EP1430275A1 - Verfahren zur überwachung eines coriolis-massedurchflussmesser - Google Patents

Verfahren zur überwachung eines coriolis-massedurchflussmesser

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EP1430275A1
EP1430275A1 EP02767497A EP02767497A EP1430275A1 EP 1430275 A1 EP1430275 A1 EP 1430275A1 EP 02767497 A EP02767497 A EP 02767497A EP 02767497 A EP02767497 A EP 02767497A EP 1430275 A1 EP1430275 A1 EP 1430275A1
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EP
European Patent Office
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signal
vibration
error
mass flow
sensors
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Withdrawn
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EP02767497A
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Christian Matt
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Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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Publication date
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    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a Coriolis mass flow meter.
  • Coriolis mass flow meters are widely used in process automation technology to determine the mass flow of a fluid in a pipe section.
  • a measuring tube in which the fluid flows is set in vibration.
  • the oscillating movement of the measuring tube is influenced by the flowing fluid.
  • the vibration movement is normally detected with the help of two vibration sensors.
  • the sensor signals are evaluated in a measuring and operating circuit. They have the same frequency as the tube vibration of the measuring tube, but they are out of phase with each other.
  • the phase shift is a measure of the mass flow of the fluid in the measuring tube.
  • the sensor signals are evaluated in the measuring and operating circuit and their phase shift is determined.
  • the measuring tube and fluid together form an oscillatory system. That is normally excited at its resonance frequency.
  • the resonance frequency depends on the one hand on the material of the measuring tube and on the other hand on the density of the fluid.
  • US-A 4801897 describes an exciter subcircuit which is constructed in the manner of an analog phase lock loop control.
  • the excitation frequency adjusts itself automatically to the resonance frequency of the oscillatory system even with variable fluid density.
  • EP-A 698 783 describes a measuring circuit which has an analog control circuit which regulates the two sensor signals to the same amplitude.
  • a further measuring and operating circuit is known from EP A 866 319. With this circuit, the two sensor signals are amplified before further processing, an amplification factor of an amplifier being variable.
  • Coriolis mass flow meters are mostly connected to a bus
  • the data connection is based on international standards, e.g.
  • the measured values are transferred to the control system and processed there. from
  • the entire process control takes place from the control system.
  • the invention has for its object to propose a Coriolis mass flow meter that enables safe process control.
  • the essential idea of the invention is to monitor the input or output signals of the signal processor and to store a corresponding error message in the event of an error. Because the fault occurs on the one hand Device errors and, on the other hand, caused by poor operating conditions, the error messages are classified into two classes, device-related and operational.
  • a sensor 1 for a Coriolis mass flow meter is shown in a schematic representation.
  • the sensor 1 is arranged in a pipe, not shown, in which a fluid F flows, the mass flow of which is one of the variables of interest.
  • the connection to the pipeline is made via the two flanges 2, 3.
  • the sensor 1 has a single straight measuring tube 4, which is fixed on the inlet side via an end plate 13 to the flange 2 and on the outlet side via an end plate 14 on the flange 3.
  • the method according to the invention is not limited to this special measuring sensor 1 with a single straight measuring tube. It can also be used in conjunction with other known sensors. Examples include sensors with a measuring tube with cantilever mass, as described, for example, in EP 97 81 0559, sensors with a curved measuring tube (EP 96 10 9242) and sensors with two parallel straight or curved measuring tubes (US 4793191 or US 41 27 028) ). The flanges 2, 3 and the end plates are attached to or in a support tube 15.
  • the vibration exciter 16 can e.g. around an electromagnetic
  • Act drive consisting of a permanent magnet 161 and a coil 162.
  • the coil 162 is fixed on the support tube 15 and the permanent magnet 161 on the measuring tube 4.
  • the amplitude and frequency of the bending vibration of the measuring tube 4, which runs in the plane of the drawing, can be controlled via the current flowing in the coil 162.
  • the Coriolis forces also occur in the plane of the drawing, which cause all points along the measuring tube 4 to no longer oscillate in phase.
  • the vibration movement of the measuring tube 4 is recorded with the aid of two vibration sensors 17 and 18, which are arranged approximately symmetrically to the vibration exciter 16, also on the support tube 15.
  • the vibration sensors 17 and 18 can e.g. are electromagnetic transducers which are constructed similarly to the arrangement of the permanent magnet coil of the vibration exciter 16.
