechenden der Kanaleingänge des entgegengesetzten Kanalpaars, so daß ein dadurch erzeugter zweiter gemessener Wert eine gewünschte Charakteristik des ersten und zweiten Eingabesignals widerspiegelt

37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei für jedes des ersten oder zweiten Kanalpaars die erste Betriebsart aufeinanderfolgend aufweist: ein erstes Umschaltintervall, in dem eine der Kanaleingaben zu dem einen Kanalpaar über die Eingabemultiplexereinrichtung von dem zweiten Eingabesignal auf das erste Eingabesignal umgeschaltet wird, ein Nullsetzintervall, in dem das eine Kanalpaar mehrere erste gemessene Werte erzeugt, und ein zweites Umschaltintervall, in dem die eine Kanaleingabe über die Eingabemultiplexereinrichtung zurück von dem ersten Eingabesignal auf das zweite Eingabesignal umgeschaltet wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei das erste und zweite Umschaltintervall die gleiche Dauer haben und jeweils ausreichend lang sind, so daß Schalttransienten, die in jedem dieser Intervalle auftreten, auf einen vordefinierten Pegel sinken.

39. Verfahren nach Anspruch 38, ferner mit den folgenden Schritten:

Erzeugen der Auswahlsignale und Bereitstellen von Zustandsinformationen als Darstellung eines aktuellen Zustands jedes der Kanalpaare; und

als Reaktion auf den ersten und zweiten gemessenen Wert, die durch jedes der Kanalpaare erzeugt werden, und auf die Zustandsinformationen erfolgendes Kompensieren jedes von mehreren zweiten gemessenen Werten, die durch das eine Kanalpaar erzeugt werden, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, durch den ersten gemessenen Wert, der zuvor für dieses Kanalpaar während seines Betriebs in der ersten Betriebsart erhalten wurde.

40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die gewünschte Charakteristik eine Zeitdifferenz (Δt) ist, die zwischen entsprechenden Punkten an dem ersten und zweiten Eingabesignal auftritt, und der erste gemessene Wert für das erste und zweite Kanalpaar eine interne Phasenverzögerung für das erste bzw. zweite Kanalpaar widerspiegelt.

41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die vorbestimmte Charakteristik für die Signale, die an dem ersten, zweiten oder dritten Kanaleingang angelegt werden, durch eine Zeit vorgegeben ist, in der ein an dem ersten, zweiten oder dritten Kanaleingang angelegtes Signal jeweils gleich einer vordefinierten Amplitude ist.