  • the two permanent magnets 171, 181 are fixed on the measuring tube 4 and the two coils 172, 182 on the support tube 15.
  • the movement of the measuring tube 4 causes an induction voltage in the respective coil 172, 182 via the magnets 171, 181, which is picked up as an analog sensor signal X17 or X18.
  • several temperature sensors 19, 20 are provided.
  • Fig. 2 shows the measuring and operating circuit as a block diagram.
  • the vibration sensors 17, 18 are each connected to two amplifiers V1, V2, each of which is followed by an analog-digital converter A / D1, A / D2.
  • the two converters A / D1 and A / D2 are each connected to an input of a digital signal processor DSP.
  • the output A1 supplies the mass flow signal m.
  • This signal m is calculated according to one of the known methods, measuring the Phase shift of the two sensor signals, measurement of the time shift of the two sensor signals.
  • the output A2 supplies a control signal which is implemented in a D / A converter DW1 and regulates the gain of the amplifier V2.
  • An output A3 supplies a control signal for the vibration exciter 16.
  • the output A3 is connected via a D / A converter D / A3 to a U / I converter U / I3.
  • the U / I converter U / I3 supplies the excitation signal for the vibration exciter 16.
  • the outputs A4, A5 deliver a density signal or a viscosity signal.
  • the digital signal processor DPS is connected to a control system via a digital interface (not shown) and a data bus line.
  • the digital interface can be designed for Hart, RS485, RS232, FF, PA, DP, Interbus S, TCP / IP, Internet.
  • the digital signal processor has an error and alarm memory FA, in which each detected state, which leads to a reduced accuracy of the
  • Measurement result m or lead to an impending failure of the device is saved chronologically with date and time.
  • the essential idea of the invention is to monitor the input or the output signals of the signal processor and to store a corresponding error message in the event of an error. Since the fault case can be caused on the one hand by device errors and on the other hand by poor operating conditions, the error messages are classified into two classes, device-related and operating-related. In the event of a device-related error, it is very important for the user to localize the cause of the error.
  • the individual components of the mass flow meter are therefore subjected to a function test subjected and / or the instantaneous measured variables compared with reference measured variables obtained at an earlier point in time.
  • the vibration frequency, the control signal for the vibration exciter 16 and the signals of the vibration sensors 17, 18 serve as input signals.
  • the oscillation frequency of the oscillation system measuring tube with fluid is within characteristic limits with a faultless Coriolis mass flow meter. These limits depend on the device type and the density range of the application. They are stored in a permanent memory in the device itself when the device is delivered.
  • a corresponding message is sent to the control system.
  • the oscillation frequency and the amplitude of the oscillation must be stable over time.
  • Frequency control and amplitude control take place in the digital storage unit.
  • the control deviations in frequency and in amplitude provide information about other properties of the fluid (gas loading, solids content, compressibility, etc.). These measured values must also be within certain measured value limits. If the measured values lie outside these measured value limits, this indicates a malfunction. A corresponding message is sent to the control system.
  • the vibration amplitude of the measuring tube vibration is controlled via the excitation power.
  • the required viscosity increases with increasing fluid viscosity
  • Vibration amplitude can no longer be kept at the setpoint. As long as the
  • Vibration amplitude is still above a certain limit value, a limited measuring operation is possible.
  • two vibration sensors 17, 18 are arranged on the measuring tube 4, which record the vibration movement of the measuring tube 4. Since the sensors 17, 18 are constructed identically, the measured values of the vibration amplitudes should not differ greatly from one another. With fault-free sensors, the measured values are within a specified range. If the measured values deviate more, this is an indication that the sensors are no longer functioning properly. In this case, a corresponding message is sent to the control system.
  • test signal is added to each of the sensor signals and routed via the preamplifier section and the AD converter to the DSP. These test signals are used to monitor the entire measuring circuit. If the processed test signals are outside specified limits, e.g. determined by amplification factors of analog amplifiers, this is an indication that the measuring circuit is no longer working correctly.
  • the noise level is also measured on the analog input signals. If the interference level exceeds a certain predetermined limit value, the amplification factor of the analog amplifier is reduced. The accuracy of the measurement is reduced. A corresponding message is sent to the control system.
  • Malfunctions can have different causes, on the one hand they can be caused by poor operating conditions or by defects
  • the characteristic values (impedance, internal resistance etc.) of the sensors are determined or measured and compared with the target values.
  • test signals are fed to the inputs of the signal processor DSP. This makes it possible to differentiate whether the sensors are faulty or whether the signal processor is faulty.
  • the cause of the error is localized without reference conditions.
  • Vibration frequency, excitation power, vibration amplitude, mass flow is, mass flow is, zero point is static, density is, density is, measuring tube temperatures is, measuring tube temperatures is, viscosity is, viscosity is, control deviation frequency control, control deviation amplitude control, sensor amplitude symmetry, test signal amplitude, interference level analog signals.
  • Deviations can indicate existing or impending device defects (abrasion, corrosion, cavitation, etc.).

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Überwachung eines Coriolismassedurchflussmessers werden die Eingangs- bzw. die Ausgangssignale des Signalprozessors DSP überwacht und im Fehlerfall eine entsprechende Fehlermeldung abgespeichert. Da der Fehlerfall einerseits durch Gerätefehler und andererseits durch schlechte Betriebsbedingungen verursacht sein kann, werden die Fehlermeldungen in zwei Klassen klassifiziert, gerätebedingt und betriebsbedingt.Bei einem gerätebedingten Fehlerfall ist es für den Anwender von grosser Wichtigkeit, die Fehlerursache näher zu lokalisieren. Deshalb werden die einzelnen Komponenten des Massedurchflussmessers einem Funktionstest unterzogen und/oder die momentanen Messgrössen mit zu einem früheren Zeitpunkt gewonnenen Referenzmessgrössen, verglichen.

Description

Verfahren zur Überwachung eines Coriolis-Massedurchflussmesser
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Coriolis- Massedurchflussmesser.
Coriolis-Massedurchflussmesser werden vielfach in der Prozessautomatisierungstechnik zur Bestimmung des Massedurchflusses eines Fluids in einem Rohrleitungsabschnitt eingesetzt. Hierbei wird ein Messrohr in dem das Fluid fließt in Schwingung versetzt. Durch das strömende Fluid wird die Schwingungsbewegung des Messrohrs beeinflußt. Die Schwingungsbewegung wird normalerweise mit Hilfe von zwei Schwingungssensoren erfaßt. Die Sensorsignale werden in einer Mess- und Betriebsschaltung ausgewertet. Sie weisen die gleiche Frequenz wie die Rohrschwingung des Messrohrs auf, sie sind jedoch gegeneinander phasenverschoben. Die Phasenverschiebung ist ein Maß für den Massed urchfluss des Fluids im Messrohr. In der Mess- und Betriebsschaltung werden die Sensorsignale ausgewertet und ihre Phasenverschiebung bestimmt.
Messrohr und Fluid bilden zusammen ein schwingungsfähiges System. Das normalerweise auf seiner Resonanzfrequenz angeregt wird.
Die Resonanzfrequenz hängt einerseits vom Material des Messrohrs und andererseits von der Dichte des Fluids ab.
Es gibt auch Anwendungen, wo die Anregung nicht auf der Resonanzfrequenz erfolgt, sondern auf einer zur Resonanzfrequenz benachbarten Frequenz.
Neben dem Massedurchfluss können auch weitere Eigenschaften des strömenden Fluids wie z.B. seine Dichte bzw. die Viskosität bestimmt werden.
In der US-A 4801897 ist eine Erreger-Teilschaltung beschrieben, die nach Art einer analogen Phase-Lock-Loop-Regelung aufgebaut ist. Die Erregerfrequenz stellt sich dabei auch bei veränderlicher Fluiddichte automatisch auf die Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems ein.
Bekannte Mess-Schaltungen arbeiten entweder analog wie z.B. in der EP- A698 783 bzw. der US- A 4895030 oder digital wie z.B. in der EP- A 702 212 bzw. der US A54 29 002 beschrieben. Aus der EP- A 698 783 ist eine Messschaltung beschrieben, die einen analogen Regelkreis aufweist, der die beiden Sensorsignale auf gleiche Amplitude regelt.
Aus der EP A 866 319 ist eine weitere Mess- und Betriebsschaltung bekannt. Bei dieser Schaltung werden die beiden Sensorsignale vor der Weiterverarbeitung verstärkt, wobei ein Verstärkungsfaktor eines Verstärkers variabel ist.
In einem Digitalprozessor werden die Summe und die Differenz der beiden
Sensorsignale sowie eines der Sensorsignale ausgewertet.
Für die Genauigkeit der Messung ist es wesentlich, dass die beiden
Sensorsignale nach ihrer Verstärkung gleiche Amplitude besitzen. Die hierfür benötigte Amplitudenregelung wertet die Summe (ein Sensorsignal) und die
Differenz der beiden Sensorsignale aus.
Coriolis-Massedurchflussmesser sind meist über eine Busverbindung mit einem
Leitsystem oder mit einer SPS verbunden.
Die Datenverbindung erfolgt nach den internationalen Standards, wie z.B.
Profibus, FF, CAN etc.
Die Messwerte werden an das Leitsystem übertragen und dort verarbeitet. Vom
Leitsystem aus erfolgt die gesamte Prozeßsteuerung.
Für die Prozeßsteuerung ist es von großer Wichtigkeit, daß die Messwerte, die von Feldgeräten insbesondere von Coriolis-Massedurchflussmesser geliefert werden zuverlässig sind und dass das es zu keiner Störung im Betrieb des Coriolis-Massedurchflussmessers kommt.
Bei einem komplex aufgebauten Messgerät wie einem Coriolismassedurchflussmesser können verschiedene Fehlfunktionen auftreten, die teilweise unmittelbar das Messergebnis beeinflussen oder aber sich erst zu einem späteren Zeitpunkt auf das Messergebnis auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Coriolis-Massedurchflussmesser vorzuschlagen, der eine sichere Prozeßsteuerung ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, die Eingangs- bzw. die Ausgangssignale des Signalprozessors zu überwachen und im Fehlerfall eine entsprechende Fehlermeldung abzuspeichern. Da der Fehlerfall einerseits durch Gerätefehler und andererseits durch schlechte Betriebsbedingungen verursacht sein kann, werden die Fehlermeldungen in zwei Klassen klassifiziert, gerätebedingt und betriebsbedingt.
Bei einem gerätebedingten Fehlerfall ist es für den Anwender von großer Wichtigkeit, die Fehlerursache näher zu lokalisieren. Deshalb werden die einzelnen Komponenten des Massedurchflussmessers einem Funktionstest unterzogen und/oder die momentanen Messgrößen mit zu einem früheren Zeitpunkt gewonnenen Referenzmessgrößen, verglichen.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1: Messaufnehmer eines Coriolis-Massedurchflussmessers in schematischer Darstellung,
Fig. 2: Blockschaltbild einer Mess- und Betriebsschaltung für einen Coriolis-
Massedurchflussmessers
In Fig. 1 ist ein Messaufnehmer 1 für einen Coriolis-Massedurchflussmesser in schematischer Darstellung gezeigt. Der Messaufnehmer 1 ist in einer nicht dargestellten Rohrleitung angeordnet in der ein Fluid F strömt, dessen Massedurchfluss eine der interessierenden Grossen ist. Die Verbindung mit der Rohrleitung erfolgt über die beiden Flansche 2, 3.
Der Messaufnehmer 1 weist ein einziges gerades Messrohr 4 auf, das einlaßseitig über eine Endplatte 13 am Flansch 2 und auslaßseitig über eine Endplatte 14 am Flansch 3 fixiert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf diesen speziellen Messaufnehmer 1 mit einem einzigen geraden Messrohr beschränkt. Es kann auch in Verbindung mit weiteren bekannten Messaufnehmern eingesetzt werden. Zu erwähnen sind z.B. Messaufnehmer mit einem Messrohr mit Auslegermasse, wie z.B. in der EP 97 81 0559 beschrieben, Messaufnehmer mit einem gebogenen Messrohr (EP 96 10 9242) sowie Messaufnehmer mit zwei parallelen geraden oder gebogenen Messrohren (US 4793191 bzw. US 41 27 028). Die Flansche 2, 3 und die Endplatten sind an oder in einem Trägerrohr 15 befestigt.
Zur Erzeugung der Messrohrschwingung ist in der Mitte zwischen den beiden
Endplatten 13, 14 am Messrohr 4 ein Schwingungserreger 16 angeordnet. Bei dem Schwingungserreger 16 kann es sich z.B. um einen elektromagnetischen
Antrieb bestehend aus einem Permanentmagnet 161 und einer Spule 162 handeln.
Die Spule 162 ist am Tragrohr 15 und der Permanentmagnet 161 am Messrohr 4 fixiert.
Über den in der Spule 162 fließenden Strom läßt sich die Amplitude und die Frequenz der Biegeschwingung des Messrohrs 4, die in der Zeichenebene verläuft, steuern.
In der Zeichenebene treten auch die Corioliskräfte auf, die bewirken, dass nicht mehr alle Punkte entlang des Messrohrs 4 in Phase schwingen. Die Schwingungsbewegung des Messrohrs 4 wird mit Hilfe zweier Schwingungssensoren 17 bzw. 18, die etwa symmetrisch zum Schwingungserrereger 16, ebenfalls am Tragrohr 15 angeordnet sind, aufgenommen. Bei den Schwingungssensoren 17 bzw. 18 kann es sich z.B. um elektromagnetische Wandler handeln, die ähnlich der Anordnung Permanentmagnet-Spule des Schwingungserregers 16 aufgebaut sind. Die beiden Permanentmagnet 171 , 181 sind am Messrohr 4 und die beiden Spulen 172, 182 am Tragrohr 15 fixiert. Die Bewegung des Messrohrs 4 bewirkt über die Magnete 171, 181 eine Induktionsspannung in der jeweiligen Spule 172, 182, die als analoges Sensorsignal X17 bzw. X18 abgegriffen wird. Weiterhin sind mehrere Temperatursensoren 19, 20 vorgesehen.
Fig. 2 zeigt die Mess- und Betriebsschaltung als Blockschaltbild.
Die Schwingungssensoren 17, 18 sind jeweils mit zwei Verstärkern V1 , V2 verbunden, denen jeweils ein analog-digital Wandler A/D1 , A/D2 nachgeschaltet ist. Die beiden Wandler A/D1 bzw. A/D2 sind jeweils mit je einem Eingang eines digitalen Signalprozessors DSP verbunden.
Der Ausgang A1 liefert das Massedurchflusssignal m. Die Berechnung dieses Signals m erfolgt nach einem der bekannten Verfahren, Messung der Phasenverschiebung der beiden Sensorsignale, Messung der Zeitverschiebung der beiden Sensorsignale.
Der Ausgang A2 liefert ein Steuersignal, das in einem D/A-Wandler DW1 umgesetzt wird und die Verstärkung des Verstärkers V2 regelt.
Ein Ausgang A3 liefert ein Steuersignal für den Schwingungserreger 16. Der Ausgang A3 ist über einen D/A-Wandler D/A3 mit einem U/I-Wandler U/I3 verbunden. Der U/I-Wandler U/I3 liefert das Erregersignal für den Schwingungserreger 16.
Die Ausgänge A4, A5 liefern ein Dichtesignal bzw. ein Viskositätssignal.
Der digitale Signalprozessor DPS ist über eine nicht dargestellte digitale Schnittstelle und eine Datenbusleitung mit einem Leitsystem verbunden. Die digitale Schnittstelle kann für Hart, RS485, RS232, FF, PA, DP, Interbus S, TCP/IP, Internet ausgelegt sein.
Der digitale Signalprozessor weist einen Fehler und Alarmspeicher FA auf, in dem jeder detektierte Zustand, der zu einer reduzierten Genauigkeit des
Messergebnisses m bzw. zu einem drohenden Ausfall des Geräts führen kann, chronologisch mit Datum und Uhrzeit abgespeichert wird.
Meldungen die ständig auftreten, werden als permanent gekennzeichnet.
Bei derartigen Meldungen werden nur das erstmalige Auftreten und die letzte der
Fehlermeldung abgespeichert.
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
Wie bereits erwähnt besteht die wesentliche Idee der Erfindung darin, die Eingangs- bzw. die Ausgangssignale des Signalprozessors zu überwachen und im Fehlerfall eine entsprechende Fehlermeldung abzuspeichern. Da der Fehlerfall einerseits durch Gerätefehler und andererseits durch schlechte Betriebsbedingungen verursacht sein kann, werden die Fehlermeldungen in zwei Klassen klassifiziert, gerätebedingt und betriebsbedingt. Bei einem gerätebedingten Fehlerfall ist es für den Anwender von großer Wichtigkeit, die Fehlerursache näher zu lokalisieren. Deshalb werden die einzelnen Komponenten des Massedurchflussmessers einem Funktionstest unterzogen und/oder die momentanen Messgrößen mit zu einem früheren Zeitpunkt gewonnenen Referenzmessgrößen, verglichen. Als Eingangssignale dienen die Schwingungsfrequenz, das Steuersignal für den Schwingungserreger 16 bzw. die Signale der Schwingungssensoren 17, 18.
Die Schwingungsfrequenz des Schwingungssystems Messrohr mit Fluid liegt bei einem fehlerfreien Coriolis-Massedurchflussmesser innerhalb charakteristischen Grenzen. Diese Grenzen hängen vom Gerätetyp und dem Dichtebereich der Anwendung ab. Sie werden bei der Auslieferung des Geräts in einem Permanentspeicher im Gerät selbst gespeichert.
Liegt die aktuelle Schwingfrequenz außerhalb dieser Grenzwerte, so deutet dies darauf hin, daß entweder die Dichte weit oberhalb normaler Werte liegt (z.B. >5000 kg/m3) oder die(das) Messrohr(e) an Abrasion oder an Belagbildung leiden.
Es erfolgt eine entsprechende Meldung an das Leitsystem.
Für ein einphasiges Fluid muß die Schwingfrequenz und die Amplitude der Schwingung zeitlich stabil sein. Die Frequenzregelung sowie die Amplitudenregelung erfolgen in der digitalen Speichereinheit. Die Regelabweichungen in der Frequenz sowie in der Amplitude geben Aufschluß über weitere Eigenschaften des Fluids (Gasbeladung, Feststoffanteil, Kompressibilität etc.). Diese Messwerte müssen ebenfalls innerhalb betimmter Messwertegrenzen liegen. Liegen die Messwerte außerhalb dieser Messwertegrenzen, so deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. Es erfolgt eine entsprechende Meldung an das Leitsystem.
Die Schwingungsamplitude der Messrohrschwingung wird über die Erregerleistung gesteuert. Mit zunehmender Messstoffviskosität nimmt die erforderliche
Erregerleistung zu.
Die Erregerleistung ist systembedingt beschrängt. Wird die maximale
Erregerleistung erreicht, so kann bei weiterer Viskositätszunahme die
Schwingungsamplitude nicht mehr auf dem Sollwert gehalten werden. Solange die
Schwingungsamplitude dabei noch über einem bestimmten Grenzwert liegt, ist ein eingeschränkter Messbetrieb möglich.
Beim Erreichen der maximalen Erregerleistung wird eine entsprechende Nachricht an das Leitsystem gesendet. Sinkt die Schwingungsamplitude bei maximaler Erregerleistung unter den Grenzwert ab ist kein zuverlässiger Messbetrieb mehr möglich. Auch hier wird eine entsprechende Nachricht an das Leitsystem gesendet.
In der Regel sind zwei Schwingungssensoren 17, 18 am Messrohr 4 angeordnet, die die Schwingungsbewegung des Messrohrs 4 aufnehmen. Da die Sensoren 17, 18 identisch aufgebaut sind, sollten die Messwerte der Schwingungsamplituden nicht stark voneinander abweichen. Die Messwerte liegen bei fehlerfreien Sensoren innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite. Weichen die Messwerte stärker ab, ist dies ein Hinweis darauf, daß die Sensoren nicht mehr einwandfrei funktionieren. In diesem Fall erfolgt eine entsprechende Meldung an das Leitsystem.
Zu den Sensorsignalen wird je ein Testsignal hinzuaddiert und über den Vorverstärkerteil, über die AD-Wandler bis in den DSP geführt. Diese Testsignale dienen zur Überwachung der gesamten Messschaltung. Liegen die verarbeiteten Testsignale außerhalb vorgegebenen Grenzwerte, z.B. durch Verstärkungsfaktoren von Anlaogverstärkem bestimmt, so ist dies ein Hinweis darauf, daß die Messschaltung nicht mehr fehlerfrei arbeitet.
Weiterhin wird der Störpegel auf den analogen Eingangssignalen gemessen. Übersteigt der Störpegel einen gewissen vorgegebenen Grenzwert, wird der Verstärkungsfaktor der Analogverstärker verringert. Die Genauigkeit der Messung ist verringert. Es wird eine entsprechende Meldung an das Leitsystem gesendet.
Ist eine Fehlfunktion aufgetreten, so muss dieser genauer analysiert werden.
Fehlfunktionen können unterschiedliche Ursachen haben, zum einen können sie durch schlechte Betriebsbedingungen verursacht sein oder aber durch Defekte an
Bauteilen des Coriolismassedurchflussmessers.
In beiden Fällen ist eine Information des Anwenders z.B. über das Leitsystem notwendig, jedoch müssen beide Fälle klar zu unterscheiden sein.
Im ersten Fall müssen die Betriebsbedingungen geändert werden, im zweiten Fall sind eventuell Geräteteile auszutauschen. Aus diesem Grunde werden die charakteristischen Werte (Impedanz, Innenwiderstand etc.) der Sensoren ermittelt oder gemessen und mit den Sollwerten verglichen.
Weiterhin werden statt der Sensorsignale Testsignale den Eingängen des Signalprozessors DSP zugeführt. So kann unterschieden werden, ob die Sensoren fehlerhaft sind oder der Signalprozessor fehlerhaft arbeitet.
Hierbei wird die Fehlerursache ohne Referenzbedingungen näher lokalisiert.
Bei jeder Inbetriebnahme einer Anwendung wird ein Profil erstellt, das eine Vielzahl von Größen umfaßt.
Schwingfrequenz, Erregerleistung, Schwingungsamplitude, Massedurchfluss ist, Massedurchfluss soll, Nullpunkt statisch, Dichte ist, Dichte soll, Messrohrtemperaturen ist, Messrohrtemperaturen soll, Viskosität ist, Viskosität soll, Regelabweichung Frequenzregelung, Regelabweichung Amplitudenregelung, Sensoramplitudensymmetrie, Testsignalamplitude, Störpegel Analogsignale.
Zur weiteren Fehlereingrenzung müssen die ursprünglichen Bedingungen (bei der Inbetriebnahme) wieder hergestellt werden. Das neue Profil wird mit dem alten Profil verglichen und auf Veränderungen untersucht. Abweichungen können auf vorhandene oder bevorstehende Gerätedefekte (Abrasion, Korrosion, Kaviation etc.) hindeuten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Coriolismassedurchflussmessers mit mindestens zwei Schwingungssensoren (17, 18), einem Schwingungserreger (16) und mehreren Temperatursensoren (19, 20) die mit vier Eingängen E1, E2, E3, E4 eines digitalen Signalprozessor DSP verbunden sind, der an seinen Ausgängen A1 , A2, A3, ein Massedurchflusssignal, ein Steuersignal für den Schwingungserreger (16) und ein Steuersignal für einen Verstärker V2, der dem Schwingungssensor (18) nachgeschaltet ist, liefert, mit folgenden Verfahrensschritten, a) Fehlerüberwachung der Eingangs bzw. Ausgangssignale des Signalprozessors DSP b) Speichern einer Fehlermeldung bei Auftreten eines Fehlers mit Zeitangabe c) Klassifizierung der Fehlermeldung in zwei Fehlerklassen gerätebedingt bzw. bedriebsbedingt d) Lokalisierung des Fehler im Fehlerfall gerätebedingt, durch einen Funktionstest einzelner Komponenten des Massedurchflussmessers und/oder Vergleich der momentanen Messgrößen mit Referenzmessgrößen, die bei gleichen Betriebsbedingungen gewonnen wurden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal Schwingfrequenz in einem Frequenzintervall liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei homogenen einphasigen Messmedien, das Eingangssignal Schwingfrequenz stabil ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für den Schwingungserreger (Ausgangssignal A3) einen Grenzwert nicht übersteigt bzw. die erzeugte Messrohrauslenkung nicht einen zweistufigen Grenzwert unterschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Amplituden der Eingangssignale E1 , E2 der beiden Schwingungssensoren (17, 18) einen Grenzwert nicht übersteigt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass den Eingangssignalen der beiden Schingungssensoren (17, 18) jeweils ein Testsignal überlagert wird, dessen Amplitude innerhalb eines Intervalls liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Störpegel der Eingangssignalssignale E1 , E2 einen Grenzwert nicht übersteigt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionstest die charakteristischen Werte (Impedanz, Isolationswiderstand) der Sensoren (17, 18, 19, 20) und des Erregers (16) gemessen und mit Sollwerten verglichen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionstest dem Signalprozessor DSP simulierte Sensorsignale, die gewissen Sollmesswerten entsprechen, zugeführt werden und die Messergebnisse mit den Sollmesswerten verglichen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzmessgröße die Schwingfrequenz dient.
11. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzmessgröße das Steuersignal für den Schwingungserreger (16) dient.
12. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzmessgröße das Massedurchflusssignal dient.
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